?金屬精密零件加工是一項復雜且高精度的制造工藝，涉及多種好的技術(shù)和嚴格的質(zhì)量控制措施。金屬精密零件加工對材料的選擇有嚴格要求，這關(guān)系到零件加工的精度、性能和質(zhì)量。以下是主要的要求：
一、材料的機械性能要求
硬度
加工適應性：材料硬度需要適應加工工藝。如果材料過硬，如某些高硬度合金鋼，在切削加工時會對刀具造成嚴重磨損，增加加工難度和成本。例如，硬度高達 HRC60 以上的淬火鋼，加工時需要使用硬質(zhì)合金刀具或超硬刀具，并且切削速度和進給量都要相應降低。相反，材料過軟也會帶來問題，如純鋁等軟質(zhì)金屬，在加工過程中容易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，影響加工表面質(zhì)量。
成品性能要求：根據(jù)零件的使用場景，硬度要求有所不同。對于承受磨損的精密零件，如機械手表中的齒輪，需要較高的硬度來保證耐磨性，其硬度一般要求在 HRC50 - 60 之間。而對于一些需要彈性變形的零件，如精密彈簧，材料硬度要適中，以保證良好的彈性和疲勞壽命。
強度和韌性
加工過程中的抗變形能力：在精密加工過程中，材料需要有足夠的強度來承受切削力、夾緊力等外力作用，防止零件產(chǎn)生變形。例如，在加工大型、薄壁的精密鋁合金零件時，材料的屈服強度應能保證零件在裝夾和加工過程中不會因為外力而發(fā)生明顯的塑性變形。高強度材料可以減少加工過程中的振動和變形，有利于提高加工精度。
零件使用時的可靠性：零件在實際使用中可能會受到?jīng)_擊、振動等復雜載荷。具有良好韌性的材料能夠避免零件在這些情況下發(fā)生脆性斷裂。例如，航空發(fā)動機的葉片，不僅要承受高溫和離心力，還要能承受可能的外來物撞擊，所以需要選用強度高且韌性好的鎳基合金等材料，以確保葉片在復雜工況下的可靠性。
彈性模量
尺寸穩(wěn)定性：彈性模量反映了材料抵抗彈性變形的能力。在精密零件加工中，對于一些對尺寸精度要求極高的零件，如光學鏡片模具，材料的彈性模量要高，以保證在加工和使用過程中尺寸的穩(wěn)定性。當受到外力或溫度變化時，彈性模量高的材料變形較小，有利于維持零件的精度。
精度保持性：高彈性模量材料有助于零件在長期使用過程中保持其形狀和精度。例如，在高精度的量具加工中，使用彈性模量較高的不銹鋼材料，可以使量具在反復使用和環(huán)境變化下，依然能夠準確地測量尺寸，減少因材料變形而導致的測量誤差。
二、材料的物理性能要求
熱膨脹系數(shù)
加工精度影響：在精密加工過程中，溫度變化會引起材料的熱脹冷縮。如果材料的熱膨脹系數(shù)較大，在加工過程中由于切削熱或環(huán)境溫度變化，零件的尺寸會發(fā)生明顯變化，影響加工精度。例如，在高精度的機床絲杠加工中，要選用熱膨脹系數(shù)小的材料，如某些陶瓷材料或低膨脹系數(shù)合金鋼，以減少溫度對絲杠精度的影響。
使用環(huán)境適應性：對于在溫度變化較大環(huán)境中使用的精密零件，材料的熱膨脹系數(shù)需要與使用環(huán)境相匹配。例如，在航天設備的零部件中，由于太空環(huán)境溫度變化劇烈，零件材料的熱膨脹系數(shù)要盡可能小，以保證設備在不同溫度下的正常運行和精度要求。
導熱性
加工散熱需求：在切削加工等過程中會產(chǎn)生大量熱量，材料的導熱性好可以使熱量快速散發(fā)，降低加工區(qū)域的溫度。例如，銅及銅合金具有良好的導熱性，在電火花加工等容易產(chǎn)生局部高溫的加工工藝中，使用銅電極材料可以有效散熱，避免電極和工件因過熱而產(chǎn)生變形或損壞。
使用中的熱管理：對于一些在工作過程中會產(chǎn)生熱量的精密零件，如電子設備中的散熱片，需要選擇導熱性好的材料，如鋁合金等，以保證零件能夠有效地將熱量散發(fā)出去，維持設備的正常工作溫度。
密度
輕量化需求與性能平衡：在一些對重量有要求的精密零件應用場景中，如航空航天和汽車零部件領域，需要選擇密度小的材料來實現(xiàn)零件的輕量化。但同時要考慮材料的性能是否滿足零件的功能要求。例如，在航空航天領域，在保證零件強度和剛度的前提下，大量使用密度較小的鈦合金和鋁合金來減輕飛行器的重量，提高燃油效率。
三、材料的化學性能要求
耐腐蝕性
加工過程中的防護：在加工過程中，金屬材料可能會接觸到切削液、冷卻液等化學物質(zhì)，容易發(fā)生腐蝕。對于精密零件加工，要選擇在加工環(huán)境下耐腐蝕性好的材料，或者對材料采取適當?shù)姆雷o措施。例如，在加工不銹鋼精密零件時，由于其本身具有較好的耐腐蝕性，在加工過程中可以減少因腐蝕而產(chǎn)生的表面缺陷。
使用環(huán)境適應性：根據(jù)零件的使用環(huán)境，耐腐蝕性是一個重要的考慮因素。例如，在海洋環(huán)境中使用的精密金屬零件，如船舶上的儀器儀表外殼，需要選用高耐腐蝕性的材料，如鈦合金或特殊的不銹鋼，以抵抗海水的侵蝕，延長零件的使用壽命。
化學穩(wěn)定性
加工工藝兼容性：在一些特殊的加工工藝中，如化學蝕刻、電鍍等，材料需要具有良好的化學穩(wěn)定性。例如，在化學蝕刻精密電路板時，銅箔材料要能夠在蝕刻液中保持穩(wěn)定的化學性質(zhì)，以確保蝕刻精度和電路板的質(zhì)量。
使用中的化學反應抵抗能力：在零件的實際使用過程中，可能會接觸到各種化學物質(zhì)。材料的化學穩(wěn)定性好可以避免與這些物質(zhì)發(fā)生化學反應，導致零件性能下降。例如，在化工設備中的精密金屬閥門，需要選用化學穩(wěn)定性高的材料，以防止閥門在接觸各種化學介質(zhì)后發(fā)生腐蝕或損壞。
四、材料的可加工性要求
切削加工性
刀具磨損情況：材料的切削加工性直接影響刀具的使用壽命。易于切削的材料可以使刀具磨損緩慢，降低加工成本。例如，普通碳素鋼的切削加工性較好，在正常的切削條件下，刀具磨損相對較??；而一些高溫合金由于其特殊的組織結(jié)構(gòu)和高硬度，切削時刀具磨損嚴重。
切屑形成與排出：理想的材料在切削時應能形成易于排出的切屑。如果切屑不易排出，會堵塞切削區(qū)域，導致加工表面質(zhì)量下降和刀具損壞。例如，在加工一些粘性較大的金屬材料時，如奧氏體不銹鋼，容易形成帶狀切屑，需要采取適當?shù)臄嘈即胧?，如使用斷屑槽刀具或調(diào)整切削參數(shù)，以保證切屑的順利排出。
特種加工適應性
電火花加工適應性：對于電火花加工，材料的導電性是關(guān)鍵因素。只有導電性良好的材料才能進行電火花加工。同時，材料的熔點、沸點等熱物理性質(zhì)也會影響電火花加工的效果。例如，金屬材料的熔點和沸點較低時，在電火花加工過程中更容易被熔化和氣化，加工效率相對較高。
電解加工適應性：在電解加工中，材料的電化學活性是重要的考慮因素。材料的電極電位決定了其在電解液中的陽極溶解速度和加工精度。例如，一些活性金屬在電解加工中溶解速度較快，但加工精度可能較難控制；而一些鈍性金屬溶解速度較慢，但加工精度相對容易控制。