在非标自动化设备的设计工作中，材料选型堪称影响设备综合表现的核心环节 —— 它直接关联着设备的制造成本控制、长期使用寿命长短与核心性能稳定性。不过，不少刚入行的设计新人在绘制图纸时，常会陷入材料选择的困境：面对钢、铝、不锈钢等常见选项，往往不知该如何抉择。

但实际上，非标自动化领域的材料应用有着鲜明的行业特性，真正高频使用的核心材料种类十分有限。只要熟练掌握这些常用材料的特性与适用场景，应对大部分非标项目的设计需求基本不成问题。

一、碳钢类：结构件的 “性价比之王”

碳钢凭借低廉的成本和良好的基础性能，成为非标设备结构件的首选材料，尤其适用于无特殊防腐、高强度要求的场景。

二、不锈钢类：防腐与美观的 “双优选择”

不锈钢的核心优势在于耐腐蚀性能，同时兼具良好的外观质感，适合对环境适应性或卫生标准有要求的场景，但成本和加工难度高于碳钢。

• SUS304：最通用的不锈钢型号，耐腐蚀能力强，表面光洁度高，是食品加工、医药设备、电子行业的常用材料，多应用于设备外壳、防护支架等部位。缺点是加工难度较大，采购成本较高。
• SUS316：在 SUS304 基础上进一步提升了防腐性能，尤其耐酸碱、耐海水腐蚀，适用于海边环境、化工车间等强腐蚀场景。因成本更高，仅在设备有特殊防腐要求时使用，非通用选型。

三、铝合金类：轻量化设计的 “核心担当”

铝合金以 “轻量” 为核心优势，同时可通过表面处理提升外观与耐腐蚀性，适合对设备重量、外观有要求的场景，但整体强度弱于碳钢。

• 6061：强度适中，重量仅为钢的 1/3 左右，可进行阳极氧化处理（呈现银白色或定制色），加工难度低，兼顾美观与实用性。常用于滑台本体、轻量化支架、连接块、小型机架等部件，是铝合金中的 “通用款”。
• 6063：相较于 6061，塑性更好，更适合挤压成型工艺，多用于制作设备框架、型材类结构，外观质感佳。
• 7075：铝合金中的 “高强度代表”，强度接近低碳钢，但成本高、加工难度大，仅用于对重量、精度要求极高的关键机构（如高精度传动部件、轻量化承重臂），非常规选型。

四、铸铁类：稳定性与抗振的 “不二之选”

铸铁具有优异的减振性和尺寸稳定性，能有效吸收设备运行中的振动，保证精度稳定性，缺点是重量大、不易移动，适合作为设备 “基础承载件”。

常用型号为HT200和HT250（灰口铸铁），二者性能接近，均适用于机床底座、滑台底座、高精度工作台等需要抗变形、保精度的部位。若设备追求高重复定位精度或长期运行稳定性，铸铁底座是优先方案。

五、工程塑料类：耐磨、降噪的 “辅助利器”

工程塑料重量轻、摩擦系数低、兼具一定韧性，常与金属搭配使用，起到减磨、降噪、缓冲的作用，是设备运动副或辅助部件的重要补充。

• POM（赛钢）：强度高、表面光滑，摩擦系数低，耐磨性好，适合制作滑块、导向块、小型齿轮等运动部件，能减少金属间直接摩擦带来的磨损与噪音。

• PA（尼龙）：韧性与耐磨性优异，耐冲击，可用于垫块、缓冲垫、滚轮等部件，部分型号可添加玻纤增强强度。
  

• PE（聚乙烯）：耐腐蚀、耐磨损，且成本较低，多用于设备防护垫、滑板等非承力辅助部件。

• PU（聚氨酯）：弹性极佳，能有效吸收冲击，适合制作吸震块、缓冲垫片、防滑滚轮等，保护设备部件免受碰撞损伤。

六、材料选型的 “实战经验法则”

1. 优先匹配工况：先明确设备的使用环境（是否有腐蚀、高温）、负载要求（轻载 / 重载）、外观需求（是否需外露美观）及成本预算，再锁定材料方向。
2. 结构件选碳钢：无特殊要求的结构件，优先用 Q235；中等负载选 Q345，兼顾成本与强度。
3. 运动件重性能：高精度运动部位，优先用调质 45# 钢（保证强度）或 POM（减少摩擦）；若需轻量化，可考虑 7075 铝合金（需控制成本）。
4. 防腐选不锈钢：食品、医药、化工场景，外壳或接触部件用 SUS304；强腐蚀环境再升级为 SUS316。
5. 底座重稳定：追求设备精度与抗振性，底座优先用 HT200/HT250 铸铁，不盲目追求轻量化。
6. 辅助件用塑料：金属部件间的摩擦配合、缓冲防护，优先用 POM、PA 等工程塑料，降低噪音与磨损。

七、总结：选型的核心是 “对” 而非 “贵”

非标自动化设备设计的核心，不是比拼材料的昂贵程度，而是能否精准匹配工况需求。掌握碳钢、不锈钢、铝合金、铸铁、工程塑料这五大类材料的特性与适用场景，即可应对 90% 以上的设备结构设计需求，实现成本、性能与寿命的平衡。

内容来源：网络

本期编辑：小艾 

来源：世界先进制造技术论坛