CNC 加工で考慮すべき 3 つの軟質金属

タングステンやクロムのような硬質金属は、製造業ではかなりまれです。実際、ほとんどの金属はもともと比較的柔らかいですが、合金を追加したり、材料を曲げたり、伸ばしたり、ハンマーで叩いたりして、製造に十分な強度を持たせています。

軟質の非鉄 (鉄を含まない) 金属は、切断や機械加工が容易であり、必要な後処理の熱処理は最小限で済みます。 CNC 加工用の最も一般的な軟質金属は銅合金であり、一般的な用途にはジュエリー製造、メッキ、電線管などがあります。アルミニウムは、CNC 機械加工においてこれらの軟質金属と同様の役割を果たすことがよくありますが、アルミニウムは広く使用されているため、独自の会話が必要です.

軟質金属は多くの製造プロセスと互換性がありますが、エンジニアや製品チームは、CNC 機械加工によって軟質金属で部品を作成することがよくあります。現在市場に出回っている上位 3 種類の軟質金属である銅、青銅、真鍮の機械加工について、製品チームが知っておくべきことはすべてここにあります。

1.銅

銅 C101 は、その抗菌特性によってもユニークです。環境保護庁によって実施されたテストでは、C101 を含む 355 の銅合金が、接触後 2 時間以内に 99.9% 以上の細菌を殺すことがわかりました。

そのため、銅はベッドレール、流し台、蛇口、トイレの金具など、医療業界の接触の多い箇所でよく見られます。その他の一般的な用途には、半導体産業の電線、電磁石、回路基板などがあります。

銅はほとんどの海洋および産業環境で耐食性がありますが、ハロゲン、硫化物、およびアンモニアベースの溶液によって腐食する可能性があります。また、C101 は、酸素含有量が高いため、高温で特に水素脆化を受けやすくなっています。

機械仕様:

• 極限引張強度:310-380 MPa
• 弾性係数:125 – 135 GPa
• 破断点伸び:6-25%
• 硬度:27 HV
• 熱伝導率:390 – 398 W/(m⋅°C)

2.ブラス

たとえば、32 ～ 39% の亜鉛を含む真鍮合金は、熱間加工能力は高くなりますが、冷間加工能力は低くなります。エンジニアと製品チームは、最終決定を下す前に、真鍮合金の亜鉛含有量をメモしておく必要があります。

多くの製品チームが 360 ブラスを使用しています。これは、優れた引張強度と自然な耐腐食性を備えているためです。さらに、この材料は機械加工性と溶接性に優れており、CNC マシン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、この素材には欠点があります。黄銅がアンモニアまたはアンモニアベースの溶液と接触すると、応力腐食割れが発生しやすくなります。ほとんどの場合、この制限は後処理中にアニーリングすることで解決できます。財政的な観点から、真鍮はより高価な軟質金属の 1 つです。

360 真鍮は低摩擦用途に最適で、楽器、ロック部品、ギアの製造に一般的に使用されています。真鍮は金に非常によく似ているため、純粋に装飾用として幅広い用途があります.

機械仕様:

• 極限引張強度:140 MPa
• 破断伸び:23%
• 硬度:ロックウェル B35
• 密度:0.307 ポンド / 立方メートル。
• 最高温度:1650°F

3.ブロンズ

真鍮と同様に、ブロンズ合金は、他の合金と組み合わせた銅ベースで構成されています。スズは、最も一般的な添加物の 1 つです。青銅の機械的および物理的特性は、リン、アルミニウム、マンガン、シリコン、およびその他の材料が追加されると変化するため、エンジニアや設計者は留意する必要があります。

642 青銅は延性があり、腐食、かじり、疲労に強く、すべての黄銅および青銅合金の中で最高の機械加工性を備えています。また、強度と耐食性に関しては、青銅が銅を上回っています。青銅合金の一般的な用途には、楽器、メダル、海洋用途、および低摩擦金属が必要な航空機ブッシングなどの産業用途が含まれます。残念なことに、ブロンズは銅の含有量が多いため、扱うのに費用がかかります。

機械仕様:

• 引張強度 517-621 MPa
• 弾性率:16,000 ksi
• 剛性率:6,000 ksi
• 密度:68 °F で 0.278 lb/in3
• 電気伝導率:68 °F で 8% IACS

仕事に適した素材の選択

軟質金属は、CNC 機械加工部品に多くの有利な特性を提供します。それらは一般に機械加工が容易で、自然に耐食性があり、業界全体の幅広い用途に適しています。特に真鍮と青銅の場合、エンジニアと製品チームはこれらの軟質金属の合金含有量を再確認する必要があります。追加の元素を追加すると、最終部品の機械的および物理的特性に確実に影響を与えるからです。

エンジニアと製品チームにとって、特定のプロジェクトに最適な材料を選択することは、開発プロセス中に行わなければならない最も重要な決定の 1 つです。製品チームは、期待される結果を確実に達成するために十分な注意を払う必要があり、Fast Radius のような専門の製造および設計パートナーが支援します。

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