Kiến thức về vật liệu cơ khí rất quan trọng nếu bạn bắt đầu tìm hiểu về cơ khí, càng quan trọng hơn khi bạn đang làm về lĩnh vực này. Dưới đây tôi sẽ chia sẻ chi tiết những tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí một cách cụ thể mời bạn tham khảo.
Khái niệm vật liệu cơ khí.
Vật liệu cơ khí là những chất hoặc hợp chất được sử dụng trong quá trình gia công cơ khí. Theo một cách đơn giản ta có thể hiểu những nguyên liệu được sử dụng trong quá trình gia công cơ khí để tạo thành sản phẩm được ứng dụng trong cuộc sống gọi chung là vật liệu cơ khí. Để hiểu rõ hơn nữa bạn có thể truy cập tại đây.
Vật liệu cơ khí gồm những loại nào
Hiện nay có rất nhiều vật liệu cơ khí, dựa vào tính chất, vật liệu cơ khí được chia thành 4 nhóm phổ biến như sau:
Vật liệu kim loại:
Vật liệu kim loại có tính dẫn điện tốt, có ánh kim, có độ dẻo tốt, ngay cả khi ở nhiệt độ thường bạn cũng có thể làm biến dạng chúng theo ý muốn. Tuy nhiên nhóm này lại kém bền trong hóa học. Có thể kể đến một vài cái tên thường được sử dụng như: gang, đồng, nhôm,…
Vật liệu vô cơ – ceramic
Đối với vật liệu vô cơ, đặc tính của chúng là dẫn điện kém, không biến dạng, chúng nóng chảy ở nhiệt độ cao và rất giòn. Chúng ta thường tìm thấy vật liệu vô cơ dễ dàng như: gốm, sứ, thủy tinh, gạch thường,….
Vật liệu hữu cơ– polyme
Đây là chất dẫn điện kém, biến dạng ở nhiệt độ cao, bền vững ở nhiệt độ thường và nóng cháy hoặc ở nhiệt độ thấp. Các vật liệu thuộc nhóm này gồm có: PE, PVC, gỗ, cao su và một số vật liệu nhân tạo khác.
Vật liệu kết hợp – compozit
Nhóm này còn khá mới đối với người dùng. Loại vật liệu này được hình thành nhờ sự kết hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác. Ví dụ như bê tông cốt thép, vật liệu kết hợp giữa kim loại và polyme hoặc giữa polyme và ceramic.
Các tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí
Tính chất cơ học
Tính chất cơ học của vật liệu cơ khí là khả năng biến dạng và chống biến dạng của vật bao gồm tính cứng, tính dẻo, tính bền ,… Đây là thuộc tính quan trọng để quyết định được khả năng sử dụng và chất lượng của vật liệu cơ khí.
Cũng nhờ tính dẻo của vật liệu cơ khí mà ta có thể tạo ra những chi tiết máy có hình dạng như mong muốn.
Ngoài ra thuộc tính này còn thường được dùng trong chi tiết máy và kết cấu công trình, để chắc chắn rằng vật sẽ hoạt động trong vùng đàn hồi của nó, tránh gây sai sót. Bên cạnh đó còn áp dụng tính đàn hồi của vật vào các chi tiết máy như lò xo, nhíp,…
Tính chất vật lý
Tính chất nhiệt:
Khi một vật rắn hấp thụ nhiệt lượng, nhiệt độ của nó sẽ tăng lên và kích thước cũng như nhiều tính chất khác thay đổi. Nhưng điều chúng ta cần quan tâm nhất là tính dãn nở nhiệt, độ dẫn nhiệt và tỷ nhiệt.
Tính chất điện:
Điều cần quan tâm cũng là quan trọng nhất trong tinh chất này là tính dẫn điện.
Đồng có tính dẫn điện tốt.
Vật liệu có tính dẫn điện là vật liệu cho phép dòng điện chạy qua nó. Những kim loại và hợp kim này đòi hỏi phải có sự tinh khiết cao, bởi nếu trong tạp chất có chứa oxi, các oxit kim loại sẽ làm giảm khả năng dẫn điện của chúng.
Tính chất từ:
Một vật chất có tác dụng lực hút hoặc đẩy lên một vật chất khác được gọi là tính từ. Vật liệu có từ tính đóng vai trò rất quan trọng trong công nghiệp như: chế tạo động cơ điện, máy phát, điện thoại, máy tính,…
Tính chất hóa học của vật liệu cơ khí
Đối với tính chất hóa học trong vật liệu cơ khí điều tiên quyết được quan tâm đó là tính ổn định hóa học hay tính trơ của vật liệu khi nó tiếp xúc với không khí, nước, axit, bazo,… hầu hết mỗi loại vật liệu đều có tính ổn định hóa học khác nhau.
Đối với tính chất hóa học của vật liệu kim loại
Một số kim loại có khả năng tác dụng với oxi như: sắt, nhôm, đồng,…
2Al + 3O2 → Al2O3
2Cu + O2 → 2CuO
3Fe + 2O2 → Fe3O4
Hầu hết kim loại đều tác dụng với axit ngoại trừ các kim loại có tính thụ động hóa sẽ không tác dụng với các axit đặc nguội (Al, Cr, Fe).
Fe + 2HCl(loãng) → FeCl2 + H2
Mg + H2SO4(loãng)→ MgSO4 + H2
Vật liệu kim loại tác dụng với nước
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (>570°C)
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Tác dụng với muối
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
Đối với vật liệu vô cơ
Vật liệu vô cơ là vật liệu cơ khí có độ bền hóa học cao.
Đối với vật liệu Compozit
Là loại vật liệu có khả năng chịu được hoá chất, không gỉ sét, chống ăn mòn.
Tính chất công nghệ
Ngoài những tính chất cơ bản của cơ khí trên, một thuộc tính vô cùng quan trọng nữa đó là tính chất công nghệ:
Tính cắt gọt:
Một vài phương pháp thuộc tính cắt gọt có thể kể đến như: tiện, phay, bào, mài,… Độ cứng là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến phương pháp này. Tính chất này ứng dụng nhiều trong gia công cơ khí chính xác trên các loại máy CNC
Tính hàn:
Có nhiều phương pháp được áp dụng như: hàn hồ quang, hàn hơi, hàn tiếp xúc,… một điều lưu ý là không phải mọi kim loại có thể hàn với nhau dễ dàng, còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố thành phần hóa học, bản chất vật liệu, chủng loại vật liệu….
Tính đúc:
Đúc là quá trình đổ kim loại ở dạng lỏng vào khuôn. Tính đúc phụ thuộc vào độ đặc quánh của kim loại lỏng, khoảng kết tinh, khả năng điền đầy khuôn, thành phần hóa học,…
Tính thấm tôi:
Tính thấm tôi là khả năng khi tôi chuyển biến thành tổ chức mactenxit của thép. Độ thấm tôi đặc trưng cho tính thấm tôi. Thép có độ thấm tôi càng cao thì khả năng hóa bền bằng nhiệt luyện càng lớn.
Những yêu cầu đối với vật liệu cơ khí:
Yêu cầu về tính sử dụng:
Để đảm bảo một sản phẩm cơ khí có thể đưa vào sử dụng trong thực tiễn, yêu cầu vật liệu chế tạo ra chúng phải có cơ tính, các tính chất vật lý và hóa học đảm bảo để thỏa mãn: tính sử dụng, độ tin cậy và bền lâu của sản phẩm trong điều kiện cụ thể.
Yêu cầu về tính công nghệ:
Yêu cầu này chủ yếu nhằm giảm khó khăn cho việc chế tạo chi tiết. Tính công nghệ của vật liệu là khả năng có thể gia công bằng các phương pháp đúc, hàn, tính cắt gọt,…Tính công nghệ rất quan trọng trong quá trình gia công cơ khí vì nó quyết định năng suất và chất lượng sản phẩm.
Yêu cầu kinh tế:
Đây là một nhu cầu tất yếu của sản phẩm, tính hàng hóa của sản phẩm, đòi hỏi vật liệu chế tạo chúng phải làm sao cho giá thành thấp nhất trong khi các yêu cầu về công nghệ và sử dụng được thỏa mãn.
Một vài loại vật liệu cơ khí phổ biến:
Vật liệu sắt:
Sắt chiếm đến 95% tổng số kim loại được dùng để sản xuất trên thế giới, chiếm phần lớn trong lĩnh vực cơ khí bởi giá thành rẻ, chịu lực tốt, độ dẻo cao,…
Vật liệu thép, inox:
Thép và inox được sử dụng rộng rãi trong quá trình gia công cơ khí nhờ đặc tính dễ đúc, cán, rèn, kéo sợi và đặc biệt chúng có giá thành tương đối rẻ.
Vật liệu nhôm:
Nhờ đặc tính bền, tính chống ăn mòn cao, nhẹ hơn sắt, tính dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, những sản phẩm gia công từ nhôm rất được ưa chuộng.
Vật liệu nhựa:
Nhựa là một trong những vật liệu mang tính ứng dụng cao từ đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp. Nhựa có ưu điểm nhẹ, chịu được tác động của môi trường hóa chất, chịu mài mòn và cách nhiệt cách điện tốt.
Như vậy điểm qua một vài thông tin mà VNJ-precision đã giúp bạn tìm hiểu: Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí, những yêu cầu chung đối với vật liệu cơ khí, một vài loại vật liệu cơ khí phổ biến,…vật liệu cơ khí không chỉ phải đáp ứng được yêu cầu về tính sử dụng, tính công nghệ và tính kinh tế mà còn phụ thuộc vào hiểu biết của bạn về tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí để đảm bảo sản phẩm chế tạo không những đáp ứng được nhu cầu sử dụng mà còn đảm bảo được sự cạnh tranh về giá thành.
>>> Xem thêm các sản phẩm gia công bằng phương pháp Tiện CNC và sản phẩm phay CNC
