CNC机加工我们对材料有哪些要求？

在 CNC（计算机数控）机加工中，对材料有以下多方面的要求：

一、机械性能方面

硬度

材料硬度要适中。如果材料过硬，如某些高硬度合金钢，会加速刀具磨损，缩短刀具寿命。例如，在加工硬度达到 HRC60 以上的模具钢时，普通硬质合金刀具磨损会非常快。一般来说，对于粗加工，材料硬度最好在 HRC30 - 40 之间，这样既能保证加工效率，又不会对刀具造成过度损耗。而对于精加工，材料硬度可以适当高一些，如 HRC40 - 50，有助于获得更好的表面质量。

同时，材料硬度不均匀会导致加工精度下降。例如，在铸造零件中，如果存在硬点，会使 CNC 加工过程中刀具受力不均匀，产生振动，从而影响零件的尺寸精度和表面粗糙度。

强度和韧性

材料应具有足够的强度和韧性。强度高的材料在加工过程中能够承受切削力而不易变形。例如，在加工航空航天零件中的钛合金材料时，其高强度特性可以保证零件在复杂的切削力作用下仍能保持形状稳定。但如果材料韧性过高，如一些超韧性的不锈钢，在加工时容易产生粘刀现象，导致加工表面质量变差。所以，需要根据具体的加工工艺和零件要求来平衡材料的强度和韧性。一般来说，对于结构件的加工，材料的屈服强度应能满足使用要求，同时韧性不能过高，以免影响加工性能。

弹性模量

材料的弹性模量决定了其在受力时的弹性变形程度。在 CNC 加工高精度零件时，低弹性模量材料在切削力作用下容易产生弹性变形，导致加工尺寸误差。例如，在加工铝合金薄壁零件时，由于铝合金弹性模量相对较低，容易出现加工后的回弹现象。因此，对于高精度、薄壁类零件的加工，通常会选择弹性模量较高的材料，或者采用特殊的加工工艺来补偿弹性变形。

二、物理性能方面

热膨胀系数

材料的热膨胀系数对加工精度有显著影响。在加工过程中，切削热会使材料温度升高。如果材料热膨胀系数大，如一些有色金属（如铝、铜），会因热膨胀而导致尺寸变化。例如，在精密的 CNC 铣削铝制零件时，切削热可能使零件尺寸膨胀 0.1 - 0.2mm（具体取决于加工参数和零件尺寸）。因此，对于高精度加工，应选择热膨胀系数小的材料，或者在加工过程中采取有效的冷却措施，以控制温度变化对尺寸精度的影响。

导热性

良好的导热性有助于散热，降低加工区域的温度。例如，在加工钢件时，碳钢的导热性相对较好，能使切削热较快地传导出去，减少刀具和工件的热损伤。而一些陶瓷材料导热性差，在加工过程中容易在切削区域形成高温，导致刀具磨损加剧和零件表面质量下降。所以，在选择材料时，要考虑其导热性是否有利于加工过程中的散热。

三、化学性能方面

耐腐蚀性

如果加工后的零件需要在腐蚀环境中使用，材料的耐腐蚀性就至关重要。例如，在海洋工程领域，加工用于海水环境的零件时，需要使用耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等。在 CNC 加工过程中，材料的耐腐蚀性也会影响加工质量。如果材料容易被加工液腐蚀，会在表面形成腐蚀坑，影响表面质量和尺寸精度。

与切削液的化学相容性

材料应与切削液具有良好的化学相容性。有些材料可能会与切削液发生化学反应，产生腐蚀、变色等问题。例如，镁合金在某些含有特定添加剂的切削液中可能会发生化学反应，导致表面氧化。因此，在选择材料和切削液时，要考虑它们之间的化学相互作用，以确保加工过程的顺利进行和零件质量。

四、材料的可加工性方面

切削性能

材料应具有良好的切削性能，包括易于切削、断屑性能好等。例如，易切削钢含有硫、铅等元素，这些元素可以改善材料的切削性能，使切屑容易折断和排出。在 CNC 加工中，良好的断屑性能尤为重要，因为连续的切屑可能会缠绕在刀具或工件上，影响加工精度和表面质量，甚至损坏刀具。

可磨削性

对于需要进行磨削加工的材料，其可磨削性是一个重要因素。例如，一些高硬度的陶瓷材料虽然硬度高，但可磨削性差，磨削时容易产生裂纹和表面损伤。而某些合金钢的可磨削性较好，能够通过磨削获得较高的表面质量和精度。材料的可磨削性与它的硬度、韧性、微观结构等因素有关。