Trois métaux doux à considérer pour l'usinage CNC

Les métaux naturellement durs comme le tungstène et le chrome sont assez rares dans l'industrie manufacturière. En fait, la plupart des métaux sont naturellement mous, relativement parlant, mais suffisamment solides pour être fabriqués en ajoutant des alliages ou en pliant, étirant ou martelant le matériau.

Les métaux tendres non ferreux (sans fer) peuvent être faciles à couper et à usiner, avec seulement une quantité minimale de traitement thermique post-traitement nécessaire. Les métaux doux les plus courants pour l'usinage CNC sont les alliages de cuivre, et les applications courantes incluent la fabrication de bijoux, le placage et les conduits électriques. L'aluminium remplit souvent un rôle similaire dans l'usinage CNC à ces métaux doux, mais l'aluminium est suffisamment utilisé pour justifier sa propre conversation.

Les métaux mous sont compatibles avec un certain nombre de processus de fabrication, mais les ingénieurs et les équipes de produits créent fréquemment des pièces avec des métaux mous via l'usinage CNC. Voici tout ce que les équipes produit doivent savoir sur l'usinage du cuivre, du bronze et du laiton, les trois principaux métaux doux actuellement sur le marché.

1. Cuivre

Le cuivre C101 est également unique en raison de ses propriétés antimicrobiennes :des tests menés par l'Agence de protection de l'environnement ont révélé que 355 alliages de cuivre, dont le C101, ont tué plus de 99,9 % des bactéries dans les deux heures suivant le contact.

Pour cette raison, le cuivre se trouve couramment dans les points de contact élevés de l'industrie médicale, comme les rails de lit, les éviers, les robinets et le matériel de toilette. D'autres applications populaires incluent les fils électriques, les électroaimants et les cartes de circuits imprimés dans l'industrie des semi-conducteurs.

Bien que le cuivre soit résistant à la corrosion dans la plupart des environnements marins et industriels, il peut être corrodé par les halogènes, les sulfures et les solutions à base d'ammoniac. En outre, le C101 est particulièrement sensible à la fragilisation par l'hydrogène à des températures élevées en raison de sa forte teneur en oxygène.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction ultime :310-380 MPa
• Module d'élasticité :125 – 135 GPa
• Élongation à la rupture :6-25 %
• Dureté :27 HV
• Conductivité thermique :390 – 398 W/(m⋅°C)

2. Laiton

Par exemple, un alliage de laiton contenant 32 à 39 % de zinc est susceptible d'avoir de bonnes capacités de travail à chaud mais de mauvaises capacités de travail à froid. Les ingénieurs et les équipes de produits doivent noter la teneur en zinc d'un alliage de laiton avant de prendre une décision finale.

De nombreuses équipes de produits travaillent avec 360 Brass car il a une bonne résistance à la traction et une résistance naturelle à la corrosion. De plus, ce matériau est hautement usinable, soudable et ne causera pas d'usure excessive sur la machine CNC.

Cependant, ce matériau a ses inconvénients. Lorsque le laiton entre en contact avec de l'ammoniac ou des solutions à base d'ammoniac, il devient sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte. Dans la plupart des cas, cette limitation peut être résolue par un recuit lors du post-traitement. D'un point de vue financier, le laiton est l'un des métaux doux les plus chers.

Le laiton 360 est idéal pour les applications à faible frottement et couramment utilisé pour fabriquer des instruments de musique, des composants de verrouillage et des engrenages. Étant donné que le laiton ressemble tellement à l'or, il a également une large gamme d'applications purement ornementales.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction ultime :140 MPa
• Allongement à la rupture :23 %
• Dureté :Rockwell B35
• Densité :0,307 lb/cu. dans.
• Température maximale :1 650 °F

3. Bronze

Comme le laiton, les alliages de bronze sont composés d'une base de cuivre associée à d'autres alliages. L'étain est l'un des ajouts les plus courants. Les propriétés mécaniques et physiques du bronze changent lorsque du phosphore, de l'aluminium, du manganèse, du silicium et d'autres matériaux sont ajoutés, ce que les ingénieurs et les concepteurs doivent garder à l'esprit.

Le bronze 642 est ductile, résistant à la corrosion, au grippage et à la fatigue, et possède la plus grande usinabilité de tous les alliages de laiton et de bronze. De plus, le bronze dépasse le cuivre en termes de résistance et de résistance à la corrosion. Les applications courantes des alliages de bronze comprennent les instruments de musique, les médailles, les applications marines et les applications industrielles telles que les bagues d'avion où un métal à faible frottement est requis. Malheureusement, le bronze est coûteux à travailler en raison de sa forte teneur en cuivre.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction 517-621 MPa
• Module d'élasticité :16 000 ksi
• Module de rigidité :6 000 ksi
• Densité :0,278 lb/in3 à 68 °F
• Conductivité électrique :8 % IACS à 68 °F

Sélectionner le bon matériau pour le travail

Les métaux tendres offrent de nombreuses propriétés avantageuses aux pièces usinées CNC. Ils sont généralement faciles à usiner, naturellement résistants à la corrosion et bien adaptés à un large éventail d'applications dans tous les secteurs. Avec le laiton et le bronze en particulier, les ingénieurs et les équipes de produits doivent s'assurer de revérifier la teneur en alliage de ces métaux mous, car l'ajout d'éléments supplémentaires affectera certainement les propriétés mécaniques et physiques de la pièce finale.

Pour les ingénieurs et les équipes de produits, choisir le matériau le mieux adapté à un projet donné est l'une des décisions les plus importantes qu'ils doivent prendre au cours du processus de développement. Les équipes de produits doivent faire preuve de diligence raisonnable pour s'assurer qu'elles atteignent les résultats souhaités, et un partenaire expert en fabrication et en conception comme Fast Radius peut vous aider.

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