Справочник материалов ЧПУ

Руководство по выбору материалов: правильный выбор лучше дорогого

Заметки цеха Eternal CNC · краткий справочник для конструкторов и закупщиков

Написание «алюминий» вместо «6061-T6» на чертеже может изменить смету в несколько раз. Материал определяет три вещи: можно ли его обработать, сколько времени займёт и во сколько обойдётся. Это не лекция по металловедению — лишь то, с чем мы живём на станках каждый день: какие материалы режутся легко, какие дороже и почему, и что выбрать для какой работы.

1. Семь распространённых материалов вкратце

«Относительный коэффициент стоимости» ниже откалиброван как 1× для алюминия 6061-T6 и уже учитывает износ инструмента, время цикла и процент брака. Это диапазоны долгого цехового опыта, а не абсолютные значения.

Материал Скорость резания (спр.) Стойкость инструмента Шероховатость поверхности Отн. стоимость
Aluminum 6061-T6Быстрая (300–500 m/min)ВысокаяХорошая (Ra 0.8 easy)1×
Aluminum 7075-T6Довольно быстрая (250–400 m/min)СредняяХорошая1.2×
Brass C360Очень быстрая (400–600 m/min)Очень высокаяОтличная1.1×
Stainless 304Медленная (80–150 m/min)Низкая (work-hardens)Плохая (multi-pass)3–4×
Stainless 316LОчень медленная (60–120 m/min)Очень низкаяПлохая4–5×
Titanium Ti-6Al-4VОчень медленная (30–60 m/min)Очень низкая (burns/chips)Средняя5–8×
PEEK (eng. plastic)Средняя (200–300 m/min)СредняяХорошая1.5×

Углеродистая сталь (напр. 45#, Q235) тоже распространена — дешевле нержавейки, но ржавеет. Не используйте на улице или во влажной среде, если не нанести покрытие (см. ниже).

2. Материал за материалом (без обиняков)

Алюминий 6061-T6 — король цены, выбирайте по умолчанию

Для большинства конструкционных деталей, корпусов и кронштейнов 6061-T6 достаточно. Режется быстро, щадит инструмент, хорошая поверхность — Ra 0.8 даётся легко. Если функция позволяет, это наша первая рекомендация. Не сомневайтесь в ней, если не нужна большая прочность или твёрдость.

Алюминий 7075-T6 — высокая прочность, но жуётся тяжелее, чем 6061

7075 гораздо прочнее 6061, применяется в авиакосмической и несущей оснастке. Но он «вязче», даёт нарост на режущей кромке и быстрее изнашивает инструмент — 1.2× это лишь разница по материалу; реальная стоимость чуть выше с учётом обработки. Не «нельзя», просто «дорого не зря».

Латунь C360 — чемпион по обрабатываемости

Режется молниеносно, инструмент служит вечно, поверхность получается блестящей. Отлично для прецизионных мелких деталей, фитингов, декоративных изделий. Лишь чуть дороже алюминия, но выглядит намного лучше. Первый выбор для латунных разъёмов, шестерён, клапанных деталей.

Нержавеющая 304 / 316L — коррозионностойкая, но «медленность» — убийца

Настоящий враг нержавейки — не твёрдость, а наклёп: тупой инструмент её упрочняет, и чем больше режешь, тем тверже. Нужно работать острым свежим инструментом на достаточно высокой скорости — без медленного подталкивания. Поэтому низкая стойкость инструмента и длинный цикл — норма. Два замечания: ① срок на 30–50% дольше, чем у алюминия, закладывайте в график; ② ослабьте допуск на ступень, и Ra 1.6 — разумный предел — не настаивайте на Ra 0.8. 316L лучше сопротивляется хлоридам (побережье, химия), чем 304, но медленнее и дороже.

Титан Ti-6Al-4V — только если обязательно

Стоимость обработки титана съедает маржу: очень медленно, инструмент легко скалывается и он горит (горячие стружки воспламеняются). Приберегаем для биосовместимых / высокотемпературных деталей (медицина, авиакосмос). Если 316L или 7075 справятся функционально — переключитесь, экономия немалая.

PEEK — только для высокотемпературных / изолирующих задач

PEEK держит жар, изолирует, самосмазывается — выбор для полупроводников и медицины. Около 1.5× по стоимости, режется не медленно, но следите за зажимом (оно «отпускает» и прогибается). Для не-высокотемпературных / не-изолирующих нужд обычный нейлон или ABS намного дешевле.

3. Что выбрать для чего (быстрый поиск)

Ваша потребностьПервый выборПримечание
Общая конструкция, корпус, кронштейн6061-T6Лучшая цена
Несущая, авиакосмос / высокая прочность7075-T6Допустима чуть большая цена
Прецизионные мелкие детали, латунные фитинги, декорBrass C360Блестящая поверхность, лёгкий рез
Пищевая / медицинская / прибрежная / химическая коррозия304 / 316L+30–50% срок, более свободный допуск.
Биосовместимая / высокотемп.TitaniumТолько если функционально необходимо
Высокотемп. изоляция / полупроводникиPEEKИспользуйте нейлон/ABS, если не нужно
Сухая внутренняя конструкция, хотите сэкономитьCarbon steel + coatingРжавеет; полагайтесь на покрытие

4. Напоминания бывалых (сэкономьте половину переделок)

Одна строка для запоминания: если функция позволяет, выбирайте 6061-T6; для коррозионной стойкости — 304; для прочности — 7075; берегите титан и PEEK для случаев, когда они действительно нужны. Правильный материал = лучше цена, срок и выход годных сразу.