Gia công cơ khí là đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác. Theo sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp cơ khí, các vật liệu gia công cơ khí cũng ngày càng đa dạng hơn.
Nhóm vật liệu kim loại và hợp kim
Nhóm kim loại thường được chia thành kim loại màu và kim loại đen. Kim loại đen là các kim loại chứa thành phần sắt, gồm sắt, thép, gang và hợp kim của sắt. Trong khi đó kim loại màu sẽ không chứa thành phần sắt.
Sắt
Sắt là kim loại được tách ra từ mỏ quặng sắt. Sắt được sử dụng để sản xuất gang và thép. Ưu điểm của sắt là giá thành thấp, khả năng chịu lực tốt và có độ dẻo, độ cứng cao. Gia công cơ khí chính xác từ sắt được ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất ô tô, làm khung công trình xây dựng hay thân tàu thủy,…
Thép
Thép là hợp kim của sắt và cacbon với hàm lượng cacbon khá thấp (dưới 2%) cùng 1 số nguyên tố khác. Thép cũng có nhiều loại và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như gia công thiết bị đóng tàu, xây dựng...
Có 2 loại thép thường gặp là thép cacbon và thép hợp kim. Thép cacbon có các thành phần là sắt, cacbon cùng 1 số tạp chất như Si, P, Mn… Trong khi đó thép hợp kim ngoài sắt và cacbon sẽ lẫn nhiều tạp chất hơn như: W, V, Mo, Ti, Cu, Ta, N, B…
Trong gia công cơ khí chính xác, loại thép hay được sử dụng nhất là thép CT3 và thép S50C. Thép S50C có cơ tính tốt, giá thành rẻ, dễ gia công nên được ứng dụng nhiều trong gia công chế tạo. Trong khi đó thép CT3 có ít cacbon hơn, không thể tôi được độ cứng cao và chi tiết sau gia công cũng không đẹp bằng S50C. Trong gia công khuôn mẫu thì các loại thép như SKD11, SKD61, SK3,… lại được ưu tiên sử dụng hơn. Các loại thép này có độ cứng cao và khả năng chịu mài mòn tốt.
Còn một số loại thép hay được dùng làm trục bao gồm SCM415, SCM440, SUJ2. Đặc điểm chung của các loại thép này là thành phần cacbon thấp. Ngoài ra sau gia công, thép cần được nhiệt luyện và thấm cacbon để đảm bảo đặc tính bên ngoài cứng và bên trong mềm. Thép được gia công bằng các phương pháp phổ biến như cắt Plasma CNC, cắt Laser CNC, cắt bằng máy Oxy Gas CNC…
Gang
Gang là hợp kim của sắt và cacbon cộng thêm một số nguyên tố như: Si, Mn, P, S. Trong đó hàm lượng cacbon lớn hơn 2.14%. Đây chính là yếu tố quyết định hợp kim sắt đó là gang hay thép.
Ưu điểm lớn nhất của gang là tính đúc tốt (tốt hơn thép), độ co ngót ít, khả năng chịu tải trọng tĩnh và chịu mài mòn tốt. Tuy nhiên gang có nhược điểm là giòn, chịu và đập kém.
Nhờ đặc tính như trên mà gang thường được sử dụng để gia công cơ khí theo yêu cầu những chi tiết máy với hình dạng phức tạp. Ví dụ như: bánh răng, bánh đà, bánh đai, ổ trượt, trục cán, trục khuỷu, …
Inox
Inox (hay thép không gỉ) thường ít bị biến màu hay bị ăn mòn như thép thông thường. Inox có ưu điểm là không gỉ, chịu được nhiệt độ cao (khoảng 12.000 độ C), gia công dễ dàng.
Inox được ứng dụng nhiều trong gia công đồ dùng nội thất trong gia đình. Cắt CNC là phương pháp được nhiều doanh nghiệp sử dụng để gia công cơ khí. Ngoài ra cắt laser hay cắt plasma cũng được dùng để tạo sản phẩm gia công cơ khí từ inox.
Nhôm
Vật liệu nhôm trong gia công cơ khí có thể chia 3 loại. (1) nhôm nguyên chất. (2) hợp kim nhôm biến dạng – vật liệu có hàm lượng nhôm thấp, tính dẻo cao, dễ bị biến dạng. (3) hợp kim nhôm đúc – chứa hàm lượng nhôm cao hơn, giòn, rất khó hoặc không thể bị biến dạng.
Nhôm được ứng dụng nhiều trong chế tạo các vật dụng gia đình, sản xuất chế tạo máy bay và các thiết bị hàng không. Các phương pháp gia công cơ khí vật liệu nhôm gồm: cắt Plasma CNC, cắt Laser CNC, cắt Oxy-Gas CNC,…
Đồng
Đồng có 2 loại: đồng nguyên chất và hợp kim của đồng (đồng đỏ, đồng thau, đồng vàng, đồng đen). Mỗi loại vật liệu sẽ có tính chất và tính ứng dụng khác nhau. Trong đó hợp kim đồng là vật liệu thông dụng hơn trong gia công cơ khí chính xác. Gia công cơ khí đồng được ứng dụng trong một số lĩnh vực như sản xuất động cơ máy móc thiết bị, chi tiết cơ khí que hàn đồng, dây điện,…Vật liệu đồng có thể gia công bằng phương pháp cưa/cắt bằng máy Plasma CNC, cắt laser CNC,…
