Los requisitos básicos de los materiales para el mecanizado de precisión incluyen alta estabilidad dimensional, dureza moderada, buena maquinabilidad, excelente estabilidad térmica y uniformidad del material para garantizar que las piezas finales alcancen una precisión de nivel micrométrico y una alta calidad superficial.
Explicación detallada de los requisitos de materiales clave:
Dureza moderada, inferior a la dureza de la herramienta: la dureza del material debe ser inferior a la dureza de la herramienta de mecanizado (como el carburo cementado o el diamante). De lo contrario, no sólo será difícil cortar, sino que también puede provocar la rotura de la herramienta o daños a la pieza de trabajo. Por ejemplo, las herramientas de torno ordinarias no pueden mecanizar cerámicas ultra-duras; En su lugar se debe utilizar láser o procesos especiales.
Buen rendimiento de mecanizado: los materiales de libre-mecanizado (como el acero-que contiene azufre-de libre-mecanizado 12L15 y el latón con plomo C31000) pueden romper eficazmente las virutas, reducir la adherencia de las herramientas, mejorar el acabado de la superficie y la eficiencia del mecanizado, y son particularmente adecuados para la producción en masa automatizada.
Alta estabilidad dimensional y baja tensión interna: la materia prima debe tener una tensión residual baja para evitar la deformación debido a la liberación de tensión después del acabado. En el estudio de caso, reemplazar las barras redondas ordinarias de acero inoxidable por barras abrasivas de alta-precisión (Ra0,8, grado h6) redujo el margen de mecanizado de 1 mm a 0,2 mm, lo que aumentó el rendimiento del 60 % al 92 %.
Excelente estabilidad térmica (bajo coeficiente de expansión térmica): cuanto menor sea la deformación del material con los cambios de temperatura, mejor mantendrá la precisión. Especialmente en instrumentos de precisión y campos aeroespaciales, se requieren materiales con bajos coeficientes de expansión térmica (como las aleaciones Invar) o tratamientos de envejecimiento para estabilizar la microestructura.
Uniformidad del material y alta pureza: Los materiales con estructuras internas densas y sin inclusiones de porosidad garantizan una mejor consistencia en el mecanizado. Las inclusiones no-metálicas o la segregación de granos pueden causar fluctuaciones de dureza localizadas, lo que afecta la calidad de la superficie y la precisión dimensional.
Buena conductividad térmica y coincidencia de propiedades mecánicas:
Una buena conductividad térmica ayuda a disipar el calor y previene el sobrecalentamiento y la deformación localizados. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en el mecanizado de alta-velocidad. Si bien las aleaciones de titanio tienen una alta resistencia, su mala conductividad térmica requiere enfriamiento a alta presión-y parámetros de corte bajos para evitar quemaduras o deformaciones.
