CNC 钢加工：材料、优势和表面光洁度选项

钢铁是当今全球使用最广泛的金属之一。考虑到这种金属的多种好处，这并不奇怪。在工业上，制造商采用不同的金属加工服务来满足产品设计规范和要求。

这些加工服务之一是钢数控加工。这种高度自动化的过程是制造钢制零件的最通用方法之一。然而，加工钢材有几个因素在起作用。

本文包含您需要了解的有关 CNC 钢加工的所有信息以及获得最佳效果的各种注意事项。

什么是数控钢加工？

机加工是许多制造操作中必不可少的过程。曾经有一段时间该过程完全是手动的，但那是非常费时费力的。如今，加工服务是自动化的，其中一种应用是计算机数控 (CNC) 加工。基本上，CNC 加工涉及使用计算机来控制特定工具的运动，从金属和塑料原料中形成设计。这种自动化工艺因其速度、精度和生产效率而在制造业中变得非常普遍。CNC加工兼容多种材料，钢材也不例外。事实上，CNC 钢制零件是最受欢迎的定制加工零件和原型之一。

CNC加工用钢种

CNC加工的应用涉及多种材料。为您的项目选择合适的材料可能很棘手，通常涉及多个因素。然而，选择要使用的材料，在这种情况下，钢材只是第一步。您仍然必须从可用的不同等级中进行选择。

钢种的特性表明它们各自用于特定的加工项目。以下是一些最常见的牌号及其特性。

4140 钢

该牌号是低合金钢，含有低铬、钼和锰。这种化学成分提高了钢种的强度、延展性和韧性。此外，添加的铬含量使该牌号更耐腐蚀。

因此，由于其良好的机械加工性和耐磨性，它被用于许多行业。但是，4140 钢不是最容易焊接的，可能需要进行热处理前和热处理后处理。这种牌号经常出现在用于联轴器、主轴、螺栓、螺母和汽车零件的 CNC 钢零件中。

机械性能

屈服抗拉强度（MPa）：655
剪切模量 (GPa)：80
断裂伸长率 (%)：19
硬度（布氏）：197
密度（g cm-3）：7.87

4130 钢

与普通钢相比，4130钢的合金元素含量更高。它由铁、碳、铬、锰、钼、磷、硅和硫组成。这些元素决定了该钢种的韧性、切削加工性和热相容性。

由于其承受高应力的能力，它通常用于各种建筑目的。此外，它还用于飞机发动机支架。与飞机级钢相比，制造商通常更青睐 4130 钢，因为它更便宜但同样有效。

4130钢虽然容易热处理，但不太容易焊接。

机械性能

屈服抗拉强度（MPa）：460
剪切模量 (GPa)：80
断裂伸长率 (%)：20
硬度（布氏）：217
密度（g cm-3）：7.87

1018 钢

该钢种通常被认为是低碳钢，由铁、碳、锰、磷和硫组成。

1018钢在钢件CNC加工中的最大卖点是其高焊接性，使其成为渗碳CNC钢件的默认选择。但请注意，仅在渗碳后才可进行焊接。

除了非常可焊外，1018 钢还具有出色的机械加工性。这是其用于 CNC 精密加工工艺（如车削和铣削钢）的基础。实际上，制造商将其用于拉杆、心轴、轴和许多其他模具部件。

该钢种的主要缺点是它与许多精加工工艺不兼容，而且价格相对昂贵。

机械性能

屈服抗拉强度（MPa）：310
剪切模量 (GPa)：78
断裂伸长率 (%)：15
硬度（布氏）：131
密度（g cm-3）：7.87

1045 钢

这是一种中碳钢，包含铁、碳、硅、锰和硫或磷。这是用于 CNC 钢零件的最通用的钢材等级之一。 1045 钢坚固而坚韧，证明其在许多需要防水性的 CNC 钢加工项目中的使用是合理的。

此外，1045 钢的可加工性和可焊性是制造商在加工钢材时考虑的重要因素。该等级的应用包括啤酒、螺栓、齿轮、轴和螺柱。从本质上讲，制造商更喜欢它用于需要极高速度的项目。

尽管该钢种相对坚固，但不建议将其用于非常坚固的产品，因为它的抗拉强度和淬透性充其量是中等的。

机械性能

屈服抗拉强度（MPa）：450
剪切模量 (GPa)：60
断裂伸长率 (%)：12
硬度（布氏）：170
密度（g cm-3）：7.87

1215 钢

该钢种含有铁、碳、锰、磷和硫。由于该钢种的硫含量较高，因此被认为是易切削钢。此外，由于它用于自动螺丝机工艺，因此许多人将其称为螺丝库存。

1215 钢在加工过程中会形成小切屑，从而提高加工速度并避免在机器中缠绕。但是，它不是很可焊接。此外，由于碳含量相对较低，它的强度不如其他冷拉等级。

在工业上，它适用于需要重型加工的自动化项目。其应用包括螺柱、销钉、螺钉、联轴器和软管接头。

机械性能

屈服抗拉强度（MPa）：415
剪切模量 (GPa)：80
断裂伸长率 (%):10
硬度（布氏）：167
密度（g cm-3）：7.87

CNC 钢件的优势与挑战

正确加工钢零件需要大量的经验和技能才能每次都能产生可靠的结果。尽管它是最苛刻的材料之一，但您从使用钢中获得的好处往往大于挑战。

好处

今天可用的大多数 CNC 钢零件都具有良好的机械加工性，这就是金属可以很容易地被切割或成型以提供体面的结果。钢CNC加工的硬度、能量、马力、剪切应力等因素影响可加工性。

机器零件CNC钢加工的另一个好处是产品具有很强的耐腐蚀和耐磨性。此外，钢制零件通常与许多表面处理兼容。

挑战

尽管有许多好处，但使用 CNC 加工钢零件时仍存在一些挑战。一方面，并​​非所有钢制零件都易于加工。因此，这意味着某些钢种可能难以用于几何复杂的项目。

此外，钢种具有不同的热敏感性。有些牌号不适用于会大量受热的 CNC 钢零件，因为它们可能会熔化并变形。

钢制零件的表面处理和后处理选项

顾名思义，表面处理是金属零件正常制造后的工艺。目的是提高这些部件的功能性和美观性。然而，不同的金属需要不同的表面光洁度。

对于钢制零件，以下是适用的常见表面处理。

粉末涂料

粉末涂层表面处理包括在钢表面上沉积干粉。表面处理的厚度通常在 0.15 到 0.3 毫米之间。明显的好处是增加了CNC钢件的耐腐蚀性。

渗碳

渗碳硬化金属表面。该过程围绕着在含有碳的材料（如一氧化碳和木炭）的存在下加热钢金属。除了硬度，渗碳还可以提高CNC钢件的耐磨性。

镀镍

这种表面处理包括通过添加约 0.1 毫米的薄镍层来电镀钢金属。这可以提高钢件的耐腐蚀和耐磨性。

研磨

研磨有助于使钢材表面光滑，去除不规则性。制造商使用砂轮来做到这一点。

加工钢与铝：有什么区别？

当今 CNC 加工如此普遍的原因之一是它与各种金属甚至塑料的兼容性。尽管如此，用于 CNC 加工的两种最常见的材料是钢和铝。制造商通常只能在这两者之间进行选择。下面是CNC钢加工和CNC铝加工的对比。

加工钢与铝：可加工性

可加工性取决于多种因素，包括金属的硬度和强度。通常，金属越硬，其可加工性越低。这一原则也适用于铝。

钢的布氏硬度范围（80 和 600）高于铝（大约 15）。同样，钢具有比铝更高的抗拉强度和屈服强度。因此，钢更坚固，但可加工性较差。

加工钢与铝：速度

因为铝比钢轻，所以机械师可以更快地加工它。此外，铝在加热后比钢冷却得更快。这意味着加工钢时需要更长的制造周期。

加工钢与铝：成本

很多时候，钢和铝之间的决定归结为成本。当两种材料都适用于特定项目时尤其如此。虽然这些金属有不同的种类和等级，但钢CNC加工的成本通常高于铝。

你应该选择哪个？

您应该考虑的第一个因素是您需要的产品类型。钢将更适合暴露在高温下的产品，因为它的熔点较高。另一方面，铝更适合轻质零件，尤其是在导电性很重要的情况下。

CNC钢件的应用

如今，CNC 钢零件存在于许多行业中，包括医疗、汽车和电子行业。更具体地说，钢CNC加工有助于医疗器械、机械零件、真空压力容器和齿轮。

Wayken 的钢件 CNC 加工服务

钢制 CNC 零件在当今的多个行业中很常见。在数控钢加工之前，制造商必须确定钢种。这涉及评估具有项目需求的各种属性。综合考虑所有因素，优质的机加工服务至关重要。

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