五轴加工常用的24种金属材料及其特性，你都了解吗？

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2023-09-15

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五轴加工是一种高精度加工技术，适用于加工一些高精度、高要求的零件。而五轴加工中最常用的24种金属材料包括钛合金、不锈钢、钴铬钨合金、铜合金、铝合金和镍合金。能够用于模具加工的材料何止百种，有金属、塑料、无机非金属和石蜡等，但是根据实际需要的不同，每种材料的用途以及需求量各不相同。那么，五轴加工最常用的24种金属材料都有哪些？

五轴加工

1、45号钢：优质碳素结构钢，是最常用的中碳调质钢

主要特征：最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易产生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。

应用举例：主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞、轴、齿轮、齿条和蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）：最常用的碳素结构钢

主要特征：具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能一定的强度以及好的冷弯性能。

蜗轮五轴加工

应用举例：广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构和桥梁等。

3、40Cr：使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢

主要特征：经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹。冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100℃～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

应用举例：调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴和顶针套等；调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等；经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴和套环等；经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴和套环等；碳氮共渗处理后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

5 Axis Machining 五轴加工

4、HT150灰铸铁

应用举例：齿轮箱体、机床床身、箱体、液压缸、泵体、阀体、飞轮、气缸盖、带轮和轴承盖等。

5、35号钢：各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征：强度适当、塑性较好、冷塑性高、焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用。

应用举例：适于制造小截面、可承受较大载荷的零件，如曲轴、杠杆、连杆、钩环、各种标准件和紧固件。

工艺品五轴加工中心

6、65Mn：常用的弹簧钢

应用举例：小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧和卡簧等。

7、0Cr18Ni9：最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）

特性和应用：作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备、一般化工设备等。

8、Cr12：常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)

特性和应用：Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等。

5 Axis Machining

9、DC53：常用的日本进口冷作模具钢

特性和应用：高强韧性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性，线切割性良好。用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模和冲头等。

10、DCCr12MoV：耐磨铬钢

国产，较Cr12钢含碳量低，且加入了Mo和V，碳化物不均匀有所改善。Mo能减轻碳化物偏析并提高淬透性，V能细化晶粒增加韧性。此钢有高淬透性，截面在400mm以下可以完全淬透，在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性。较Cr12有高的韧性。淬火时体积变化小。又有高的耐磨性和良好的综合机械性能。所以可以制造截面大、形状复杂、经受较大冲击的各种模具，例如普通拉伸模、冲孔凹模、冲模、落料模、切边模、滚边模、拉丝模、冷挤压模、冷切剪刀、圆锯、标准工具以及量具等。

11、SKD11：韧性铬钢

日本日立株式生产。在技术上改善钢中的铸造组织，细化了晶粒，较Cr12MoV的韧性和耐磨性有所提高，延长了模具的使用寿命。

12、D2：高碳高铬冷作钢

美国产。具有高的淬透性、淬硬性、耐磨性，且高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好。热处理变形小。宜制造各种要求高精度、长寿命的冷作模具，刀具和量具，例如拉伸模、冷挤压模和冷剪切刀等。

电极铜公五轴加工

13、SKD11（SLD）：不变形韧性高铬钢

日本日立株式生产。由于钢中Mo、V含量增加，改善钢中的铸造组织，细化了晶粒，改善了碳化物形貌，因而此钢的强韧性（抗弯强度、挠度、冲击韧度等）比SKD1、D2高，耐磨性也有所增加，而且具有更高的耐回火性。实践证明此钢模具寿命比Cr12MoV有所提高。常制造要求高的模具，如拉伸模、冲击砂轮片的模具等。

14、DC53：高韧性高铬钢

日本大同株式生产。热处理硬度高于SKD11。高温（520~530）℃回火后可达62~63HRC高硬度。在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11，韧性是SKD11的两倍。DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂，大大提高了使用寿命。残余应力小，经高温回头减少残余应力。因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制，切削性和研磨性超过SKD11，用于精密冲压模、冷锻和深拉模等。