Três metais macios a serem considerados para usinagem CNC

Metais naturalmente duros como tungstênio e cromo são bastante raros na indústria de manufatura. Na verdade, a maioria dos metais são naturalmente macios, relativamente falando, mas feitos fortes o suficiente para a fabricação adicionando ligas ou dobrando, esticando ou martelando o material.

Metais macios e não ferrosos (sem ferro) podem ser fáceis de cortar e usinar, com apenas uma quantidade mínima de tratamento térmico pós-processamento necessário. Os metais macios mais comuns para usinagem CNC são ligas de cobre, e as aplicações comuns incluem fabricação de joias, chapeamento e conduítes elétricos. O alumínio geralmente desempenha um papel semelhante na usinagem CNC como esses metais macios, mas o alumínio é amplamente usado o suficiente para garantir sua própria conversa.

Os metais macios são compatíveis com vários processos de fabricação, mas engenheiros e equipes de produto frequentemente criam peças com metais macios por meio de usinagem CNC. Aqui está tudo o que as equipes de produto precisam saber sobre usinagem com cobre, bronze e latão, os três principais metais macios do mercado hoje.

1. Cobre

O cobre C101 também é único devido às suas propriedades antimicrobianas - testes realizados pela Agência de Proteção Ambiental descobriram que 355 ligas de cobre, incluindo C101, mataram mais de 99,9% das bactérias em duas horas de contato.

Por esse motivo, o cobre é comumente encontrado em pontos de alto contato na indústria médica, como grades de cama, pias, torneiras e acessórios para banheiros. Outras aplicações populares incluem fios elétricos, eletroímãs e placas de circuito na indústria de semicondutores.

Embora o cobre seja resistente à corrosão na maioria dos ambientes marinhos e industriais, ele pode ser corroído por halogênios, sulfetos e soluções à base de amônia. Além disso, o C101 é particularmente suscetível à fragilização por hidrogênio em temperaturas elevadas devido ao seu alto teor de oxigênio.

Especificações mecânicas:

• Resistência máxima à tração:310-380 MPa
• Módulo de elasticidade:125 – 135 GPa
• Alongamento na ruptura:6-25%
• Dureza:27 HV
• Condutividade térmica:390 – 398 W/(m⋅°C)

2. Latão

Por exemplo, uma liga de latão contendo 32-39% de zinco provavelmente terá boa capacidade de trabalho a quente, mas baixa capacidade de trabalho a frio. Engenheiros e equipes de produto devem anotar o teor de zinco de uma liga de latão antes de tomar uma decisão final.

Muitas equipes de produtos trabalham com 360 Brass porque tem boa resistência à tração e resistência natural à corrosão. Além disso, este material é altamente usinável, soldável e não causará desgaste indevido na máquina CNC.

No entanto, este material tem suas desvantagens. Quando o latão entra em contato com amônia ou soluções à base de amônia, torna-se suscetível a rachaduras por corrosão sob tensão. Na maioria dos casos, esta limitação pode ser resolvida por recozimento durante o pós-processamento. Do ponto de vista financeiro, o latão é um dos metais macios mais caros.

O latão 360 é ideal para aplicações de baixo atrito e comumente usado para fazer instrumentos musicais, componentes de trava e engrenagens. Como o latão tem uma forte semelhança com o ouro, também possui uma ampla gama de aplicações puramente ornamentais.

Especificações mecânicas:

• Resistência máxima à tração:140 MPa
• Alongamento na ruptura:23%
• Dureza:Rockwell B35
• Densidade:0,307 lbs/cu. em.
• Temperatura máxima:1650°F

3. Bronze

Assim como o latão, as ligas de bronze são compostas por uma base de cobre combinada com outras ligas. O estanho está entre as adições mais comuns. As propriedades mecânicas e físicas do bronze mudam quando fósforo, alumínio, manganês, silício e outros materiais são adicionados, o que os engenheiros e projetistas devem ter em mente.

O bronze 642 é dúctil, resistente à corrosão, escoriações e fadiga, e tem a mais alta usinabilidade de todas as ligas de latão e bronze. Além disso, o bronze supera o cobre quando se trata de força e resistência à corrosão. As aplicações comuns para ligas de bronze incluem instrumentos musicais, medalhas, aplicações marítimas e aplicações industriais, como buchas de aeronaves, onde é necessário um metal de baixo atrito. Infelizmente, o bronze é caro para trabalhar devido ao seu alto teor de cobre.

Especificações mecânicas:

• Resistência à tração 517-621 MPa
• Módulo de elasticidade:16.000 ksi
• Módulo de rigidez:6.000 ksi
• Densidade:0,278 lb/in3 a 68 °F
• Condutividade elétrica:8% IACS a 68 °F

Selecionando o material certo para o trabalho

Os metais macios oferecem muitas propriedades vantajosas para peças usinadas em CNC. Eles geralmente são fáceis de usinar, naturalmente resistentes à corrosão e adequados para uma ampla gama de aplicações em todos os setores. Com latão e bronze em particular, engenheiros e equipes de produto devem certificar-se de verificar novamente o teor de liga desses metais macios, pois a adição de elementos adicionais certamente afetará as propriedades mecânicas e físicas da peça final.

Para engenheiros e equipes de produto, escolher o material mais adequado para um determinado projeto é uma das decisões mais importantes que devem tomar durante o processo de desenvolvimento. As equipes de produtos devem fazer a devida diligência para garantir que alcancem os resultados desejados, e um parceiro especializado em fabricação e design como a Fast Radius pode ajudar.

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