Metal Material Selection Guide: How to Choose the Right Alloy for CNC Machining
A comprehensive guide to selecting metal alloys for CNC machining — covering aluminum, steel, titanium, brass, copper, and their optimal applications with mechanical properties data.
Giới Thiệu
Việc chọn đúng hợp kim kim loại cho gia công CNC là một trong những quyết định quan trọng nhất trong sản xuất chính xác. Vật liệu bạn chọn không chỉ quyết định hiệu suất cơ học của chi tiết cuối cùng — độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn và tuổi thọ mỏi — mà còn ảnh hưởng đến hiệu quả gia công, độ hoàn thiện bề mặt có thể đạt được và cuối cùng là chi phí cho mỗi chi tiết.
Với hơn 50 cấp độ vật liệu có sẵn thông qua MetalBizz, các kỹ sư phải đối mặt với một ma trận quyết định phức tạp. Hợp kim nhôm có khả năng gia công tuyệt vời và trọng lượng nhẹ. Thép cung cấp độ bền và khả năng chống mài mòn không ai sánh kịp. Titan cung cấp tỷ lệ độ bền trên trọng lượng đặc biệt. Đồng thau và đồng đỏ mang lại độ dẫn điện và nhiệt vượt trội.
Hợp Kim Nhôm
Nhôm là kim loại được gia công phổ biến nhất trong mọi ngành công nghiệp. Các cấp độ được sử dụng nhiều nhất là 6061 và 7075.
**Nhôm 6061** : Giới hạn chảy 276 MPa, chống ăn mòn xuất sắc, khả năng gia công rất tốt.
**Nhôm 7075** : Lựa chọn độ bền cao (503 MPa) cho hàng không vũ trụ và khuôn mẫu.
Cấp độ │ Giới hạn chảy (MPa) │ Độ cứng (HB) │ Khả năng gia công │ Khối lượng riêng (g/cm³)
|--------|-------------------|-------------|-----------------|-----------------------|
6061-T6 │ 276 │ 95 │ Xuất sắc (90%) │ 2,70
7075-T6 │ 503 │ 150 │ Tốt (70%) │ 2,81
2024-T3 │ 345 │ 120 │ Tốt (70%) │ 2,78
Thép
Thép vẫn là xương sống của sản xuất công nghiệp.
**Thép 1215** : Dễ gia công nhất (85% so với nhôm 6061).
**Thép Hợp Kim 4140** : Thép đa năng phổ biến nhất. Giới hạn chảy 655 MPa.
**Thép Không Gỉ 304** : Chống ăn mòn tốt, khả năng gia công 45–50%.
Cấp độ │ Giới hạn chảy (MPa) │ Độ cứng │ Khả năng gia công
|--------|-------------------|--------|-----------------|
1215 │ 415 │ 179 HB │ Rất tốt (85%)
4140 (T&R) │ 655 │ 28–32 HRC │ Tốt (65%)
304 Inox │ 215 │ 201 HB │ Trung bình (45%)
316 Inox │ 290 │ 217 HB │ Trung bình (40%)
Hợp Kim Titan
Titan có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao nhất. Ti-6Al-4V (Cấp 5) chiếm 50% lượng titan sử dụng toàn cầu.
**Ti-6Al-4V (Cấp 5)** : Giới hạn chảy 880 MPa, khối lượng riêng 4,43 g/cm³. Khả năng gia công chỉ 20–25%.
Cấp độ │ Giới hạn chảy (MPa) │ Khả năng gia công │ Khối lượng riêng (g/cm³)
|--------|-------------------|-----------------|-----------------------|
Ti-6Al-4V (G5) │ 880 │ Thấp (20%) │ 4,43
Cấp 2 (CP) │ 345 │ Trung bình (30%) │ 4,51
Đồng Thau và Đồng Đỏ
Đồng thau C36000 là kim loại gia công nhanh nhất (150%). Đồng đỏ C11000 có độ dẫn điện cao nhất (100% IACS).
**Đồng thau C36000** : Giới hạn chảy 310 MPa, gia công xuất sắc.
**Đồng đỏ C11000** : Giới hạn chảy 200 MPa, dẫn điện 100% IACS.
Cấp độ │ Giới hạn chảy (MPa) │ Khả năng gia công │ Độ dẫn điện
|--------|-------------------|-----------------|-----------|
C36000 │ 310 │ Xuất sắc (150%) │ 26% IACS
C11000 │ 200 │ Trung bình (40%) │ 100% IACS
C17200 │ 1140 │ Trung bình (40%) │ 22–25% IACS
Tiêu Chí Lựa Chọn
Bảng So Sánh Tính Chất Vật Liệu
Tính chất │ Nhôm 6061-T6 │ Thép 4140 T&R │ Ti-6Al-4V │ Đồng thau C36000 │ Đồng đỏ C11000
|-----------|-------------|-------------|-----------|----------------|--------------|
Khối lượng riêng (g/cm³) │ 2,70 │ 7,85 │ 4,43 │ 8,50 │ 8,92
Giới hạn chảy (MPa) │ 276 │ 655 │ 880 │ 310 │ 200
Độ cứng │ 95 HB │ 28–32 HRC │ 36 HRC │ 100 HB │ 80 HB
Khả năng gia công │ 100% │ 65% │ 20% │ 150% │ 40%
Câu Hỏi Thường Gặp
Kim loại nào dễ gia công CNC nhất?
Đồng thau C36000, với khả năng gia công 150% của nhôm 6061.
Hợp kim nào mạnh nhất cho gia công CNC?
Đồng berili C17200 (1140 MPa). Trong số kết cấu: Ti-6Al-4V (880 MPa).
Nên chọn nhôm 6061 hay 7075?
6061 cho ứng dụng tổng quát. 7075 cho độ bền cao hơn 80%.
Kết Luận
Lựa chọn vật liệu là nền tảng của các dự án CNC thành công. Nhôm 6061-T6 là lựa chọn đa năng tốt nhất.
MetalBizz cung cấp hơn 50 cấp độ vật liệu. Đội ngũ của chúng tôi phản hồi DFM trong vòng 24 giờ.