I. Requisitos de propriedade física

Dureza

Usinabilidade:
Para usinagem de precisão, a dureza do material deve ser moderada. Materiais excessivamente duros, como certos aços-liga de alta dureza, aceleram o desgaste da ferramenta e aumentam a dificuldade de usinagem, frequentemente exigindo ferramentas e processos especializados. Por exemplo, aços para moldes com dureza acima deHRC 60são desafiadores para fresar com ferramentas de metal duro padrão, necessitandonitreto cúbico de boro (CBN) ou ferramentas cerâmicas. Por outro lado, materiais excessivamente macios, como o alumínio puro, são propensos à deformação durante a usinagem, afetando a precisão das peças. As soluções incluem corte em alta velocidade com forças de corte controladas.

Desempenho funcional:
Peças de precisão devem suportar tensões operacionais, exigindo dureza ideal para resistência ao desgaste e à deformação. Por exemplo, engrenagens de precisão em transmissões mecânicas precisam de uma dureza superficial deHRC 45–60para evitar desgaste excessivo e deformação dos dentes, garantindo precisão de transmissão a longo prazo.

Força e Resistência

Resistência à fratura:
Peças de precisão suportam forças de usinagem (por exemplo, corte, fixação) e cargas operacionais. Os materiais devem equilibrar resistência e tenacidade para evitar fraturas. Por exemplo,componentes aeroespaciaisassim como as pás dos motores a jato (geralmente feitas de ligas de titânio) devem resistir às forças centrífugas e aerodinâmicas para evitar falhas catastróficas.

Garantia de qualidade de usinagem:
A resistência excessiva pode causar problemas comoborda construída (BUE), degradando o acabamento superficial. Por exemplo, aços inoxidáveis ​​de alta tenacidade podem produzir cavacos fibrosos durante o torneamento, aumentando a rugosidade da superfície. As soluções incluemferramentas de quebra de cavacosou parâmetros de corte ajustados.

Coeficiente de Expansão Térmica

Controle de precisão de usinagem:
A deformação térmica causada pelo calor de corte deve ser minimizada. Materiais com baixos coeficientes de expansão térmica (por exemplo,quartzo para lentes ópticas) garantem alterações dimensionais mínimas durante a retificação, alcançando precisão submicrométrica.

Estabilidade operacional:
Para peças em ambientes de temperatura variável (por exemplo, instrumentos de precisão), a baixa expansão térmica garante estabilidade dimensional. Exemplo:Liga Invar é usado em dispositivos de metrologia por sua expansão térmica quase nula.

II. Requisitos de propriedades químicas

Resistência à corrosão

Proteção do Processo de Usinagem:
Os materiais devem resistir a meios corrosivos durante processos como usinagem eletroquímica.Aços inoxidáveisapresentam bom desempenho em refrigerantes salinos, reduzindo os riscos de ferrugem.

Adaptabilidade do ambiente de serviço:
Peças em ambientes corrosivos (por exemplo, válvulas químicas) requerem ligas comoHastelloy (Ni-Cr-Mo), que resiste a ácidos/álcalis fortes, mantendo a funcionalidade de precisão.

Resistência à oxidação

Retenção de qualidade pós-usinagem:
A baixa resistência à oxidação leva à degradação da superfície. Exemplo:Peças de cobreoxidam e viram verdete, necessitando de revestimentos protetores para preservar a precisão.

Aplicações de alta temperatura:
Peças em calor extremo (por exemplo, motores a jato) precisam de materiais resistentes à oxidação, comosuperligas à base de níquel, que formam camadas protetoras de óxido para evitar a degradação.

III. Requisitos de pureza e homogeneidade do material

Pureza

Impacto no desempenho:
As impurezas afetam criticamente o desempenho.Silício de grau semicondutor(99,9999% puro) evita contaminantes metálicos que alteram as propriedades elétricas dos chips.

Prevenção de defeitos de usinagem:
Inclusões (por exemplo, sulfetos/óxidos no aço) causam concentrações de tensão, levando a rachaduras ou defeitos superficiais durante a usinagem.

Homogeneidade

Propriedades físicas consistentes:
Composição/estrutura uniforme garante desempenho uniforme. Exemplo:Aços para moldes homogêneosproporciona dureza uniforme e resistência ao desgaste, prolongando a vida útil do molde.

Compatibilidade do processo de usinagem:
Materiais uniformes permitem um processamento estável. Em EDM (usinagem por descarga elétrica), A condutividade consistente garante descargas uniformes e alta precisão. Materiais não uniformes resultam em acabamentos superficiais irregulares.