Trong công nghiệp gia công cơ khí, việc chọn đúng loại vật liệu là một trong những bước quan trọng nhất để đảm bảo hiệu suất và độ bền của sản phẩm cuối cùng. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, hàng loạt vật liệu mới đã được phát triển và ứng dụng vào quá trình sản xuất, từ thép không gỉ, nhôm đến các loại polyme phức tạp. Trong bài viết, ATC Machinery sẽ đi sâu vào top 11 loại vật liệu gia công cơ khí được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay, cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện về các loại vật liệu này.

Vật Liệu Gia Công Cơ Khí Là Gì?

Vật liệu gia công cơ khí là các chất hoặc hợp chất mà người gia công sử dụng để sản xuất các sản phẩm như máy móc, dụng cụ, thiết bị,… Trong sản xuất cơ khí, vật liệu gia công bao gồm nhiều loại. Chúng không chỉ khác nhau về bản chất và cấu trúc mà còn khác về tính chất và công dụng.

Dưới đây là TOP 11 loại vật liệu gia công cơ khí được ứng dụng phổ biến nhất trong quá trình gia công CNC cơ khí chính xác:

Sắt

Vật liệu sắt là một thuật ngữ chung để chỉ các vật liệu được làm từ sắt hoặc có chứa sắt như thành phần chính. Sắt là kim loại phổ biến nhất trên Trái Đất và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau do những đặc tính ưu việt của nó như: độ bền cao, dễ gia công, dẫn điện dẫn nhiệt tốt, giá thành phải chăng.

Phân loại vật liệu sắt

Sắt nguyên chất hay còn gọi nguyên bản: Là sắt ở dạng tự do, sau khi tách ra khỏi quặng nó được tạo ra bằng cách loại bỏ tất cả tạp chất bằng phương pháp khử hóa học.
Hợp kim của sắt: Là sắt nguyên bản được pha thêm các hợp kim, phổ biến nhất là thép và gang.

Gia công sắt có thể tạo ra nhiều vật dụng như: tủ kệ, kéo, khóa cửa, bàn ghế, máy giặt, máy móc công nghiệp, cầu, đường ray, khung công trình xây dựng,…

Loại vật liệu gia công cơ khí này phù hợp với hầu hết phương pháp gia công hiện tại như: ăn mòn điện hóa, cắt thủ công, cắt bằng máy Oxy-Gas CNC, cắt bằng máy Laser CNC, cắt bằng máy Plasma CNC,…

Đồng

Đồng là kim loại có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Đây là loại vật liệu gia công cơ khí dễ dàng dát mỏng và uốn cong để tạo thành kiểu mong muốn.

Hai loại đồng được dùng phổ biến trong gia công hiện nay đó là: đồng nguyên chất và các loại hợp kim của đồng như đồng đen, đồng đỏ, đồng thau,… Kim loại này được ứng dụng để gia công các sản phẩm như: tượng, đồ dùng nội thất, dây điện, que hàn đồng, động cơ máy móc thiết bị,..

Ứng dụng của vật liệu đồng trong gia công cơ khí

Vật liệu đồng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

Điện: Đồng là vật liệu dẫn điện tốt nhất trong các kim loại thông dụng, được sử dụng để sản xuất dây điện, cáp điện, động cơ điện, máy biến áp,…
Điện tử: Đồng được sử dụng để sản xuất các mạch điện tử, bảng mạch in, linh kiện điện tử,…
Xây dựng: Đồng được sử dụng để sản xuất ống nước, mái nhà, cửa ra vào, và các chi tiết trang trí khác.
Sản xuất: Đồng được sử dụng để sản xuất các dụng cụ nấu ăn, đồ gia dụng, đồ trang sức, và các sản phẩm khác.
Nghệ thuật: Đồng được sử dụng để chế tác tượng, đồ trang trí, và các tác phẩm nghệ thuật khác.

Người ta thường sử dụng các phương pháp gia công đồng sau đây: Cắt bằng máy cưa, cắt bằng máy cắt Laser CNC, cắt bằng máy Plasma CNC,…

Nhôm

Nhôm là một trong những kim loại phổ biến được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực: công nghiệp, xây dựng, y học cũng như trong cuộc sống hàng ngày,…

Các loại nhôm phổ biến

– Nhôm nguyên chất: Là loại nhôm được lấy trực tiếp từ quặng nhôm, không có hoặc có ít tạp chất.

– Hợp kim của nhôm gồm:

Hợp kim nhôm biến dạng có hàm lượng nhôm thấp, tính dẻo tốt, dễ bị biến dạng trong cả điều kiện nóng chảy hay nguội.
Hợp kim nhôm đúc: Chứa hàm lượng nhôm trong vật liệu cao hơn, rất khó hoặc không thể biến dạng nhờ vào đặc tính giòn.

Hiện nay loại vật liệu gia công cơ khí này được ứng dụng rộng rãi, sử dụng chế tạo nhiều sản phẩm như: đũa, muỗng, dây dẫn điện, chế tạo máy bay và các thiết bị hàng không,… Người ta thường sử dụng các phương pháp gia công cơ khí nhôm đó là: cắt bằng máy Oxy-Gas CNC, máy Laser CNC, máy Plasma CNC,…

Xem thêm: Top 8 phần mềm vẽ cắt CNC thông dụng nhất hiện nay

Thép

Thép chính là hợp kim được tạo ra bởi sự kết hợp của sắt, cacbon và 1 số nguyên tố khác. Vật liệu gia công cơ khí này được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động xây dựng cơ sở hạ tầng, làm cầu, đóng tàu, đường ống dẫn,…

2 loại thép được sử dụng phổ biến

Thép cacbon: Bao gồm sắt, cacbon và 1 số nguyên tố khác như: Si, Mn, P,…
Thép hợp kim: Là thép cacbon kết hợp thêm các nguyên tố: N, Ta, B, Mo, Cu, V, W,…

Thép được gia công bằng các phương pháp như: ăn mòn điện hóa, cắt thủ công, cắt bằng máy Oxy-Gas CNC, cắt bằng máy Laser CNC, cắt bằng máy Plasma CNC,…

Inox

Inox hay còn gọi là thép không gỉ, là 1 dạng hợp kim sắt trong thành phần chứa ít nhất 10.5% Crôm. Nhờ đó, inox có độ bền cao, chịu lực và chịu nhiệt rất tốt. Đặc biệt, inox không bị gỉ và ít chịu ảnh hưởng từ điều kiện tự nhiên.

Inox được sử dụng phổ biến nhất

Inox 201: Thường dùng để gia công sản xuất các thiết bị và vật dụng trong nhà như: tay vịn cầu thang, bàn ghế, tủ, giường, xoong nồi,…
Inox 304: Chất lượng tốt hơn inox 201, chủ yếu dùng cho các công trình bên ngoài như: lan can, cột cờ, cổng, cửa, hàng rào, dụng cụ treo đồ,…

Các phương pháp gia công cơ khí inox phổ biến phải để đến như: cắt thủ công, ăn mòn, cắt bằng máy công cụ CNC chạy mũi dao, máy CNC-plasma,

máy Laser,…

Gang

Gang là 1 trong những hợp kim của sắt chứa cacbon có hàm lượng trên 2.14%. Vật liệu này có khả năng đúc tốt, nhiệt độ nóng chảy cao, ít khi bị biến dạng, điền đặc khuôn dễ dàng và chịu lực tốt,… Tuy nhiên, nhược điểm của nó là giòn và khả năng chịu va đập kém.

Phân loại vật liệu gang

Dựa vào cấu trúc vi mô, gang được phân loại thành 3 loại chính:

Gang xám: Loại gang phổ biến nhất, có cấu trúc gồm các hạt ferit và graphit dạng tấm. Gang xám có độ bền cao, chịu nén tốt, chống mài mòn và va đập tốt nhưng giòn và khó gia công.
Gang cầu: Cấu trúc gồm các hạt ferit và graphit dạng cầu. Gang cầu có độ dẻo dai cao hơn gang xám, dễ gia công hơn và có thể chịu được tải trọng va đập.
Gang dẻo: Cấu trúc gồm ferit và graphit dạng bông tuyết. Gang dẻo có độ dẻo dai cao nhất, dễ gia công nhất và có thể chịu được tải trọng va đập cao.

Gang thường được dùng gia công các chi tiết máy phức tạp như: bánh đà, bánh răng, trục cán, trục khủy, vỏ máy, thân máy, bánh đai,…

Chất dẻo

Chất dẻo là một loại vật liệu gia công cơ khí có khối lượng riêng nhỏ, độ bền cao, khả năng cách âm và cách điện tốt.

Một số loại chất dẻo được sử dụng phổ biến

Chất dẻo bền: PE, PP thường được dùng để sản xuất bao bì sản phẩm, cốc, chai, lọ,…
Chất dẻo trong suốt: PS, PMMA được dùng để làm thước đo, kính, hộp nhựa, hũ gia vị,…
Chất dẻo PVC: Chủ yếu dùng sản xuất vỏ dây điện, ống nước, xăng, dầu, hóa chất,…
Keo dán
Một số loại chất dẻo có độ cứng lớn, khả năng chịu nhiệt cao như: tectolit, polyamide, bakelit,… thường được dùng để sản xuất và chế tạo các chi tiết máy công nghiệp.

Cao su

Cao su là một polyme hữu cơ có tính đàn hồi cao, chịu lực kéo tốt, cách điện tốt, ổn định và không thấm nước. Đây cũng là một trong những loại vật liệu gia công cơ khí phổ biến hiện nay.

Cao su được ứng dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp, chế tạo lốp xe. Bên cạnh đó, nó còn dùng để tạo ra các thành phẩm sử dụng trong môi trường hóa chất, xăng, dầu như: ống dẫn khí, ống chịu áp lực, ống dẫn hơi, ống cao su,…

Phân loại cao su trong gia công cơ khí

Cao su thường còn được gọi là cao su dẻo với thành phần chứa từ 1% – 5% lưu huỳnh.
Cao su cứng: chứa hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn cao su dẻo, làm cao su cứng hơn, khả năng chống axit và ăn mòn tốt.

Vật liệu Composite

Composite là vật liệu gia công cơ khí tổng hợp, kết hợp từ 2 hoặc nhiều vật liệu khác nhau để tạo thành vật liệu mới vượt trội hơn.

Một số ứng dụng của vật liệu Composite

Vật liệu Composite cốt hạt: gồm nền là coban và cốt là các hạt cacbit được dùng để tạo ra bê tông phục vụ cho ngành xây dựng. Trong đó, nền là xi măng và cốt là cát, sỏi, đá.
Vật liệu Composite cốt sợi: Là vật liệu dẻo ở nền, bền và vững ở cốt. Composite cốt sợi được dùng để làm vỏ tàu biển, vỏ xe ô tô, tấm lót sàn sử dụng trong công nghiệp, chế tạo chi tiết máy, tua bin,…

Vật liệu HDPE

HDPE là vật liệu nhựa dẻo, bền, chịu nhiệt cao, chống chịu tốt các hóa chất mạnh, các mối hàn bền chặt ít bị ăn mòn và rò rỉ. Bởi vậy, vật liệu gia công cơ khí này được ứng dụng phổ biến trong sản xuất ống dẫn chất thải, ống dẫn nước, can nhựa, túi nhựa,…

Đặc tính của vật liệu HDPE

Độ bền cao: HDPE có độ bền cao, chịu được va đập mạnh, mài mòn và các tác động hóa học.
Chống nước: HDPE không thấm nước, không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và các tác nhân thời tiết.
Chịu nhiệt tốt: HDPE có thể chịu được nhiệt độ cao lên đến 110°C.
Dễ gia công: HDPE dễ dàng gia công bằng các phương pháp như cắt, uốn, ép, hàn,…
An toàn vệ sinh thực phẩm: HDPE được chứng nhận an toàn cho thực phẩm và nước uống.
Giá thành rẻ: HDPE có giá thành rẻ so với các loại nhựa kỹ thuật khác.

Gỗ

Vật liệu gỗ là một loại vật liệu tự nhiên được lấy từ thân cây. Gỗ có cấu tạo chủ yếu từ các thành phần cơ bản như: xenlulozo (40-50%), hemixenlulozo (15-25%), lignin (15-30%) và một số chất khác. Gỗ là vật liệu phổ biến có ưu điểm nhẹ, chắc chắn, chịu lực tốt,… Người ta thường dùng gỗ để gia công các loại bàn ghế, vật dụng trang trí, tủ đồ,… ứng dụng trong ngành xây dựng, nội thất, giao thông vận tải,…

Phân loại gỗ

Gỗ mềm: Gỗ mềm được lấy từ các loài cây lá kim như thông, tre, bạch đàn. Gỗ mềm thường có màu sáng, trọng lượng nhẹ và dễ gia công hơn so với gỗ cứng.
Gỗ cứng: Gỗ cứng được lấy từ các loài cây lá rộng như sồi, xoan đào, căm xe. Gỗ cứng thường có màu sẫm, trọng lượng nặng và có độ bền cao hơn so với gỗ mềm.

Vật liệu gỗ là một loại vật liệu quan trọng có nhiều ưu điểm và ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Gỗ là lựa chọn phù hợp cho nhiều lĩnh vực khác nhau do tính bền bỉ, dễ gia công, tính thẩm mỹ cao và thân thiện với môi trường.

Tham khảo: Máy tiện CNC là máy gì?

Tiêu Chí Lựa Chọn Vật Liệu Gia Công Cơ Khí

Để lựa chọn vật liệu gia công cơ khí phù hợp, bạn cần dựa trên những tiêu chí sau đây:

Tính chất cơ học: Độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ đàn hồi,…
Tính chất vật lý: Khối lượng riêng, độ dẫn nhiệt, dẫn điện, hệ số giãn nở nhiệt…
Tính chất hóa học: Khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa.
Khả năng gia công: Tiện, phay, doa, hàn, đúc, rèn…
Yêu cầu ứng dụng: Điều kiện làm việc, kích thước, hình dạng, độ bóng bề mặt, tuổi thọ sản phẩm, …
Giá thành và tính khả thi: Chi phí vật liệu, chi phí gia công, khả năng cung ứng.
Các yếu tố khác: Tiêu chuẩn, quy chuẩn, tác động môi trường, tính thẩm mỹ.

Ứng Dụng Vật Liệu Gia Công Cơ Khí

Vật liệu gia công cơ khí đóng vai trò nền tảng trong việc tạo ra vô số các sản phẩm cơ khí và các ứng dụng đa dạng. Bạn có thể dễ dàng bắt gặp ứng dụng sản phẩm cơ khí trong đời sống, từ những thiết bị công nghiệp phức tạp đến những đồ dùng hàng ngày quen thuộc như: bàn ghế, cửa, xe cộ, nhà ở, trường học,… Sự phát triển không ngừng của công nghệ gia công vật liệu đã cho ra những loại vật liệu hiệu quả hơn và sáng tạo hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội hiện đại.

Tổng kết lại, bài viết trên đây đã gợi ý 11 loại vật liệu gia công cơ khí phổ biến nhất để bạn đọc tham khảo. Ngoài ra, nếu bạn có nhu cầu mua máy CNC phục vụ cho nhu cầu gia công cơ khí hãy liên hệ ngay ATC Machinery, chúng tôi là nhà cung cấp lớn hàng đầu Việt Nam chắc chắn mang đến cho bạn sản phẩm chất lượng cùng mức giá và chính sách bảo hành tốt nhất.