CNC加工材料选择指南

近年来，随着数控加工的发展，数控机床零件也不断发展。 CNC 加工已成为许多学科的必需品，这些学科需要为其项目制造特殊零件。 CNC 材料已扩展以满足消费者、工程师、承包商和其他领域的需求，为非常特定的应用创建解决方案。获得最佳成品的关键是选择合适的材料。

有多种材料可供选择，材料可用于用途完全不同的各种零件。由于材料种类繁多，为您的应用选择合适的材料可能是一项挑战。通过缩小最适合零件的加工材料类型，可以选择最合适和最具成本效益的材料。在选择材料时，需要考虑以下几点。

材料选择考虑因素

零件是如何使用的？

由于CNC加工已经发展了很多年，所以CNC机床部件也有了。相似类型的材料可用于多种产品并产生各种功能。零件是用于医疗器械、汽车、航空航天、机械还是工业制造？

以绝缘为例，用于呼吸分析仪绝缘的材料可能与用于在相机中提供绝缘的材料不同。它们都具有相同的目的，但它们不能以相同的方式或相同的结果类型使用。如果您在室外或潮湿环境中使用零件，请使用不锈钢代替碳钢，以防止零件生锈。

应力负荷

高应力载荷会导致某些材料变形甚至破裂。选择零件的材料时，请务必考虑应力负荷。承受高应力的零件需要用抵抗应力载荷和防止变形的部件进行加工。如果您的零件将承受高应力，则由它制成的材料将需要必要的元素来抵抗载荷并防止变形。

尺寸公差

永远不要低估尺寸公差的重要性。它不仅起到选材的作用；它还将影响零件和组件、切割方法以及工具和机器的使用。尺寸公差会影响整个过程的效果和底线。

您需要知道零件所需的公差。如果您使用的是旧的零件设计或草图，并且想要遵循过去的方法，最好再次检查公差是否合适。错别字很容易出现在文档中。即使信息是正确的，如果可以进行调整以放宽公差并仍然让零件发挥最佳性能，您可以通过重新评估公差来节省资金。紧公差通常更昂贵。

默认使用标准尺寸公差，但如果您不指定公差或发现编号不正确，您最终会订购不合适的零件。调整大小和/或重新排序需要更多时间，从长远来看，这个简单的初始步骤可以帮助您节省资金。

如果您不确定您需要的零件的精确公差，请不要有根据的猜测，而是让专业的CNC加工公司来帮助您解决。

工作温度

选择材料时，材料的熔点必须低于工艺的工作温度。此外，还必须考虑工作温度是否有波动，材料需要经受该温度而不翘曲、变形或随着时间的推移而击穿。

尽管制造了一些更耐用的材料来承受这些变化，但随着时间的推移，许多材料会显示出翘曲、膨胀和/或开裂的迹象。极端温度也会对某些材料的耐用性产生负面影响。

当您是CNC加工材料时，了解这些信息也很重要，这样您就可以确保零件切割和成型产生的温度不会使其变形。在工作温度和所用材料之间建立联系对于成功的设计和生产至关重要。

体重和压力能力

加工材料的重量取决于零件的使用方式。
重的材料可以吸收很大的压力。对于需要超大承载能力和高应力载荷的项目，应考虑重型材料。但不适合对重量敏感的物品。

轻质材料在对重量敏感的项目中很受欢迎。它们经久耐用，可以使用并且可以吸收很多压力，但它们更昂贵。轻质材料是许多产品的理想选择，但如果成本是一个重要因素，那么它们可能不是最佳选择。

在重型和轻型材料之间进行选择只是 CNC 加工零件最重要的特征的一个示例。通过这种方式，您可以指定对您的零件至关重要的元素以使其正常工作，排除不符合这些标准的材料，然后比较成本。

总体成本和材料可制造性

最昂贵的材料通常是高强度、轻质的材料。在选择加工材料时，许多因素将有助于做出决定。要找到最兼容的材料，请优先考虑对成品零件最重要的特性。选择符合强度曲线、温度限制和装配要求的材料。剔除不符合这些要求的材料，比较材料成本，然后选择。

一般来说，零件使用的材料越多，成本就越高。同样，特殊材料和极强材料（如钛）的成本也会更高。

寻找提供免费报价且无最低订购量的公司将帮助您降低成本。一旦缩小了所有范围，就可以使用更具成本效益的材料来满足您的大部分需求。

材料选择指南

SANS 可以加工数百种金属、合金和塑料材料，以及根据要求定制的其他材料。因此，下面我们将讨论最流行的材料及其特性。

金属

CNC 铣削中最常见的材料类型之一是金属，也有多种选择。让我们大致了解每种金属最知名的选项和最适合的应用。根据零件的尺寸和几何形状，材料成本可能占零件总价的很大一部分。

铝

铝可能是 CNC 铣削中使用最广泛的材料，是机械零件和外部零件的绝佳选择。与其他金属相比，铝的加工速度通常比其他金属快，是最经济的方法。铝制零件暴露在环境中时会形成保护层，从而提高强度和耐腐蚀性。鉴于这些优质的材料特性，CNC 铣削铝材非常适合用于汽车、航空航天、医疗保健和消费电子行业。具体应用包括飞机配件、电子外壳、医疗设备、齿轮和轴。

铝6061

它是最常用的通用铝合金，具有良好的强度重量比和优良的切削加工性。这是最常见的通用铝级，通常用于汽车配件、自行车车架、体育用品、RC车架等。

主要合金元素是镁、硅和铁。与其他铝合金类似，它具有良好的强度重量比，天然耐大气腐蚀。 6061 的缺点之一是其在暴露于盐水或其他化学品时的耐腐蚀性差。在要求更高的应用中，它的强度不如其他铝合金。

铝6082的成分和材料性能与6061相似，在欧洲更常用，因为它符合英国标准。

铝 7075

7075是铝的高端产品。它主要与锌合金化。它是最强的铝合金之一。是高强度娱乐设备和汽车、航空框架的理想选择。因为对于钢来说，铝7075具有优良的疲劳性能，可以通过热处理达到高强度和高硬度，所以减轻重量是必不可少的。但需要焊接时应避免使用。

铝 5083

与大多数其他铝合金相比，铝 5083 具有更高的强度和优异的耐海水性，因此常用于建筑和海洋应用。这也是焊接的绝佳选择。

关于 CNC 铝加工的更多知识

不锈钢

不锈钢合金具有高强度、高延展性、优良的耐磨性和耐腐蚀性，并且易于焊接、机加工和抛光。根据它们的成分，它们可以（基本上）是非磁性的或磁性的。

不锈钢的种类很多。它被称为不锈钢，因为它含有有助于防止氧化（生锈）的铬。因为所有的不锈钢看起来都一样，所以有必要使用现代化的测量设备（如OES检测仪）对进来的原材料进行非常仔细的测试，以确认所用钢材的特性。

不锈钢 303

在 303 的情况下，还添加了硫。这种硫有助于使 303 成为最容易加工的不锈钢​​，但也会在一定程度上降低其耐腐蚀性。

303不是冷成型（弯曲）的好选择，也不能进行热处理。硫的存在也意味着它不适合焊接。它确实具有出色的加工性能，但您必须注意速度/进给和刀具的锋利度。

303通常用于不锈钢螺母和螺栓、配件、轴和齿轮。但是，它不应该用于船用级配件。

不锈钢 304

它是最常见的不锈钢合金，具有优良的机械性能和良好的切削加工性。它可以抵抗大多数环境条件和腐蚀性介质。

这是在各种消费品和工业产品中发现的最常见的不锈钢形式。通常称为18/8，是指合金中加入18%的铬和8%的镍，是不锈钢最常见的形式。

304非常坚硬，无磁性，易于加工，通常具有耐腐蚀性，因此非常适用于工业、建筑和汽车行业使用的厨房配件、储罐和管道。

304易于加工，但与303不同的是，它可以焊接。在大多数正常（非化学）环境中，它也更耐腐蚀。对于机械师来说，加工时使用非常锋利的刀具，不要被其他金属污染。

不锈钢 316

它是另一种常见的不锈钢合金，其机械性能类似于304。通常被认为是船用级不锈钢，坚韧且易于焊接。该材料非常耐腐蚀，对于盐溶液（如海水），非常适用于建筑、船舶配件、工业管道和汽车应用。

不锈钢 2205

不锈钢 2205双相不锈钢是最强的不锈钢合金（是其他普通不锈钢合金的两倍），具有极好的耐腐蚀性。用于恶劣环境，在油气行业有很多应用。

17-4不锈钢

17-4 不锈钢（SAE 630 级）的机械性能与 304 相当。它可以高度沉淀硬化（与工具钢相比）并具有优异的耐化学性，使其适用于非常高性能的应用，如涡轮叶片的制造。

工具钢

工具钢是具有极高硬度、刚度、耐磨性和耐热性的金属合金。它们用于制造制造工具（因此得名），例如模具、印章和模具。为了获得良好的机械性能，它们必须经过热处理。

工具钢D2 是一种耐磨合金，可在 425°C 的温度下保持其硬度。 D2钢是一种空气硬化、高碳、高铬的工具钢，具有很高的耐磨性。可热处理，硬度范围大。 D2钢是制造需要轻松弯曲但又需要弯曲的零件和产品的理想选择。

A2工具钢 是一种空气硬化通用工具钢，在高温下具有良好的韧性和出色的尺寸稳定性。常用于制造注塑模具。

工具钢O1 是一种油硬化合金，硬度高达 65 HRC。常用于刀具和刀具。

低碳钢

又称低碳钢，具有良好的机械性能、良好的切削加工性和良好的焊接性。由于成本低，它们找到了通用应用，包括制造机器零件、夹具和固定装置。低碳钢容易受到化学物质的腐蚀和侵蚀。常用的是

低碳钢 1018

低碳钢1018是一种通用合金，具有良好的机械加工性和焊接性，以及优良的韧性、强度和硬度。是最常用的低碳钢合金。

碳钢 1045

这种坚韧的材料是低碳钢，不是不锈钢，通常比不锈钢便宜，但强度更高。该材料可以硬化和热处理，使其易于加工和焊接。它最常用于需要高韧性和强度的工业应用和机械零件，例如螺母和螺栓、齿轮、轴和连杆。它也用于建筑，但如果暴露在环境中，通常会进行表面处理以防生锈。

低碳钢 A36

低碳钢A36是一种具有良好可焊性的普通结构钢。适用于各种工业和建筑应用

镁 AZ31

一种铝和锌的合金，镁AZ31与铝相比重量减轻了35%，但强度更高。然而，这种材料通常更昂贵，并且经常用于飞机部件。该材料易于加工，但具有易燃特性。

镁很容易加工，但很容易燃烧，尤其是粉末状的，所以必须用液体润滑剂加工。镁可以进行阳极氧化以提高其耐腐蚀性。它还是一种高度稳定的结构材料，是压铸件的绝佳选择。

由于重量轻、强度高，也常用于笔记本电脑外壳、电动工具、相机机身等房屋周围使用。
钛

钛以其高强度、重量轻、韧性和耐腐蚀性而闻名。它可以焊接、钝化和阳极氧化，以增强保护并改善外观。钛的抛光效果很差，是一种不良的电导体，但却是一种良好的热导体。这是一种很难加工的材料，只能使用专业工具。

这种材料通常比其他金属更昂贵。它在地壳中含量丰富，但难以提炼。它最常用于军事、航空航天、工业和生物医学应用。

黄铜

黄铜被公认为数控铣削中最简单、最具成本效益的材料之一，是一种铜合金和锌，稳定但强度不够。常见用途包括医疗设备、消费品以及电气硬件和触点。由于黄铜还具有低摩擦系数和高耐腐蚀性，它们还用于工程、管道、蒸汽工程，甚至乐器。因其材质柔软、易加工等特点，用于水暖配件、家居装饰、乐器等。

具有良好的机械加工性和优异的导电性，非常适合要求低摩擦的应用。它也常用于建筑，以产生具有美学外观的金色外观。
黄铜C36000是一种具有高抗拉强度和天然耐腐蚀性的材料。它是最容易加工的材料之一，因此通常用于大批量应用。

铜

在 CNC 铣削材料方面，很少有金属能提供铜的导电性。高耐腐蚀性有助于这种材料防锈，而导热性能使 CNC 加工过程中的成型过程更容易。通常用于汽车行业，应用包括冷却系统和热交换器，以及各种工程应用，如阀门和散热器。但是，重要的是要知道，铜对某些化学物质（例如酸、硫化卤素和氨溶液）较弱。

塑料

除金属材料外，SANS 高精度 CNC 加工服务还兼容多种塑料。以下是用于 CNC 铣削技术的一些最广泛使用的塑料。

ABS

ABS是最常见的热塑性材料之一，具有良好的机械性能、优异的冲击强度、高耐热性和良好的机械加工性。

ABS 密度低，因此非常适合轻量化应用。 CNC加工的ABS零件通常在通过注塑成型进行批量生产之前作为原型。

尼龙

尼龙，又称聚酰胺（PA），是一种热塑性塑料。由于其优异的机械性能、良好的冲击强度、较高的耐化学性和耐磨性，并且还具有中等的阻燃性，因此常用的包括绝缘体、轴承和将用于注塑成型的短期产品。缺点是容易吸水、吸湿。

POM

POM 也称为 Delrin。它是一种工程热塑性塑料，在塑料中具有最高的加工性能。

POM（Delrin）通常是要求高精度、高刚度、低摩擦、高温下优异的尺寸稳定性和极低吸水率的塑料零件CNC加工的最佳选择。

聚四氟乙烯

PTFE，俗称聚四氟乙烯 (Teflon)，是一种工程热塑性塑料，具有优异的耐化学性和耐热性，并且在任何已知固体中摩擦系数最低。它是一种优良的电绝缘体。但它具有纯机械性能，常被用作部件的衬里或嵌件。

高密度聚乙烯

高密度聚乙烯（HDPE）是一种具有高强度重量比、高冲击强度和良好耐候性的热塑性塑料。

HDPE是一种轻质热塑性塑料，适合户外使用和管道运输。和 ABS 一样，它通常用于在注塑成型之前创建原型。

偷看

PEEK是一种高性能工程热塑性塑料，具有优异的机械性能、宽温度范围内的热稳定性以及对大多数化学品的优异耐受性。

由于 PEEK 的高重量比，PEEK 通常用于替代金属部件。还提供医用级，使 PEEK 也适用于生物医学应用。