部品に使用される生の金属またはプラスチック材料は、部品の機械加工方法と同じくらい重要です。間違ったものを選択すると、部品のコストが不必要に増加する可能性があります。たとえば、スーパーアロと航空宇宙の最愛の人であるチタンは機械加工が困難であり、そこから作られた部品は、アルミニウムやステンレス鋼で作られた部品よりもほぼ確実に高価です。ポイントは何ですか?本当に必要でない場合は、安価な金属を選択してください。
ポリエーテルケトン(ピーク)はポリマーのスーパーマンであり、一部の用途では金属を置き換えるのに十分な強さですが、通常、ピークは他の高性能熱可塑性科学よりも約5倍高価であるため、価格ショックにも備えています。部品用途に適した材料を選択するのに役立つその他の技術的な考慮事項には、引張強度、熱変形、バルク硬度などの特定の測定値が含まれます。
機械加工された部品とその重要な特性に使用されるより一般的な材料の一部を次に示します。
アルミニウム:すべての金属と同様に、アルミニウム合金には多くの種類がありますが、最も一般的なのは6061-T6(汎用合金と見なされる)または7075-T6(航空宇宙産業のお気に入り)です。どちらの材料も機械加工しやすく、腐食に耐性があり、強度と重量の比率が高くなっています。アルミニウムは、航空機の部品、コンピューター部品、調理器具、建設部品などに適しています。
Cobalt Chrome:膝や股関節の交換が必要ですか?それはおそらく、丈夫で耐摩耗性の合金であるコバルトクロミウム(COCR)でできています。ブランド名Stelliteでも知られているこの生体適合性金属は、タービンブレードや高強度と耐熱性を必要とする他のコンポーネントでも広く使用されています。残念ながら、切断することは困難であり、約15%の機密性を備えています(1212軟鋼で100%の加工性とアルミニウムで400%の機密性と比較して)。
インコール:別の耐熱性合金(HRSA)、インコネルは極端な温度または腐食性環境に最適です。ジェットエンジンで使用されていることに加えて、インコルエル625とその硬くて強力な兄弟であるインコール718は、原子力発電所、石油およびガス装置、化学処理施設などで使用されています。どちらもかなりはんだ付け可能ですが、COCRよりも高価で機械がさらに困難であるため、必要でない限り避ける必要があります。
ステンレス鋼:最小10.5%クロムを追加し、炭素含有量を最大1.2%に減らし、ニッケルやモリブデンなどの合金要素を追加することにより、冶金学者は一般的な錆びになりやすい鋼を製造における腐食耐性スイッチキラーであるステンレス鋼に変換します。ただし、数十の成績とカテゴリから選択できる場合、特定のアプリケーションに最適なグレードを決定することは困難です。たとえば、オーステナイトステンレス鋼304および316Lの結晶構造により、非磁性、耐えられない、延性があり、かなり丈夫になります。一方、マルテンサイトステンレス鋼(グレード420は1年生)は磁気的で硬化性があり、手術器具やさまざまな摩耗部品に最適です。フェライトのステンレス鋼(主に400シリーズ)、二重鋼(石油とガスを考えてください)、および沈殿するステンレス鋼15-5 pHと17-4 pHも、すべての優れた機械的特性に好まれています。加工性は、かなり良い(416ステンレス鋼)から適度に貧しい(347ステンレス鋼)までの範囲です。
鋼:ステンレス鋼と同様に、ここには合金と特性が多すぎます。しかし、考慮すべき4つの重要な質問は次のとおりです。
1.鋼のコストは一般にステンレス鋼や超合金のコストよりも低い
2。空気と水分の存在下でのすべての鋼腐食
3.一部のツール鋼を除き、ほとんどの鋼は機械加工性が良好です
4.炭素含有量が低いほど、鋼の硬度が低くなります(1018、4340、または8620の3つの一般的な選択肢など、合金の最初の2桁で表されます)。とはいえ、鋼とそのいとこの鉄は、すべての金属の中で最も一般的に使用されており、その後にアルミニウムが続きます。
このリストには、赤い金属の銅、真鍮、ブロンズ、および別の非常に重要な超合金であるチタンについては言及されていません。また、レゴのレンガと排水管の材料であるABSなどの一部のポリマーは、成形可能で処理可能であり、優れた靭性と耐衝撃性を持っていると言われていません。
エンジニアリンググレードプラスチック - アセタルは注目すべき例であり、ギアからスポーツ用品まで、あらゆるもので使用されます。ナイロンの強度と柔軟性の組み合わせは、パラシュートに最適な素材としてシルクに取って代わりました。ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル(PVC)、高密度、低密度のポリエチレンなどもあります。ポイントは、材料の選択が広範囲であるため、一部のデザイナーとして、何が良いもの、良いもの、どのように機械加工するかを探るのは理にかなっています。
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