Śledź mnie na: 
Stal nierdzewna vs aluminium, co jest lepsze dla twojego projektu obróbki CNC
Obróbka CNC jest jedną z najpowszechniejszych metod produkcji niestandardowych części i prototypów. Proces komputerowego sterowania numerycznego jest wysoce zautomatyzowany i przewyższa inne tradycyjne procesy produkcyjne pod względem szybkości, wydajności produkcji i precyzji. Ale wybór odpowiedniego materiału do projektu obróbki CNC również wydaje się trudny, ponieważ należy wziąć pod uwagę wiele czynników, w tym właściwości mechaniczne, koszt, wytrzymałość, wagę, skrawalność, odporność na korozję i wykończenie powierzchni.
Obróbka CNC jest kompatybilny z setkami materiałów metalowych, z których stal nierdzewna i aluminium są najbardziej popularne w przypadku części niestandardowych i prototypów. Aluminium i stal nierdzewna mają podobny wygląd, oba są uniwersalne, a produkty wykonane z obu materiałów są zawsze wokół nas. Zastosowania stali nierdzewnej obejmują naczynia kuchenne i towary konsumpcyjne, budownictwo, a nawet statki, urządzenia medyczne i wiele innych. Aluminium jest lekkie i jest szeroko stosowane w artykułach sportowych, rowerach, samochodach i przemyśle lotniczym. Jak więc odróżnić dwa najpopularniejsze materiały metalowe? Stal nierdzewna czy aluminium, co jest lepsze dla Twojego projektu obróbki CNC? Dzisiaj analizujemy różnicę między tymi dwoma metalami pod różnymi względami, aby pomóc Ci wybrać bardziej odpowiedni materiał.
Stal nierdzewna vs aluminium: Skład pierwiastkowy
Skład pierwiastkowy materiału ma kluczowe znaczenie dla projektów obróbki CNC, ponieważ skład metalu ma duży wpływ na twardość, odporność na korozję, trwałość i wytrzymałość. Stal nierdzewna jest stopem żelaza zawierającym co najmniej 10.5% chromu, a inne pierwiastki obejmują aluminium, krzem, siarkę, nikiel, selen, molibden, azot, tytan, miedź i niob, stanowiące około 0.03%-1%. Obecność chromu decyduje o doskonałych właściwościach stali nierdzewnej pod względem żaroodporności i odporności na korozję. Inne pierwiastki, które zawiera aluminium to: aluminium, krzem, cynk, magnez, mangan, miedź, żelazo, tytan, chrom, cyrkon i inne.
Skład głównych stopów stali nierdzewnej
Gatunki stopów | %C | %Mn | %P | %S | %Si | % Cr | % Ni | %Mo |
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 |
Skład głównych stopów aluminium
Stop | % Cu | %Mg | %Mn | %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 |
Stal nierdzewna vs aluminium: Odporność na korozję
Ponieważ stal nierdzewna zawiera składniki chromu, żelaza i niklu, co decyduje o tym, że stal nierdzewna ma doskonałą odporność na korozję. Chrom tworzy pasywującą warstwę ochronną na powierzchni stali nierdzewnej i ma działanie samonaprawiające. Powodem doskonałej odporności aluminium na korozję jest to, że ma ono ochronną warstwę tlenku na swojej powierzchni, która zapobiega rdzewieniu i innym formom korozji.
Stal nierdzewna a aluminium: przewodność elektryczna
Miedź, jako wzorzec przewodności elektrycznej, ma przewodność 100%. Używając miedzi jako odniesienia, aluminium ma przewodność 61% i jest o około 30% lżejsze niż miedź. Przewodność stali nierdzewnej wynosi 3.5% przewodności miedzi, co czyni ją słabym przewodnikiem elektryczności. Aluminium jest idealnym materiałem, jeśli przewodność jest pierwszym elementem w projekcie obróbki CNC. W rzeczywistości aluminium jest również pierwszym wyborem do przenoszenia przewodów elektrycznych i przewodów wysokiego napięcia na duże odległości.
Stal nierdzewna a aluminium: przewodność cieplna
Przewodność cieplna jest pierwszym czynnikiem branym pod uwagę w przypadku niestandardowych części lub prototypów radiatorów. Właśnie dlatego aluminium jest często idealnym materiałem na klimatyzatory lub grzejniki. Aluminium ma przewodność cieplną 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK), czyli lepiej niż stal nierdzewna, ale aluminium ma niższą temperaturę topnienia i mięknie lub nawet topnieje powyżej 400 stopni Celsjusza, tracąc swoje właściwości. Stal nierdzewna jest również przewodząca ciepło, dzięki czemu lepiej nadaje się do pracy w wysokich temperaturach.
Stal nierdzewna vs aluminium: Temperatura topnienia
Temperatura topnienia materiału jest bardzo ważna w projektach obróbki CNC. Części działają w wysokich temperaturach, a jeśli osiągną temperaturę topnienia, przekształcą się ze stałego w płynny i stracą swoją funkcję. Dzięki niższej temperaturze topnienia materiał jest bardziej odpowiedni do odlewania ciśnieniowego lub wytłaczania. Temperatura topnienia stali nierdzewnej zmienia się w zależności od pierwiastków stopowych i wynosi w przybliżeniu od 1230°C do 1530°C. Aluminium ma stosunkowo niską temperaturę topnienia, około 660.37 ° C. Oznacza to, że jeśli odporność na ciepło jest głównym czynnikiem branym pod uwagę w projekcie obróbki CNC, stal nierdzewna jest lepsza niż aluminium.
Stal nierdzewna vs aluminium: twardość
Twardość metalu odnosi się do naprężeń związanych z trawieniem, odkształceniami, zagłębieniami i zadrapaniami na powierzchni metalu. Twardość Brinella jest zwykle używana jako wskaźnik twardości materiału. Stal nierdzewna różni się w zależności od pierwiastków stopowych. Średnia twardość Brinella wynosi od 80 do 600, co wskazuje, że stal nierdzewna ma wysoką twardość i jest trudna do formowania. Twardość Brinella aluminium wynosi około 15H, czyli jest stosunkowo miękka. Stal nierdzewna jest idealna, jeśli twardość jest głównym czynnikiem branym pod uwagę w projekcie obróbki CNC.
Stal nierdzewna vs aluminium: Waga
Aluminium ma gęstość około 2.7 g/cm 3 , podczas gdy stal nierdzewna ma gęstość 8.0 g/cm 3 . Ta sama objętość stali nierdzewnej jest około trzy razy większa niż waga aluminium, więc aluminium jest znacznie lżejsze niż stal nierdzewna. Lekkie aluminium jest szeroko stosowane w samolotach, statkach, budownictwie i innych dziedzinach.
Stal nierdzewna kontra aluminium: Trwałość
Zarówno stal nierdzewna, jak i aluminium mają doskonałą trwałość i nie ma wątpliwości, że stal nierdzewna jest twardsza i mocniejsza niż aluminium. Dlatego stal nierdzewna jest często używana do produkcji części do samochodów ciężarowych i samochodowych. Stal nierdzewna jest idealna, jeśli trwałość jest głównym czynnikiem branym pod uwagę przy projekcie obróbki CNC.
Stal nierdzewna vs aluminium: przetwarzalność
Skrawalność materiału odnosi się do tego, jak łatwo można wyprodukować niestandardową część lub prototyp poprzez frezowanie CNC, toczenie CNC lub tłoczenie. Zarówno stal nierdzewna, jak i aluminium są łatwiejsze w obróbce CNC. Aluminium jest bardziej miękkie i mniej sztywne, więc obróbka CNC aluminium jest również stosunkowo niedroga. Porównując dwa rodzaje materiałów, obróbka CNC stali nierdzewnej jest około trzy razy trudniejsza niż aluminium.
Stal nierdzewna vs aluminium: Odkształcalność
W porównaniu ze stalą nierdzewną aluminium jest bardziej miękkie, ma niższą temperaturę topnienia i jest łatwiejsze do formowania. Stal nierdzewna jest mocna i nie wypacza się ani nie odkształca pod wpływem siły, ale jeśli odkształcalność jest głównym czynnikiem branym pod uwagę przy Twoim projekcie, aluminium nadal jest najlepszym wyborem.
Stal nierdzewna vs aluminium: lutowność
Zarówno stal nierdzewna, jak i aluminium są uważane za łatwe do spawania, ale spawanie aluminium wymaga większej wiedzy i umiejętności zawodowych, a podczas spawania aluminium należy zachować ostrożność, aby uniknąć pęknięć.
Stal nierdzewna vs aluminium: Granica plastyczności
Granica plastyczności odnosi się do naprężenia, przy którym materiał zaczyna się trwale odkształcać. Granica plastyczności stali nierdzewnej zmienia się w zależności od pierwiastków stopowych, od 25 MPa do 2500 MPa. Granica plastyczności stopów aluminium waha się od 7 MPa do 11 MPa. Dlatego granica plastyczności stali nierdzewnej jest znacznie wyższa niż aluminium.
Stal nierdzewna vs aluminium: Wytrzymałość na rozciąganie
Stal nierdzewna ma wytrzymałość na rozciąganie 34.5 – 3100 MPa, podczas gdy aluminium ma wytrzymałość na rozciąganie 90 MPa, a dla niektórych stopów aluminium do obróbki cieplnej, takich jak aluminium 7075, wytrzymałość na rozciąganie można zwiększyć do ponad 690 MPa. Można zauważyć, że wytrzymałość na rozciąganie stali nierdzewnej jest znacznie wyższa niż aluminium.
Stal nierdzewna a aluminium: Wytrzymałość na ścinanie
Wytrzymałość na ścinanie odnosi się do odporności materiału na obciążenia ścinające. Wytrzymałość na ścinanie stali nierdzewnej wynosi od 74.5 do 597 MPa, a aluminium od 85 do 435 MPa. Wytrzymałość na ścinanie stali nierdzewnej jest większa niż aluminium.
Stal nierdzewna vs aluminium: Koszt
Stal nierdzewna i aluminium wykazują różne właściwości ze względu na różne pierwiastki stopowe, w tym wiele różnych typów, takich jak martenzytyczna stal nierdzewna, ferrytyczna stal nierdzewna, stal nierdzewna dupleks, austenityczna stal nierdzewna, utwardzana wydzieleniowo stal nierdzewna itp. to serie 1-9. Ogólnie rzecz biorąc, obróbka CNC stali nierdzewnej kosztuje więcej niż aluminium.
Stal nierdzewna vs aluminium: Zakres zastosowania
Stal nierdzewna 304, 316 i inne austenityczne stale nierdzewne są najbardziej popularne ze względu na doskonałą równowagę wytrzymałości, odporności na korozję i kosztów. Gatunki 430 i 434 to popularne ferrytyczne stale nierdzewne, podczas gdy stal nierdzewna gatunku 420 (zwykle w postaci wyżarzonej) jest popularnym wyborem dla martenzytycznych stali nierdzewnych. Zastosowania stali nierdzewnej obejmują lotnictwo, rolnictwo, budownictwo, motoryzację, budownictwo, elektronikę, usługi gastronomiczne, sprzęt gospodarstwa domowego, produkcję, przemysł morski, medyczny, naftowy i gazowy, farmaceutyczny, energetyczny, celulozowo-papierniczy, sprzęt sportowy i inne branże.
Aluminium:Najpopularniejsze modele aluminiowe to 2024, 5052, 6061, 6063 i 7075, z których aluminium 5052 ma doskonałą odporność na korozję w wodzie morskiej i jest pierwszym wyborem do produkcji części morskich. Zastosowania aluminium obejmują lotnictwo, medycynę, motoryzację, obróbkę chemiczną, elementy rozpraszające ciepło, produkty elektroniczne, inżynierię morską, systemy zasilania itp.
Podsumuj
Aluminium jest znane ze swojej odporności na rdzę, lekkości oraz ogólnej odporności na korozję i wytrzymałości.
Stal nierdzewna ma doskonałą odporność na korozję i wytrzymałość na rozciąganie, a jej waga jest około trzy razy większa niż aluminium.
Stal nierdzewna ma doskonałą odporność na ciepło, podczas gdy aluminium ma doskonałą przewodność cieplną, ale aluminium nie wytrzymuje zastosowań w wysokich temperaturach ze względu na swoją temperaturę topnienia.
Wydajność spawania stali nierdzewnej jest lepsza niż aluminium.
Aluminium jest pierwszym wyborem w przypadku lekkich materiałów przewodzących, które zapewniają dobrą równowagę między przewodnością a kosztami.
Aluminium jest bardziej odpowiednie do odlewania ciśnieniowego lub wytłaczania, podczas gdy austenityczna stal nierdzewna ma również dobrą plastyczność i nie wymaga dodatkowej obróbki.
Koszt stali nierdzewnej i aluminium znacznie się waha w zależności od różnych modeli. Zwykle obróbka CNC stali nierdzewnej jest droższa niż aluminium.