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Acero inoxidable vs aluminio, que es mejor para su proyecto de mecanizado CNC
El mecanizado CNC es uno de los métodos de fabricación más comunes para piezas y prototipos personalizados. El proceso de control numérico por computadora está altamente automatizado y es superior a otros procesos de fabricación tradicionales en términos de velocidad, eficiencia de producción y precisión. Pero elegir el material adecuado para su proyecto de mecanizado CNC también parece un desafío, con muchos factores a considerar, que incluyen propiedades mecánicas, costo, resistencia, peso, maquinabilidad, resistencia a la corrosión y acabado superficial.
Mecanizado CNC es compatible con cientos de materiales metálicos, de los cuales el acero inoxidable y el aluminio son los más populares para prototipos y piezas personalizadas. El aluminio y el acero inoxidable tienen un aspecto similar, ambos son versátiles y siempre encontramos productos fabricados con ambos materiales a nuestro alrededor. Las aplicaciones del acero inoxidable van desde utensilios de cocina y bienes de consumo hasta la construcción, e incluso barcos, dispositivos médicos y más. El aluminio es liviano y se usa ampliamente en artículos deportivos, bicicletas, automóviles y aeroespacial. Entonces, ¿cómo diferenciamos entre los dos materiales metálicos más populares? Acero inoxidable vs aluminio, ¿cuál es mejor para su proyecto de mecanizado CNC? Hoy analizamos la diferencia entre los dos metales desde varios aspectos para ayudarlo a elegir un material más adecuado.
Acero inoxidable vs aluminio: Composición elemental
La composición elemental de un material es fundamental para los proyectos de mecanizado CNC, ya que la composición del metal tiene un gran impacto en la dureza, la resistencia a la corrosión, la durabilidad y la resistencia. El acero inoxidable es una aleación de hierro que contiene al menos un 10.5 % de cromo, y otros elementos incluyen aluminio, silicio, azufre, níquel, selenio, molibdeno, nitrógeno, titanio, cobre y niobio, que representan entre un 0.03 % y un 1 %. La presencia de cromo determina las excelentes propiedades del acero inoxidable en términos de resistencia al calor y resistencia a la corrosión. Otros elementos que contiene el aluminio incluyen: aluminio, silicio, zinc, magnesio, manganeso, cobre, hierro, titanio, cromo, circonio y más.
Composición de las principales aleaciones de acero inoxidable
Grados de aleación | %C | %Minnesota | %P | %S | %Si | % Cr | % Ni | %Mes |
SS304 | 0.040 | 1.580 | 0.024 | 0.040 | 0.400 | 18.35 | 8.040 | 0.070 |
SS304L | 0.010 | 1.638 | 0.023 | 0.002 | 0.412 | 18.56 | 8.138 | 0.364 |
SS316 | 0.080 | 2.000 | 0.045 | 0.030 | 1.000 | 16.80 | 11.20 | 2.500 |
SS316L | 0.020 | 1.390 | 0.024 | 0.080 | 0.480 | 16.80 | 10.22 | 2.080 |
Composición de las principales aleaciones de aluminio
Aleación | % Cu | %mg | %Minnesota | %Si | % Zn |
2024 | 4.4 | 1.5 | 0.6 | 0 | 0 |
6061 | 0 | 1 | 0 | 0.6 | 0 |
7005 | 0 | 1.4 | 0 | 0 | 4.5 |
7075 | 1.6 | 2.5 | 0 | 0 | 5.6 |
356.0 | 0 | 0.3 | 0 | 7 | 0 |
Acero inoxidable vs aluminio:Resistencia a la corrosión
Porque el acero inoxidable contiene componentes de cromo, hierro y níquel, lo que determina que el acero inoxidable tenga una excelente resistencia a la corrosión. El cromo forma una capa protectora pasivante en la superficie del acero inoxidable y tiene una función de autorreparación. La razón de la excelente resistencia a la corrosión del aluminio es que tiene una capa protectora de óxido en su superficie que evita que se oxide y previene otras formas de corrosión.
Acero inoxidable vs aluminio: conductividad eléctrica
El cobre, como estándar para la conductividad eléctrica, tiene una conductividad del 100%. Utilizando el cobre como referencia, el aluminio tiene una conductividad del 61 % y es un 30 % más ligero que el cobre. La conductividad del acero inoxidable es el 3.5% de la del cobre, lo que lo convierte en un mal conductor de la electricidad. El aluminio es el material ideal si la conductividad es el primer elemento para su proyecto de mecanizado CNC. De hecho, el aluminio también es la primera opción para transportar electricidad y cables de alto voltaje a largas distancias.
Acero inoxidable vs aluminio: conductividad térmica
La conductividad térmica es la primera consideración para piezas personalizadas o prototipos para disipadores de calor. Esta es la razón por la que el aluminio suele ser el material ideal para unidades de aire acondicionado o radiadores. El aluminio tiene una conductividad térmica de 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK), que es mejor que el acero inoxidable, pero el aluminio tiene un punto de fusión más bajo y se ablanda o incluso se funde por encima de los 400 grados centígrados, perdiendo sus propiedades. El acero inoxidable también es térmicamente conductor, lo que lo hace mejor para trabajar a altas temperaturas.
Acero inoxidable vs aluminio: punto de fusión
El punto de fusión del material es muy importante para los proyectos de mecanizado CNC. Las piezas funcionan a altas temperaturas y, si alcanzan su punto de fusión, se transformarán de sólido a líquido y perderán su función. Con un punto de fusión más bajo, el material es más adecuado para fundición a presión o extrusión. El punto de fusión del acero inoxidable varía según los elementos de aleación y se encuentra aproximadamente entre 1230 °C y 1530 °C. El aluminio tiene un punto de fusión relativamente bajo, alrededor de 660.37 °C. Esto significa que si la resistencia al calor es una consideración primordial para su proyecto de mecanizado CNC, el acero inoxidable es preferible al aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio: Dureza
La dureza del metal se refiere al rendimiento de tensión del grabado, la deformación, la depresión y los arañazos en la superficie del metal. La dureza Brinell generalmente se usa como indicador de la dureza del material. El acero inoxidable varía con los elementos de aleación. La dureza Brinell promedio está entre 80 y 600, lo que indica que el acero inoxidable tiene una dureza alta y es difícil de moldear. La dureza Brinell del aluminio es de alrededor de 15H, que es relativamente blanda. El acero inoxidable es ideal si la dureza es la principal consideración para su proyecto de mecanizado CNC.
Acero inoxidable vs aluminio: Peso
El aluminio tiene una densidad de aproximadamente 2.7 g/cm 3 , mientras que el acero inoxidable tiene una densidad de 8.0 g/cm 3 . El mismo volumen de acero inoxidable es aproximadamente tres veces el peso del aluminio, por lo que el aluminio es mucho más liviano que el acero inoxidable. El aluminio liviano se usa ampliamente en aviones, barcos, construcción y otros campos.
Acero inoxidable vs aluminio: Durabilidad
Tanto el acero inoxidable como el aluminio tienen una excelente durabilidad y no hay duda de que el acero inoxidable es más duro y resistente que el aluminio. Es por eso que el acero inoxidable se usa a menudo para fabricar autopartes y camiones. El acero inoxidable es ideal si la durabilidad es una consideración principal para su proyecto de mecanizado CNC.
Acero inoxidable vs aluminio: Procesabilidad
La maquinabilidad de un material se refiere a la facilidad con la que se puede fabricar una pieza personalizada o un prototipo mediante fresado CNC, torneado CNC o estampado. Tanto el acero inoxidable como el aluminio son más fáciles de mecanizar con CNC. El aluminio es más blando y menos rígido, por lo que el mecanizado CNC de aluminio también es relativamente económico. Comparando los dos tipos de material, el mecanizado CNC de acero inoxidable es aproximadamente tres veces más difícil que el aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio:formabilidad
En comparación con el acero inoxidable, el aluminio es más blando, tiene un punto de fusión más bajo y es más fácil de moldear. El acero inoxidable es fuerte y no se deforma ni se deforma bajo la fuerza, pero si la formabilidad es una consideración principal para su proyecto, el aluminio sigue siendo la mejor opción.
Acero inoxidable vs aluminio: Soldabilidad
Tanto el acero inoxidable como el aluminio se consideran fáciles de soldar, pero soldar aluminio requiere más conocimientos y habilidades profesionales, y se debe tener cuidado para evitar grietas al soldar aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio:Límite elástico
El límite elástico se refiere a la tensión a la que un material comienza a deformarse permanentemente. El límite elástico del acero inoxidable varía según los elementos de aleación, de 25 MPa a 2500 MPa. El límite elástico de las aleaciones de aluminio oscila entre 7 MPa y 11 MPa. Por lo tanto, el límite elástico del acero inoxidable es mucho mayor que el del aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio: resistencia a la tracción
El acero inoxidable tiene una resistencia a la tracción de 34.5 a 3100 MPa, mientras que el aluminio tiene una resistencia a la tracción de 90 MPa, y para algunas aleaciones de aluminio tratables térmicamente, como el aluminio 7075, la resistencia a la tracción se puede aumentar a más de 690 MPa. Se puede ver que la resistencia a la tracción del acero inoxidable es mucho mayor que la del aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio: resistencia al corte
La resistencia al corte se refiere a la resistencia de un material a las cargas de corte. La resistencia al corte del acero inoxidable está entre 74.5 y 597 MPa, mientras que la del aluminio está entre 85 y 435 MPa. La resistencia al corte del acero inoxidable es más fuerte que la del aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio: Costo
El acero inoxidable y el aluminio exhiben diferentes propiedades debido a los diferentes elementos de aleación, incluidos muchos tipos diferentes, como acero inoxidable martensítico, acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable dúplex, acero inoxidable austenítico, acero inoxidable endurecido por precipitación, etc., mientras que el tipo de aluminio Hay son series 1-9. En general, el acero inoxidable mecanizado CNC cuesta más que el aluminio.
Acero inoxidable vs aluminio:Ámbito de aplicación
Los aceros inoxidables 304, 316 y otros aceros inoxidables austeníticos son los más populares debido a su excelente equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y costo. Los grados 430 y 434 son aceros inoxidables ferríticos populares, mientras que el acero inoxidable grado 420 (generalmente en forma recocida) es una opción popular para los aceros inoxidables martensíticos. Las aplicaciones del acero inoxidable incluyen aeroespacial, agricultura, construcción, automotriz, electrónica, servicio de alimentos, electrodomésticos, manufactura, marina, médica, petróleo y gas, farmacéutica, generación de energía, pulpa y papel, equipos deportivos y otras industrias.
Aluminio: Los modelos de aluminio más populares incluyen 2024, 5052, 6061, 6063 y 7075, de los cuales el aluminio 5052 tiene una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y es la primera opción para la fabricación de piezas marinas. Las aplicaciones del aluminio incluyen aeroespacial, médica, automotriz, procesamiento químico, componentes de disipación de calor, productos electrónicos, ingeniería marina, sistemas de energía, etc.
Resumir
El aluminio es conocido por su resistencia a la oxidación, peso ligero y resistencia y resistencia a la corrosión en general.
El acero inoxidable tiene una excelente resistencia a la corrosión y resistencia a la tracción, y su peso es aproximadamente tres veces mayor que el del aluminio.
El acero inoxidable tiene una excelente resistencia al calor, mientras que el aluminio tiene una excelente conductividad térmica, pero el aluminio no puede soportar aplicaciones de alta temperatura debido a su punto de fusión.
El rendimiento de soldadura del acero inoxidable es mejor que el del aluminio.
El aluminio es la primera opción como material conductor liviano, que logra un buen equilibrio entre conductividad y costo.
El aluminio es más adecuado para fundición a presión o extrusión, mientras que el acero inoxidable austenítico también tiene una buena formabilidad y no requiere procesamiento adicional.
El costo del acero inoxidable y el aluminio fluctúa mucho según los diferentes modelos. Por lo general, el acero inoxidable mecanizado CNC es más caro que el aluminio.