1. Требования к физической работоспособности
Твердость
Адаптивность обработки: Для прецизионной обработки деталей, твердость материала должна быть умеренной. Если материал слишком твердый, например, некоторые легированные стали высокой твердости, инструмент быстро изнашивается во время обработки, и сложность обработки увеличится. Могут потребоваться специальные инструменты и методы обработки.. Например, литейную сталь с твердостью HRC60 или выше трудно эффективно обрабатывать обычными твердосплавными инструментами во время фрезерования., и кубический нитрид бора (КБН) необходимы инструменты или керамические инструменты. Если материал слишком мягкий, например, чистый алюминий, легко деформируется при обработке, влияет на точность деталей, поэтому также необходимо выбрать подходящий метод обработки, например, высокоскоростная резка и контроль силы резания.
Производительность: Прецизионные детали должны выдерживать определенные внешние воздействия во время использования., и соответствующая твердость может обеспечить их износостойкость и устойчивость к деформации.. Например, поверхность зубьев прецизионных шестерен механической трансмиссии должна иметь более высокую твердость. (обычно HRC45-60) чтобы гарантировать отсутствие чрезмерного износа и деформации зубьев во время длительной передачи зацепления, тем самым обеспечивая точность передачи.
Сила и выносливость
Устойчивость к разрушению: Прецизионные детали могут подвергаться воздействию внешних сил, таких как сила резания и сила зажима во время обработки., а также будет нести различные рабочие нагрузки во время использования. Материал должен иметь достаточную прочность и вязкость, чтобы предотвратить разрушение.. Например, прецизионные детали в аэрокосмической области, например, лопатки авиационных двигателей, должен выдерживать огромные центробежные силы и сложные газовые силы при высокоскоростном вращении. Материалы (такие как титановые сплавы) должны иметь высокую прочность и хорошую ударную вязкость, чтобы лезвия не сломались во время работы и не привели к серьезным несчастным случаям..
Гарантия качества обработки: В точной обработке, прочность материала не может быть слишком высокой, в противном случае легко вызвать заклинивание инструмента во время резки., влияет на качество поверхности деталей. Например, при токарной обработке высокопрочной нержавеющей стали, стружка легко наматывается на инструмент, что приводит к увеличению шероховатости поверхности. Для решения этой проблемы необходимо использовать подходящий стружколом или изменить параметры резания..
Коэффициент теплового расширения
Контроль точности обработки: При обработке прецизионных деталей, из-за таких факторов, как резка тепла, детали будут производить термическую деформацию. Чем меньше коэффициент теплового расширения материала, тем меньше термическая деформация при обработке, что способствует обеспечению точности обработки. Например, в процессе прецизионного шлифования оптических линз, кварцевые материалы часто используются, которые имеют очень маленький коэффициент теплового расширения.. Даже если в процессе измельчения выделяется определенное количество тепла., изменение размера линзы очень незначительное, что может гарантировать, что линза после шлифования достигнет высокой точности формы и качества поверхности..
Стабильность использования: Для некоторых прецизионных деталей, работающих в условиях изменяющейся температуры., такие как ключевые компоненты прецизионных измерительных инструментов и приборов, небольшой коэффициент теплового расширения материала может обеспечить стабильность размеров деталей при различных температурах, тем самым обеспечивая точность измерений и рабочие характеристики.
2. Требования к химическим характеристикам
Коррозионная стойкость
Защита процесса: При обработке прецизионных деталей, некоторые методы обработки могут подвергать детали воздействию агрессивных сред.. Например, при электрохимической обработке или химическом измельчении, детали должны противостоять коррозии от технологических жидкостей. Выбор материалов с хорошей коррозионной стойкостью может сократить количество защитных мер и процедур последующей обработки во время обработки.. Например, материалы из нержавеющей стали могут сохранять хорошую стабильность в технологических жидкостях, содержащих определенное количество соли., снижение риска появления ржавчины.
Адаптируемость к среде использования: Прецизионные детали могут подвергаться воздействию различных коррозийных веществ в условиях фактического использования.. Например, Детали прецизионных клапанов в химическом оборудовании подвергаются воздействию различных агрессивных химикатов, таких как кислоты и щелочи., поэтому необходимо использовать материалы с сильной коррозионной стойкостью., например Хастеллой. Этот сплав содержит такие элементы, как никель., молибден, и хром. Он может поддерживать хорошую химическую стабильность в различных средах с сильными кислотами и щелочами., обеспечение того, чтобы функция точного управления клапаном не подвергалась воздействию коррозии.
Антиоксидация
Сохранение качества после обработки: После обработки прецизионных деталей, если материал имеет плохую стойкость к окислению, поверхность деталей легко окисляется при хранении и эксплуатации, образуя оксидную пленку, что влияет на внешний вид и работоспособность деталей. Например, высокоточные медные детали легко окисляются на воздухе с образованием ярь-медяни. Если эффективная защита не выполнена, точность размеров и качество поверхности оксидированных деталей снизятся.
Требования к высокотемпературной рабочей среде: В некоторых высокотемпературных рабочих средах, например, прецизионные детали внутри авиационных двигателей, материалы должны иметь хорошую стойкость к окислению. Например, жаропрочные сплавы на основе никеля могут образовывать плотную оксидную пленку при высоких температурах, предотвращая дальнейшее проникновение кислорода в материал., обеспечение стабильности работы деталей в высокотемпературных средах, и предотвращение ухудшения характеристик материала и повреждения деталей, вызванного окислением..
3. Требования к чистоте и однородности материалов
Чистота
Влияние примесей на производительность: Примеси в материалах прецизионных деталей могут серьезно повлиять на их производительность.. Например, в прецизионной обработке полупроводников, требования к чистоте кремниевых материалов чрезвычайно высоки. Даже следы примесей (например металлические примеси) может изменить электрические свойства кремния и повлиять на производительность и надежность чипа. Кремниевые материалы высокой чистоты (чистота более чем 99.9999%) являются основой обеспечения высокоточной обработки и высокой производительности чипов.
Ассоциация качества обработки: Примеси в материалах также могут вызвать дефекты обработки во время обработки.. Например, из стальных материалов, если есть еще включения (такие как сульфиды, оксиды, и т. д.), эти включения могут вызвать концентрацию напряжений во время ковки или резки., приводящие к появлению трещин или дефектов поверхности деталей., снижение качества и точности деталей.
Единообразие
Гарантия однородных физических свойств: Единообразие материалов включает в себя единообразие состава и единообразие организационной структуры.. Для прецизионной обработки деталей, однородные материалы могут гарантировать согласованность физических свойств каждой части детали.. Например, при изготовлении точных пресс-форм, однородный состав и организационная структура стали могут гарантировать, что твердость, прочность и износостойкость каждой части формы одинаковы во время использования, тем самым обеспечивая точность формования и срок службы формы..
Адаптивность процесса обработки: Однородные материалы легче контролировать качество обработки во время обработки.. Например, в EDM, однородные проводящие материалы могут обеспечить стабильный процесс разряда и более высокую точность обработки.. Если проводимость материала неравномерна, это приведет к неравномерности разряда энергии, повысить шероховатость обрабатываемой поверхности, и снизить точность размеров.
