Kernematerialekravene til præcisionsbearbejdning omfatter høj dimensionsstabilitet, moderat hårdhed, god bearbejdelighed, fremragende termisk stabilitet og materialeensartethed for at sikre, at de endelige dele opnår præcision på mikron-niveau og høj overfladekvalitet.
Detaljeret forklaring af vigtige materialekrav:
Moderat hårdhed, lavere end værktøjshårdhed: Materialets hårdhed skal være lavere end hårdheden af bearbejdningsværktøjet (såsom hårdmetal eller diamant). Ellers vil det ikke kun være svært at skære, men kan også føre til værktøjsbrud eller beskadigelse af emnet. For eksempel kan almindelige drejebænke ikke bearbejde ultra-hård keramik; laser eller specielle processer skal anvendes i stedet.
God bearbejdningsydeevne: Frie-skærende materialer (såsom svovl-indeholdende frit-skærende stål 12L15 og blyholdig messing C31000) kan effektivt bryde spåner, reducere værktøjsklæbning, forbedre overfladefinish og bearbejdningseffektivitet og er særligt velegnede til automatiseret masseproduktion.
Høj dimensionsstabilitet og lav indre spænding: Råmaterialet skal have lav restspænding for at undgå deformation på grund af spændingsfrigivelse efter efterbehandling. I casestudiet reducerede udskiftning af almindelige rundstænger af rustfrit stål med høj-præcisionsslibestænger (Ra0,8, h6-kvalitet) bearbejdningsgodtgørelsen fra 1 mm til 0,2 mm, hvilket øgede udbyttet fra 60 % til 92 %.
Fremragende termisk stabilitet (lav termisk udvidelseskoefficient): Jo mindre materialedeformationen er med temperaturændringer, jo bedre bevarer den præcisionen. Især i præcisionsinstrumenter og rumfartsområder kræves materialer med lave termiske udvidelseskoefficienter (såsom Invar-legeringer) eller ældningsbehandlinger for at stabilisere mikrostrukturen.
Materialeensartethed og høj renhed: Materialer med tætte indre strukturer og ingen porøsitetsindeslutninger sikrer bedre bearbejdningskonsistens. Ikke-metalliske indeslutninger eller kornadskillelse kan forårsage lokale hårdhedsudsving, hvilket påvirker overfladekvaliteten og dimensionsnøjagtigheden.
God termisk ledningsevne og mekanisk egenskabsmatch:
God varmeledningsevne hjælper med at sprede varme og forhindrer lokal overophedning og deformation. For eksempel er aluminiumslegeringer meget udbredt i høj-bearbejdning. Mens titanlegeringer har høj styrke, kræver deres dårlige termiske ledningsevne høj-trykskøling og lave skæreparametre for at undgå brænding eller deformation.
