Vật liệu cơ khí là nguyên liệu không thể thiếu để chế tạo máy móc, khuôn mẫu, linh kiện, dụng cụ và các chi tiết sử dụng trong sản xuất công nghiệp. Thép, nhôm, đồng hay titan đều là vật liệu nhưng mỗi loại có độ cứng, độ bền, khả năng chịu nhiệt và đặc tính khác nhau.
Hiểu rõ về vật liệu cơ khí giúp xác định đúng phương pháp gia công, dụng cụ cắt và chế độ cắt phù hợp. Cùng CNC Ánh Kim đi tìm hiểu về vật liệu cơ khí là gì, những tính chất cơ bản và các loại vật liệu đang được sử dụng phổ biến ngày nay.
Vật liệu cơ khí là gì?
Vật liệu cơ khí là những vật liệu được sử dụng để chế tạo chi tiết máy, dụng cụ, thiết bị, kết cấu và các sản phẩm phục vụ ngành cơ khí. Tuỳ vào đặc điểm của từng loại vật liệu, chúng có thể tạo hình hoặc gia công bằng các phương pháp như tiện, phay, khoan, mài, đúc, rèn, dập và hàn.
Đặc tính của vật liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình gia công. Nhôm tương đối nhẹ và có khả năng cắt gọt tốt nhưng dễ xảy ra hiện tượng bám dính nhôm trên lưỡi dao trong quá trình cắt gọt nếu thoát phoi không hiệu quả. Ngược lại thép cứng hoặc titan tạo ra yêu cầu cao hơn về độ bền của dao, khả năng chịu nhiệt và chế độ cắt.
Trong gia công CNC, xác định chính xác vật liệu phôi và độ cứng vật liệu là một trong những bước đầu tiên trước khi lựa chọn dao phay, dao tiện, mũi khoan hoặc insert.
Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí
Để hiểu một vật liệu có phù hợp với chi tiết cần chế tạo hay không, người thiết kế và gia công cần xem xét các tính chất vật liệu cơ khí để đánh giá khả năng chịu tải, chịu nhiệt, chống ăn mòn cũng như khả năng gia công. Về cơ bản, tính chất của vật liệu cơ khí có thể được xem xét thông qua bốn nhóm chính gồm tính chất cơ học, vật lý, hoá học và công nghệ.
- Tính chất cơ học: Là khả năng của vật liệu cơ khí chịu được lực tác động và biến dạng được tải trọng. Nó bao gồm các tính chất như độ bền, độ dẻo, độ cứng và khả năng chịu mài mòn.
- Tính chất vật lý: Liên quan đến cấu trúc và hình dạng của vật liệu cơ khí. Bao gồm các tính chất như độ dẫn điện, dẫn nhiệt, khối lượng riêng, hệ số ma sát và độ co giãn nhiệt.
- Tính chất hóa học: Bao gồm khả năng chống ăn mòn, độ ổn định hóa học, tính chịu axit, muối và khả năng tương tác với các chất trong môi trường xung quanh.
- Tính chất công nghệ: Bao gồm tính hàn, tính đúc, tính rèn và khả năng gia công cắt gọt.
Các loại vật liệu trong cơ khí
Vật liệu sử dụng trong ngành cơ khí rất đa dạng. Nếu phân chia theo bản chất và cấu tạo, chúng được xếp thành bốn nhóm lớn gồm vật liệu kim loại, hữu cơ, vô cơ và vật liệu tổng hợp.
Vật liệu kim loại: Được làm từ kim loại, chẳng hạn như sắt, đồng, nhôm, titan, kẽm, vàng, bạc… Các loại vật liệu kim loại thường có tính chất dẻo, độ bền cao, dễ gia công, độ dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí, điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ…
Vật liệu hữu cơ: Được tạo ra từ các hợp chất hữu cơ như các polymer, cao su … Những loại vật liệu này có độ dẻo, độ bền và độ dẫn điện thấp, nhưng lại có khả năng chống ăn mòn tốt và độ bền hóa học cao. Chúng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm dệt may, giấy tờ, thảm, ống dẫn nước,…
Vật liệu vô cơ: Là các vật liệu không chứa carbon như đá granit, kim cương, silicat … Các loại vật liệu vô cơ thường có độ bền và độ cứng cao, độ dẫn điện thấp và độ dẫn nhiệt tốt. Chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, sản xuất gốm sứ, điện tử, vật liệu xây dựng…
Vật liệu tổng hợp: Là các vật liệu được tạo ra từ nhiều loại hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ. Những loại vật liệu này có độ bền cao, độ dẻo và độ dẫn điện tùy thuộc vào thành phần. Chúng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm chịu nhiệt, tàu thủy, máy bay, sản phẩm điện tử…
Nhóm vật liệu trong cơ khí thông dụng ngày nay
Thép, nhôm, đồng, titan, sắt, kẽm, cacbon và polyme là nhóm vật liệu cơ khí phổ biến trong sản xuất. Chúng được lựa chọn thường xuyên vì độ bền cao, khả năng dẫn điện và chống ăn mòn tốt.
- Thép: Là một loại hợp kim sắt và cacbon. Được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí vì tính chất độ bền, độ cứng và độ dẻo.
- Nhôm: Là một kim loại nhẹ, độ bền và độ cứng tương đối cao. Được sử dụng trong sản xuất các bộ phận máy bay, tàu thủy, ô tô và các ứng dụng khác.
- Đồng: Là kim loại dẻo dễ uốn cong. Đặc biệt được sử dụng để làm dụng cụ và bộ phận điện tử.
- Titan: Là một kim loại nhẹ, có độ bền và độ cứng cao. Được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, y tế và năng lượng.
- Sắt: Là một kim loại nặng, có độ cứng và độ bền cao. Được sử dụng trong sản xuất đường ống, bồn chứa và các bộ phận máy khác.
- Kẽm: Là một kim loại nhẹ, độ bền và độ cứng tương đối cao. Được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm gia dụng, ngành xây dựng và ngành cơ khí.
- Cacbon: Là vật liệu rất cứng và có độ bền cao. Được sử dụng trong sản xuất dao, búa và các bộ phận máy khác.
- Polyme: Là một loại vật liệu tổng hợp, có tính chất dẻo, dễ uốn cong và có độ bền cao. Polyme được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ gia dụng, ngành y tế và ngành cơ khí.
Lựa chọn dao CNC phù hợp với vật liệu cơ khí
Mỗi vật liệu cơ khí có độ cứng, độ dẻo và khả năng dẫn nhiệt khác nhau, vì vậy dao CNC cũng cần được lựa chọn phù hợp. Nhôm nên ưu tiên dao sắc, thoát phoi tốt; thép và thép cứng cần dao carbide có khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn; còn titan và vật liệu khó gia công đòi hỏi dao có độ bền lưỡi cao và chế độ cắt ổn định.
| Vật liệu gia công | Đặc điểm cần lưu ý | Gợi ý lựa chọn dao CNC |
| Nhôm | Mềm, dễ bám dính, cần thoát phoi nhanh | Dao carbide 2-3 me, lưỡi sắc, rãnh thoát phoi rộng, có thể dùng DLC |
| Thép cacbon | Độ cứng trung bình, sinh nhiệt khi cắt | Dao carbide 4 me, phủ TiAlN/AlTiN/TiSiN |
| Thép hợp kim/thép cứng | Độ cứng và độ mài mòn dao | Dao carbide độ cứng cao, lớp phủ chịu nhiệt và chống mài mòn tốt |
| Inox | Dẻo, dễ sinh nhiệt và dính phoi | Dao carbide lưỡi sắc, thoát phoi tốt, lớp phủ chịu nhiệt |
| Đồng | Dẻo, dễ bám lên lưỡi cắt | Dao sắc, bề mặt rãnh thoát phoi tốt; ưu tiên dao không phủ hoặc DLC tùy loại đồng |
| Titan | Dẫn nhiệt kém, nhiệt tập trung tại vùng cắt | Dao carbide bền lưỡi, chịu nhiệt tốt, kết hợp làm mát phù hợp |
| Gang | Giòn, tạo phoi vụn, có tính mài mòn | Dao carbide chịu mài mòn tốt, hình học lưỡi ổn định |
| Polyme/nhựa kỹ thuật | Dễ nóng chảy và biến dạng do nhiệt | Dao sắc, ít me, thoát phoi tốt, hạn chế sinh nhiệt |
Khi chọn dao, cần xem xét đồng thời vật liệu phôi, độ cứng, nguyên công và điều kiện máy. CNC Ánh Kim cung cấp đa dạng dao phay, mũi khoan và insert, hỗ trợ lựa chọn dụng cụ phù hợp với từng nhu cầu gia công.
Tham khảo thêm các dòng dao phay carbide tại:
- Website: cncanhkim.com
- Danh mục sản phẩm: https://cncanhkim.com/danh-muc-san-pham/
- Catalogue: https://cncanhkim.com/download-catalogue/
- Hotline: 0886113609
- Fanpage: fb.com/cncanhkim
