机加工铝用什么材料

在机加工铝时，常使用以下几种材料：

一、刀具材料

高速钢（HSS）

特点：高速钢是一种含有钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢。它具有较高的硬度（淬火后硬度可达63 – 66HRC）、强度和韧性。其红硬性较好，在500 – 600℃的温度下仍能保持较高的硬度，适合加工中低速切削的铝合金零件。例如，在加工一些形状复杂的铝合金模具型腔时，高速钢刀具可以通过其较好的韧性来避免断裂。

适用范围：适用于加工各种铝合金材料，尤其是对精度要求不是极高的普通铝合金零件加工，如铝合金外壳、支架等。对于铝合金的铣削、车削等加工方式都较为适用。

硬质合金

钨钴类硬质合金（WC – Co）

特点：由碳化钨（WC）和金属钴（Co）组成。它具有很高的硬度（可达85 – 93HRA），接近于陶瓷材料。热硬性优良，在800 – 1000℃的高温下仍能进行切削。而且其耐磨性好，能够长时间保持刀刃的锋利。不过，它的韧性相对较差，脆性较大。

适用范围：广泛应用于铝合金的精加工。例如，在航空航天领域，对于铝合金飞机部件的高精度加工，如发动机零部件、机身结构件等，钨钴类硬质合金刀具能够保证加工精度和表面质量。主要用于铝合金的高速铣削、车削等加工，尤其适合加工硬度较高、强度较大的铝合金材料。

钨钛钴类硬质合金（WTiC – Co）

特点：在钨钴类硬质合金的基础上加入了碳化钛（TiC）。碳化钛的加入提高了刀具的硬度和耐磨性，同时在一定程度上改善了刀具与切屑之间的摩擦系数。这种硬质合金刀具的耐热性和抗黏结性更好。

适用范围：用于铝合金的半精加工和精加工。在汽车制造行业中，对于铝合金轮毂等零件的加工，钨钛钴类硬质合金刀具可以有效地减少刀具磨损，提高加工效率和表面质量。

陶瓷刀具

氧化铝基陶瓷刀具

特点：以氧化铝（Al₂O₃）为主要成分。具有极高的硬度（可达99HRA以上），化学稳定性好，不易与铝合金发生化学反应。其耐磨性是硬质合金的数倍，能够在高速切削条件下保持良好的性能。但是，它的脆性大，抗弯强度低。

适用范围：适用于铝合金的高速精密加工。在电子工业中，对于铝合金散热片等零件的加工，氧化铝基陶瓷刀具可以实现高速铣削，获得高质量的加工表面，满足散热片对于表面平整度和精度的要求。

氮化硅基陶瓷刀具

特点：氮化硅（Si₃N₄）陶瓷刀具具有良好的韧性和抗冲击性，相对于氧化铝基陶瓷刀具，其脆性较低。同时，它还具有优良的热稳定性和化学稳定性。

适用范围：在铝合金加工中，主要用于粗加工和半精加工。例如，在船舶制造中，对于大型铝合金船体结构的初步加工，氮化硅基陶瓷刀具可以在较高的进给量和切削速度下进行加工，提高加工效率。

超硬刀具材料（金刚石和立方氮化硼）

金刚石刀具

特点：金刚石是目前最硬的材料，其硬度可达10000HV左右。它具有极佳的耐磨性和锋利的切削刃，能够实现超精密加工。不过，金刚石与铝合金中的铝元素有较强的化学亲和力，在高温下容易发生化学反应，导致刀具磨损加剧。因此，在使用金刚石刀具加工铝合金时，需要选择合适的切削液来抑制化学反应。

适用范围：主要用于铝合金的高精密加工和超精密加工，如光学仪器中的铝合金反射镜、高精度铝合金模具型腔等。在加工过程中，通常采用较低的切削速度和适当的切削液来保证加工质量和刀具寿命。

立方氮化硼（CBN）刀具

特点：立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，可达7000 – 8000HV。它的热稳定性好，在1200 – 1300℃的高温下仍能正常工作。立方氮化硼刀具与铁族元素之间的化学惰性强，但在加工铝合金时，也需要注意其与铝合金的化学兼容性。

适用范围：适用于铝合金的高速精加工和超精加工。在一些高端机械制造领域，如航空发动机中的铝合金零部件加工，立方氮化硼刀具可以在高温、高速的条件下实现高精度加工，提高生产效率和产品质量。

二、夹具材料

金属材料

低碳钢

特点：低碳钢具有良好的强度和韧性，经过热处理后可以获得较好的综合机械性能。它的成本低，加工方便。但是，其硬度相对较低，在装夹力较大的情况下可能会产生变形。

适用范围：适用于一般的铝合金机加工夹具。例如，在一些小型铝合金零件的车削加工中，低碳钢夹具可以提供稳定的装夹力，保证零件在加工过程中的位置精度。

合金钢

特点：合金钢是在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，如铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等。它具有较高的强度、硬度和韧性，能够承受较大的装夹力和切削力。通过调整合金元素的种类和含量，可以得到不同性能的合金钢。

适用范围：用于对强度和精度要求较高的铝合金机加工夹具。在航空航天和汽车制造等领域的大型铝合金结构件加工中，合金钢夹具可以保证零件在复杂的加工过程中不发生位移和变形。

非金属材料

环氧树脂

特点：环氧树脂具有良好的粘结性、强度和化学稳定性。它可以将不同的材料粘结在一起，形成具有足够强度的夹具结构。而且，环氧树脂夹具可以根据零件的形状和尺寸进行定制，具有良好的柔韧性。

适用范围：适用于形状复杂、尺寸精度要求高的铝合金零件夹具。在一些电子产品制造中，对于小型、精密的铝合金零件，如手机外壳等，环氧树脂夹具可以提供均匀的装夹力，避免零件表面损伤。