En guide til å velge metall\/ikke -metall prosesseringsmaterialer som er egnet for din bransje

I produksjonsindustrien bestemmer materialvalg direkte ytelsen til deler, produksjonskostnader og produktoverholdelse. Enten det er kravene til korrosjonsmotstand i matmaskiner, de lette kravene til romfart eller biokompatibilitetsstandarder for medisinsk utstyr, er vitenskapelig materialvalg utgangspunktet for ingeniørdesign. Denne artikkelen kombinerer egenskapene til industrien og egenskapene til materialer for å gi en systematisk materialutvelgelsesguide, og hjelper deg med å finne de mest passende materialene blant metalliske og ikke-metalliske materialer.

stainless steel

Funksjoner:Krominnhold større enn eller lik 12%, med utmerket korrosjonsmotstand, høy styrke og enkel rengjøring. Vanlige modeller inkluderer 304 (generell type), 316L (syre og alkali -resistent), 430 (magnetisk).

Bransjetilpasning

Matmaskiner:316L\/304 Rustfritt stål i matkvalitet (sertifisert av FDA\/EC 1935) må velges for å unngå kloridionkorrosjon og migrasjon av metallion, for eksempel fyllingsventiler og tetningsdeler skjeletter.

Medisinsk utstyr:316L rustfritt stål (også kjent som "medisinsk rustfritt stål") brukes til kirurgiske instrumenter og implantatforingsrør på grunn av den utmerkede biokompatibiliteten og trenger å oppfylle ASTM F138 -standarden.

Kjemisk utstyr:Hastelloy C -276 (nikkelbasert rustfritt stål) motstandsdyktig mot sterke syrer og alkalier, egnet for pumpekropper og rørledninger i saltsyre- og salpetersyremiljøer.

Nøkkelpunkter for valg:Vær oppmerksom på tendensen til intergranulær korrosjon (løsningsbehandling er nødvendig) og overflateuhet (for matkontaktdeler, RA mindre enn eller lik 0. 8μm).

Bransjetilpasning

Aerospace:7075- T6 aluminiumslegering brukes i strukturelle komponenter for fly for å oppfylle kravene til høy styrke (strekkfasthet større enn eller lik 572MPa) og lett.

Elektronisk produksjon:6063 Aluminiumslegering (lett å maskin) brukes til varmeavledningsskall, og anodiserende behandling kombineres for å forbedre isolasjon og estetikk.

Automatisert utstyr:5052- H32 aluminiumslegering for føringsskinner og parentes i fuktige miljøer, salt spray test større enn eller lik 500 timer.

Nøkkelpunkter for valg:Vær oppmerksom på varmebehandlingstilstanden (T4\/T6 påvirker hardhet) og overflatebehandlingskompatibilitet (for eksempel ledende oksidasjon kontra hard anodisering).

7075

Kjennetegn:Lav tetthet (4,5g\/cm³), høy styrke (strekkfasthet større enn eller lik 895MPa), høy temperaturmotstand (opptil 600 grader), typiske karakterer TC4 (Ti -6 AL -4 V), TA2 (Industrial Pure Titanium).

Bransjetilpasning

Aerospace:TC4 brukes i motorblader og landingsutstyrskomponenter for å redusere vekten mens de overstiser høyt stress.

Medisinske implantater:TA2 Pure Titanium (Bioinert) brukes til kunstige ledd og tannimplantater, i samsvar med ISO 5832-2 standarder;

Marint utstyr:Ti -5 al -2. 5SN er motstandsdyktig mot sjøvannskorrosjon og brukes til foringsrør av dyphavsdetektorer.

Nøkkelpunkter for valg:Behandlingsvanskeligheten er høy (skjæring med lav temperatur er nødvendig), og kostnadene er 3 til 5 ganger høyere enn for rustfritt stål. Kostnadsytelsen må evalueres.

Engineering Plastics

Peek (Polyetheretherketone)

Funksjoner:Temperaturmotstand opp til 260 grader, høy styrke (strekkfasthet 90MPa), selv-smøring og overholdelse av FDA Food-kontaktstandarder.

Søknad:Tetningsringer med høy temperatur for matmaskiner (erstatning av metall), steriliserte grader for medisinsk utstyr (motstandsdyktig mot gjentatt høytrykksdamp).

POM (polyoksymetylen)

Kjennetegn:Høy stivhet (Elastic Modulus 2.8GPa), lav friksjonskoeffisient (0. 15-0. 3), kan POM-matkjørt komme i kontakt med fet mat.

Søknad:Overføring gir av emballasjemaskiner (stille og slitasje-resistente), presisjonsglideers av medisinsk utstyr (nøyaktighet ± 0. 02mm).

PTFE (polytetrafluoroetylen):
Kjennetegn: Temperaturmotstand -200 grad til 260 grader, ikke-pinne overflate (overflateenergi 19mn\/m), i samsvar med USP klasse VI medisinske standarder.

Søknad:Ventilforseglinger for farmasøytisk utstyr (uten presipitater), korrosjonsresistente pakninger i halvlederindustrien.

Matkvalitets silikon

Kjennetegn:Ikke-giftig og luktfri, lavtemperaturresistent (-50 grad), og sertifisert av LFGB\/NSF 51.

Søknad:Tetningsringer for drikkefyllingsmaskiner, tilbehør til babyflasker.

Fluorgummi (FKM)

Funksjoner:Temperaturmotstand opp til 200 grader, drivstoffmotstand, egnet for bilmotorforseglinger.

Nøkkelpunkter for valg:Den medisinske industrien bør velge silikongummi av medisinsk kvalitet (for eksempel Dow Corning 360) for å unngå migrasjon av tilsetningsstoffer.

Matkontaktkomponenter:316L rustfritt stål (overflatepolert RA mindre enn eller lik 0. 4μm), matkvalitets POM, FDA silikon må velges.

Høy fuktighet og miljø med høy temperatur:Unngå ordinært karbonstål (rustrisiko), og foretrekker 304L rustfritt stål med passivering\/nikkelplateringsoverflatebehandling.

Implantater:TC4 titanlegering (ingen nikkelfrigjøring) og ultrahøy molekylvekt polyetylen (UHMWPE, slitasjebestandig) er å foretrekke.

In vitro utstyr:Medisinsk klasse ABS (for eksempel foringsrør av GE-medisinsk utstyr), PC (gjennomsiktig og påvirkningsresistent, i samsvar med ISO 10993).

Strukturelle komponenter:7075- T6 aluminiumslegering (reduserer vekten med 60% ved å erstatte ståldeler), titanlegering (for bruk i områder med høy temperatur).

Bærende komponenter:Keramiske kulelager (med en tetthet 60% lavere enn for stål og en levetid forlenget med tre ganger).

Prosesskrav:Det er nødvendig å passere AMS (Aviation Materials Specification) -sertifisering, for eksempel AMS 4928 Titanium Alloy -ark.

Varmeavledningskomponenter:6063 Aluminiumslegering (termisk konduktivitet 205W\/m · K), kobberlegering (rød kobber termisk ledningsevne 401W\/m · K, brukt til høyfrekvente enheter).

Isolerende komponenter:Bakelite (fenolharpiks, buebestandig i 120 sekunder), FR -4 Epoxy Board (Flame-Retardant V -0 karakter).

Presisjonsdeler:Peek (som et alternativ til metall for mikrohjul for å redusere elektromagnetisk interferens).

1, arbeidstilstandsanalyse: Bestem temperaturen (-40} grad til 200 grader?) Fuktighet (fuktig vs tørr), korrosivitet (syre og alkalikonsentrasjon), belastning (statisk belastning vs vekslende belastning).

2, ytelsesprioritet:Rangert etter krav til kjerneindustri - matmaskiner (Compliance> Korrosjonsmotstand> Styrke), romfart (styrke> Vekt> Høytemperaturresistens).

3, kostnad:Liten batch (5-50 stykker): aluminiumslegering (enkel å behandle) og POM (god skjæreytelse) er å foretrekke.

Misoppfatning 1:"Rustfritt stål må være motstandsdyktig mot all korrosjon" - 304 Rustfritt stål er utsatt for å slå korrosjon i sjøvann og må oppgraderes til 316L eller titanlegering.

Misoppfatning 2:"Plast er ikke så sterk som metall" - strekkfastheten til PEEK er nær aluminiumslegering, og den har isolasjonsfordelen til ikke -metalliske materialer.

Fallgruver for å unngå: Krever leverandører for å gi materielle sertifiseringer for å forhindre at de blir avvern som gode produkter som gode (for eksempel 201 rustfritt stål blir sendt ut som 304).

Fra sikkerhet og samsvar med matmaskiner til den ekstreme ytelsen til romfart, fra biokompatibiliteten til medisinsk utstyr til den nøyaktige tilpasningen i elektronisk produksjon, er hvert materielt utvalg en dyp forståelse av industriens krav. Ved å systematisk vurdere arbeidsforhold, ytelse, kostnader og etterlevelse, kan bedrifter ikke bare unngå risikoen for "prosjektfeil på grunn av feil valg av materialer", men også oppnå produktdifferensiering gjennom materiell innovasjon.

La oss lage noe ekstraordinært sammen

Hos Dahong Precision er vi mer enn bare en CNC -maskineringsleverandør, vi er din partner innen presisjonsproduksjon. Enten du trenger enkle deler eller svært komplekse deler, leverer våre 3, 4 og 5 Axis CNC -maskineringstjenester den kvaliteten og påliteligheten du fortjener. Kontakt oss i dag for å diskutere prosjektet ditt og finne ut hvordan vi kan hjelpe deg med å nå dine mål.

Få sitat nå