機械加工に最適な金属は何ですか?ここに5つのオプションがあります

製品設計とコンピューター数値制御 (CNC) 機械加工に関しては、金属、プラスチック、複合材料など、製品設計プロジェクト用に幅広いエンジニアリング材料を選択できます。

しかし、これらすべてのエンジニアリング材料の中で、金属は依然として多くの産業で最も一般的に使用されています.実際、世界の金属加工市場規模は 2017 年だけで 61 億 7000 万ドルと評価されており、2020 年から 2027 年の予測期間中に 5.9% の CAGR で成長する態勢が整っています。

この記事では、機械加工に使用できるさまざまな金属について説明します。最も頻繁に機械加工される 5 つの金属と、それらの機械加工可能な合金を以下に示します。

#1 スティール

スチールは、精密な CNC 機械加工に最も一般的に使用される金属の 1 つです。これは、鉄と炭素 (最大 2%) およびその他のさまざまな元素をさまざまな量で含む合金です。

たとえば、AISI 1018 炭素鋼には通常、0.15% ～ 0.20% の炭素、0.05% の硫黄、および 0.04% のリンが含まれています。 AISI 1215 鋼には、0.09% の炭素、0.04% ～ 0.09% のリン、0.75% ～ 1.05% のマンガン、および 0.35% の硫黄が含まれています。それにもかかわらず、ほとんどの鋼合金は優れた機械的特性と機械加工性を備えています。

ただし、鋼は非常に腐食しやすいため、機械加工された部品が湿気の多い環境で使用される場合、最適な金属の選択ではない可能性があります。

詳細: CNC 加工用の 10 種類の鋼合金

#2 アルミニウム

スチールと同様に、アルミニウムもさまざまな産業で非常に重要です。しかし、アルミニウムを際立たせているのは、その軽量性と耐腐食性です。

アルミニウムは通常、鋼の 2.5 分の 1 の密度であり、CNC 機械加工中に割れることはほとんどありません。また、アルミニウムは酸化物 (酸化アルミニウム) の層を形成し、金属を酸素 (腐食の酸化効果を引き起こす主要な要素) から保護する役割を果たします。

アルミニウムの主な課題は、切断または機械加工したときにゴム状の堆積物を形成することです.これは主に、アルミニウムの融点が低く、切削工具の刃先に溶け込むためです。

詳細: CNC 加工用の 7 つのアルミニウム合金

#3 ブラス

真鍮は、銅と亜鉛を含む金属合金です。安定性、中程度の硬度、高強度、さらに重要なことに、優れた機械加工性で知られています。実際、真鍮合金は、CNC 機械加工で使用される大半の軟質金属のように、CNC 機械で過度の摩耗や損傷を引き起こすことはありません。

ただし、黄銅で経験する可能性のある主な課題は、特にアンモニアまたはアンモニアベースの溶液と接触した場合に、応力腐食割れが発生しやすいことです。この制限を解決するには、後処理操作中にアニーリングなどの熱処理をワークピースに施す必要があります。

黄銅合金は、電子ハードウェアおよび接点、ギア、およびロックコンポーネントに適しています。また、その優れた表面仕上げにより、幅広い装飾用途に最適です。

詳細: CNC 加工用の 10 種類の真鍮合金

#4 銅

銅は、幅広い産業で機械加工に最も広く使用されている金属の 1 つでもあります。今日最も費用対効果の高い金属の 1 つであることに加えて、銅は優れた機械加工性、優れた表面仕上げ、優れた電気伝導性と熱伝導性を誇っています。

銅のもう 1 つの重要な特性は、バクテリアと戦う能力です。米国環境保護庁が実施したテストの結果によると、銅合金 (少なくとも 60% の銅を含む) は接触後 2 時間以内に 99.9% のバクテリアを殺すことが明らかになりました。これにより、ベッドレール、蛇口、シンクなどの医療産業で使用されるコンポーネントの製造に銅が理想的になります。

エレクトロニクスおよび半導体産業は、電磁石および回路基板用の CNC 機械加工銅部品にも依存しています。銅合金の唯一の大きな課題は、硫化物、ハロゲン、およびアンモニアベースの溶液にさらされたときに腐食しやすいことです。

詳細: CNC加工銅