Los mejores metales blandos ideales para mecanizado CNC: Guía práctica

Los metales naturalmente duros como el tungsteno y el cromo son bastante raros en la industria de la fabricación. De hecho, la mayoría de los metales son naturalmente blandos, relativamente hablando, pero se vuelven lo suficientemente fuertes para la fabricación al agregar aleaciones o doblando, estirando o martillando el material.

Los metales blandos no ferrosos (que carecen de hierro) pueden ser fáciles de cortar y mecanizar, con solo una cantidad mínima de tratamiento térmico post-proceso requerido. Los metales blandos más comunes para el mecanizado CNC son aleaciones de cobre, y las aplicaciones comunes incluyen joyería, chapado y conductos eléctricos. El aluminio a menudo cumple un papel similar en el mecanizado CNC que estos metales blandos, pero el aluminio se usa lo suficientemente ampliamente como para justificar su propia conversación.

Los metales blandos son compatibles con varios procesos de fabricación, pero los ingenieros y equipos de producto frecuentemente crean piezas con metales blandos mediante mecanizado CNC. Aquí está todo lo que los equipos de producto necesitan saber sobre el mecanizado con cobre, bronce y latón, los tres principales metales blandos en el mercado actual.

1. Cobre

El cobre C101 también es único debido a sus propiedades antimicrobianas —las pruebas realizadas por la Agencia de Protección Ambiental encontraron que 355 aleaciones de cobre, incluyendo C101, mataron más del 99,9% de bacterias dentro de dos horas de contacto.

Por esa razón, el cobre se encuentra comúnmente en puntos de alto contacto en la industria médica como barandillas de camas, fregaderos, grifos y herrajes de inodoros. Otras aplicaciones populares incluyen cables eléctricos, electroimanes y placas de circuito en la industria de semiconductores.

Aunque el cobre es resistente a la corrosión en la mayoría de entornos marinos e industriales, puede ser corroído por halógenos, sulfuros y soluciones basadas en amoníaco. Además, el C101 es particularmente susceptible a la fragilización por hidrógeno a temperaturas elevadas debido a su alto contenido de oxígeno.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción máxima: 310–380 MPa
• Módulo de elasticidad: 125–135 GPa
• Elongación a la rotura: 6–25%
• Dureza: 27 HV
• Conductividad térmica: 390–398 W/(m·°C)

2. Latón

Por ejemplo, una aleación de latón que contenga 32–39% de zinc probablemente tenga buenas capacidades de trabajo en caliente pero malas de trabajo en frío. Los ingenieros y equipos de producto deben tomar nota del contenido de zinc de una aleación de latón antes de tomar una decisión final.

Muchos equipos de producto trabajan con Latón 360 porque tiene buena resistencia a la tracción y resistencia natural a la corrosión. Además, este material es altamente mecanizable, soldable y no causará desgaste indebido en la máquina CNC.

Sin embargo, este material tiene sus desventajas. Cuando el latón entra en contacto con amoníaco o soluciones basadas en amoníaco, se vuelve susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión. En la mayoría de los casos, esta limitación puede resolverse mediante recocido durante el post-procesado. Desde un punto de vista financiero, el latón es uno de los metales blandos más caros.

El latón 360 es ideal para aplicaciones de baja fricción y se usa comúnmente para fabricar instrumentos musicales, componentes de cerraduras y engranajes. Dado que el latón tiene un gran parecido con el oro, también tiene una amplia gama de aplicaciones puramente ornamentales.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción máxima: 140 MPa
• Elongación a la rotura: 23%
• Dureza: Rockwell B35
• Densidad: 0,307 lbs/pulg³
• Temperatura máxima: 1650 °F

3. Bronce

Al igual que el latón, las aleaciones de bronce están compuestas de una base de cobre combinada con otras aleaciones. El estaño se encuentra entre las adiciones más comunes. Las propiedades mecánicas y físicas del bronce cambian cuando se añaden fósforo, aluminio, manganeso, silicio y otros materiales, lo que los ingenieros y diseñadores deben tener en cuenta.

El bronce 642 es dúctil, resistente a la corrosión, al agrietamiento y a la fatiga, y tiene la mayor mecanizabilidad de todas las aleaciones de latón y bronce. Además, el bronce supera al cobre en términos de resistencia y resistencia a la corrosión. Aplicaciones comunes para aleaciones de bronce incluyen instrumentos musicales, medallas, aplicaciones marinas e industriales como bujes de aviones donde se requiere un metal de baja fricción. Desafortunadamente, el bronce es costoso de trabajar debido a su alto contenido de cobre.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción: 517–621 MPa
• Módulo de elasticidad: 16.000 ksi
• Módulo de rigidez: 6.000 ksi
• Densidad: 0,278 lb/pulg³ a 68 °F
• Conductividad eléctrica: 8% IACS a 68 °F

Selección del material adecuado para el trabajo

Los metales blandos ofrecen muchas propiedades ventajosas a las piezas mecanizadas por CNC. Son generalmente fáciles de mecanizar, naturalmente resistentes a la corrosión y adecuados para una amplia gama de aplicaciones en todas las industrias. Con el latón y el bronce en particular, los ingenieros y equipos de producto deben asegurarse de verificar el contenido de aleación de estos metales blandos, ya que agregar elementos adicionales seguramente afectará las propiedades mecánicas y físicas de la pieza final.

Para ingenieros y equipos de producto, elegir el material más adecuado para un proyecto dado es una de las decisiones más importantes que deben tomar durante el proceso de desarrollo. Los equipos de producto deben hacer su debida diligencia para asegurar que logren los resultados deseados, y un socio experto en fabricación y diseño como Fast Radius puede ayudar.

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