加工常见问题

CNC 加工会使金属磁化吗？

会，而且通常没人察觉，直到零件互相吸附或传感器出现异常。本页说明磁场从哪来、哪些金属会保留磁性、如何测量以及如何消磁。面向需要签署磁性规格限值的加工人员、质量工程师和采购。

仅铁磁性零件高斯级检测加工后消磁

概述

究竟是什么使零件磁化

我们见到的几乎所有磁化零件都源于三种机制：杂散磁场、冷作和热历史。

原理

CNC 机床的主轴里没有磁铁，磁场必然来自别处。常见来源是电流。变频驱动电缆、主轴电机引线和伺服电源电缆承载高频电流，任何这样的电流回路都会辐射磁场。若该磁场穿过装在工装夹具中的钢制工件，钢内部的磁畴会朝它转动。零件无需接触任何磁性物体。

屏蔽比多数车间以为的更重要。与无屏蔽电缆相比，VFD 和主轴线路采用双编织接地电缆可大幅降低辐射 EMI。IEC 61000-6-4 是管辖此事的工业发射标准，当某台机床反复出现磁性投诉时，值得对照它检查电缆走线。

工件夹持是另一条常见路径。磁力卡盘将磁场直接传入零件，钢制平行垫块、钢制台虎钳钳口和钢制夹具板在断电后也可能保留小磁场。若同一夹具长时间夹持零件，零件全程都处于该磁场中。

原理

机械加工会重排磁畴。钻孔、车削、铣削，尤其是攻丝和滚丝，会使晶格产生应变，在铁磁性钢中这种应变可留下净磁矩。重度冷作表面读数往往高于零件本体。薄壁截面和刀具变钝后的最后几刀影响最大。

热量从另一方向产生同样效果。零件加热超过居里点后在磁场中冷却，或冷却不均，磁畴会冻结在部分对齐状态。铁的居里温度约 770 °C，某些钴合金约 1,400 °C，远高于正常切削温度。因此普通铣削热量本身很少导致磁化。焊接、磨削烧伤和电火花火花才是达到这些温度的工艺。

电火花加工有意思，因为它既产生也消除磁性。火花局部温度超过 8,000 °C，快速热循环使磁畴随机化而非对齐，因此零件出电火花后常低于 0.5 高斯。这仅在磁场来自先前加工时有用。电火花无法阻止其自身切割过程中的 EMI 感应磁场。

材料

只有铁磁性金属会保留有意义的磁场。这一类包括铁、大多数碳钢和合金钢、马氏体和铁素体不锈钢如 420、430、431 和 440C，以及沉淀硬化牌号如 17-4PH。铸铁表现相同，保磁良好。

奥氏体不锈钢不同。303、304、316 和 316L 在退火态无磁性，成品零件不被磁铁吸引。重度冷作后则改变。拉拔、剧烈成形或强力加工可使部分奥氏体转变为马氏体，使通常无磁的牌号表面带弱磁性。304 零件读数为磁性，通常说明其成形方式，而非 CNC 循环。

铝、铜、黄铜、钛和镁不是铁磁性的。6061 或 Ti-6Al-4V 零件无论主轴做什么都不会保留磁场。若有人报告铝件磁化，吸引力来自附在其上的东西，如钢嵌件或粘接的钢背板。

参考

当图纸带有磁性限值时，以此作为第一道筛选。