Топ мягких металлов для CNC-обработки: практическое руководство

Естественно твердые металлы (вольфрам, хром) редки в производстве. Большинство металлов по природе мягкие, но усиливаются легированием или деформацией (гибание, растяжение, ковка).

Мягкие цветные металлы легко резать и обрабатывать, с минимальной пост-термообработкой. Топ-3 для CNC: медные сплавы. Применение: ювелирное дело, напыление, электрические каналы. Алюминий играет похожую роль, но настолько широко используется, что заслуживает отдельного разговора.

Мягкие металлы совместимы с множеством процессов, но часто обрабатываются на CNC. Что нужно знать о меди, бронзе, латуни — топ-3 мягких металлов.

1. Медь

Медь C101 — уникальна антимикробными свойствами: EPA тестировало 355 медных сплавов, включая C101 — убивают >99,9% бактерий за 2 часа контакта.

Применение: высококонтактные точки в медицине — поручни кроватей, раковины, смесители, сантехника. Электропровода, электромагниты, печатные платы в полупроводниках.

Коррозионностойка в морских/промышленных средах, но корродирует от галогенов, сульфидов, аммиачных растворов. C101 подвержена водородной хрупкости при высоких температурах из-за высокого содержания кислорода.

Спецификации: Предел прочности: 310–380 МПа; Модуль упругости: 125–135 ГПа; Отн. удлинение: 6–25%; Твердость: 27 HV; Теплопроводность: 390–398 Вт/(м·°C).

2. Латунь

Сплав меди и цинка. Содержание цинка меняет свойства: 32–39% Zn — хорошие горячие свойства, плохие холодные. Инженеры должны учитывать % Zn.

Популярна латунь 360: хорошая прочность на разрыв, естественная коррозионная стойкость, высокая обрабатываемость, свариваемость, не изнашивает станок.

Недостатки: при контакте с аммиаком/аммиачными растворами — уязвима к коррозионному трещиноданию под напряжением. Обычно решается отжигом при постобработке. Финансово — одна из дорогих мягких металлов.

Идеальна для низкотрения: музыкальные инструменты, замковые компоненты, шестерни. Похожа на золото — широкие декоративные применения.

Спецификации: Предел прочности: 140 МПа; Отн. удлинение: 23%; Твердость: Rockwell B35; Плотность: 0,307 lbs/cu.in.; Макс. температура: 1650°F.

3. Бронза

Медная база + другие сплавы. Олов — частая добавка. Фосфор, алюминий, марганец, кремний меняют свойства — учитывать при выборе.

Бронза 642: дуктильная, коррозионностойкая, стойкая к задиранию и усталости, высшая обрабатываемость среди латуни и бронзы. Превосходит медь по прочности и коррозионной стойкости. Применение: музыкальные инструменты, медали, морское, промышленное (втулки самолетов — низкотрение). Дорогая из-за высокого содержания меди.

Спецификации: Предел прочности: 517–621 МПа; Модуль упругости: 16 000 ksi; Модуль сдвига: 6 000 ksi; Плотность: 0,278 lb/in³ при 68°F; Эл. проводимость: 8% IACS при 68°F.

Выбор правильного материала

Мягкие металлы дают преимущества CNC-деталям: легко обрабатываемы, естественно коррозионностойки, широкая применимость. С латунью и бронзой — дважды проверять состав сплава, добавки меняют механические/физические свойства.

Выбор материала — одно из важнейших решений. Fast Radius помогает обеспечить выполнение всех критических требований по цене и срокам. Давайте создадим новое вместе.