Ce trebuie să știți despre prelucrarea CNC a pieselor din aluminiu

Există multe motive pentru care aluminiul este cel mai frecvent utilizat metal neferos. Este foarte maleabil, deci este potrivit pentru o gamă largă de aplicații. Ductilitatea sa îi permite să fie transformat în folie de aluminiu, iar ductilitatea sa permite aluminiului să fie tras în tije și fire.

De asemenea, aluminiul are o rezistență ridicată la coroziune, deoarece atunci când materialul este expus la aer, va forma în mod natural un strat protector de oxid. Această oxidare poate fi, de asemenea, indusă artificial pentru a oferi o protecție mai puternică. Stratul de protecție natural al aluminiului îl face mai rezistent la coroziune decât oțelul carbon. În plus, aluminiul este un bun conductor de căldură și conductor electric, mai bun decât oțelul carbon și oțelul inoxidabil.

（Folie de aluminiu¼‰

Este mai rapid și mai ușor de prelucrat decât oțelul, iar raportul rezistență-greutate îl face o alegere bună pentru multe aplicații care necesită materiale puternice și dure. În cele din urmă, în comparație cu alte metale, aluminiul poate fi reciclat bine, astfel încât mai mult material de așchii poate fi conservat, topit și reutilizat. În comparație cu energia necesară pentru a produce aluminiu pur, reciclarea aluminiului poate economisi până la 95% din energie.

Desigur, utilizarea aluminiului are și unele dezavantaje, mai ales în comparație cu oțelul. Nu este la fel de dur ca oțelul, ceea ce îl face o alegere proastă pentru piesele care rezistă la un impact mai mare sau o capacitate de încărcare extrem de mare. Punctul de topire al aluminiului este, de asemenea, semnificativ mai scăzut (660°C, când punctul de topire al oțelului este mai scăzut, aproximativ 1400°C), nu poate rezista la aplicații la temperaturi extreme înalte. De asemenea, are un coeficient de dilatare termică ridicat, așa că dacă temperatura este prea mare în timpul procesării, se va deforma și este dificil să se mențină toleranțe stricte. În cele din urmă, aluminiul poate fi mai scump decât oțelul datorită cerințelor mai mari de putere în timpul consumului.

Aliaj de aluminiu

Prin ajustarea ușoară a cantității de elemente din aliaj de aluminiu, pot fi fabricate nenumărate tipuri de aliaje de aluminiu. Cu toate acestea, unele compoziții s-au dovedit a fi mai utile decât altele. Aceste aliaje comune de aluminiu sunt grupate în funcție de principalele elemente de aliere. Fiecare serie are anumite atribute comune. De exemplu, aliajele de aluminiu din seriile 3000, 4000 și 5000 nu pot fi tratate termic, așa că se folosește prelucrarea la rece, care se mai numește și călire prin lucru. La

Principalele tipuri de aliaje de aluminiu sunt următoarele.

seria 1000

Aliajele de aluminiu 1xxx conțin cel mai pur aluminiu, cu un conținut de aluminiu de cel puțin 99% din greutate. Nu există elemente de aliere specifice, majoritatea fiind aproape aluminiu pur. De exemplu, aluminiul 1199 conține 99,99% aluminiu în greutate și este folosit pentru a face folie de aluminiu. Acestea sunt cele mai moi note, dar pot fi întărite prin lucru, ceea ce înseamnă că devin mai puternice atunci când sunt deformate în mod repetat.

seria 2000

Principalul element de aliere al aluminiului din seria 2000 este cuprul. Aceste clase de aluminiu pot fi întărite prin precipitații, ceea ce le face aproape la fel de puternice ca oțelul. Întărirea prin precipitare implică încălzirea metalului la o anumită temperatură pentru a permite precipitarea altor metale să precipite din soluția de metal (în timp ce metalul rămâne solid) și ajută la creșterea limitei de curgere. Cu toate acestea, datorită adăugării de cupru, clasele de aluminiu 2xxx au o rezistență mai mică la coroziune. Aluminiu 2024 conține, de asemenea, mangan și magneziu și este utilizat în piese aerospațiale.

seria 3000

Manganul este cel mai important element aditiv din seria de aluminiu 3000. Aceste aliaje de aluminiu pot fi, de asemenea, călite prin lucru (acest lucru este necesar pentru a obține un nivel suficient de duritate, deoarece aceste clase de aluminiu nu pot fi tratate termic). Aluminium 3004 conține, de asemenea, magneziu, un aliaj folosit în cutiile de băuturi din aluminiu, și variantele sale întărite.

seria 4000

Aluminiul din seria 4000 include siliciu ca element principal de aliere. Siliciul scade punctul de topire al aluminiului de calitate 4xxx. Aluminiul 4043 este folosit ca material de umplutură pentru sudarea aliajelor de aluminiu din seria 6000, în timp ce aluminiul 4047 este folosit ca tablă și placare.

seria 5000

Magneziul este principalul element de aliere din seria 5000. Aceste grade au unele dintre cele mai bune rezistențe la coroziune, așa că sunt adesea folosite în aplicații marine sau în alte situații care se confruntă cu medii extreme. Aluminiul 5083 este un aliaj utilizat în mod obișnuit în piesele marine.

seria 6000

Atât magneziul, cât și siliciul sunt folosite pentru a face unele dintre cele mai comune aliaje de aluminiu. Combinația acestor elemente este folosită pentru a crea seria 6000, care este de obicei ușor de prelucrat și de întărire prin precipitare. În special, 6061 este unul dintre cele mai comune aliaje de aluminiu și are o rezistență ridicată la coroziune. Este utilizat în mod obișnuit în aplicații structurale și aerospațiale.

seria 7000

Aceste aliaje de aluminiu sunt fabricate din zinc și uneori conțin cupru, crom și magneziu. Ele pot fi întărite prin precipitații pentru a deveni cele mai puternice dintre toate aliajele de aluminiu. Gradul 7000 este adesea folosit în aplicații aerospațiale datorită rezistenței sale ridicate. 7075 este un grad comun. Deși rezistența sa la coroziune este mai mare decât cea a materialelor din seria 2000, rezistența sa la coroziune este mai mică decât alte aliaje. Acest aliaj este utilizat în mod obișnuit, dar este deosebit de potrivit pentru aplicații aerospațiale. La

Aceste aliaje de aluminiu sunt fabricate din zinc și uneori din cupru, crom și magneziu și pot deveni cele mai puternice dintre toate aliajele de aluminiu prin întărirea prin precipitare. Clasa 7000 este de obicei folosită în aplicații aerospațiale datorită rezistenței sale ridicate. 7075 este un grad general cu rezistență la coroziune mai mică decât alte aliaje.

seria 8000

Seria 8000 este un termen general care nu se aplică altor tipuri de aliaje de aluminiu. Aceste aliaje pot include multe alte elemente, inclusiv fier și litiu. De exemplu, aluminiul 8176 conține 0,6% fier și 0,1% siliciu în greutate și este folosit pentru a face fire.

Tratament de călire a aluminiului și tratament de suprafață

Tratamentul termic este un proces comun de condiționare, ceea ce înseamnă că modifică proprietățile materiale ale multor metale la nivel chimic. În special pentru aluminiu, este necesară creșterea durității și rezistenței. Aluminiul netratat este un metal moale, așa că pentru a rezista la anumite aplicații, trebuie să treacă printr-un anumit proces de ajustare. Pentru aluminiu, procesul este indicat prin numele literei de la sfârșitul numărului de grad.

Tratament termic

Aluminiul din seriile 2xxx, 6xxx și 7xxx poate fi tratat termic. Acest lucru ajută la creșterea rezistenței și durității metalului și este benefic pentru anumite aplicații. Alte aliaje 3xxx, 4xxx și 5xxx pot fi prelucrate numai la rece pentru a crește rezistența și duritatea. La aliaj pot fi adăugate diferite nume de litere (numite nume temperate) pentru a determina ce tratament este utilizat. Aceste nume sunt:

F indică faptul că este în stare de fabricație sau materialul nu a suferit niciun tratament termic.

H înseamnă că materialul a suferit un fel de întărire prin muncă, indiferent dacă se realizează sau nu concomitent cu tratamentul termic. Numărul de după „H” indică tipul de tratament termic și duritatea.

O indică faptul că aluminiul este recoapt, ceea ce reduce rezistența și duritatea. Aceasta pare a fi o alegere ciudată - cine și-ar dori un material mai moale? Cu toate acestea, recoacerea produce un material care este mai ușor de prelucrat, posibil mai dur și mai ductil, ceea ce este avantajos pentru anumite metode de fabricație.

T indică faptul că aluminiul a fost tratat termic, iar numărul de după „T” indică detaliile procesului de tratare termică. De exemplu, Al 6061-T6 este supus unui tratament termic cu soluție (menținut la 980 de grade Fahrenheit, apoi stins în apă pentru răcire rapidă) și apoi tratament de îmbătrânire între 325 și 400 de grade Fahrenheit.

Tratament de suprafață

Există multe tratamente de suprafață care pot fi aplicate pe aluminiu, iar fiecare tratament de suprafață are caracteristici de aspect și protecție potrivite pentru diferite aplicații. La

Nu există niciun efect asupra materialului după lustruire. Acest tratament de suprafață necesită mai puțin timp și efort, dar de obicei nu este suficient pentru părțile decorative și este cel mai potrivit pentru prototipuri care testează doar funcționarea și adecvarea.

Slefuirea este următorul pas înainte de suprafața prelucrată. Acordați mai multă atenție utilizării sculelor ascuțite și a trecerilor de finisare pentru a produce un finisaj mai neted al suprafeței. Aceasta este, de asemenea, o metodă de procesare mai precisă, folosită de obicei pentru testarea pieselor. Cu toate acestea, acest proces încă lasă urme de mașină, așa că de obicei nu este utilizat în produsul final.

Sablare cu nisip creează o suprafață mată prin pulverizarea mărgele minuscule de sticlă pe piesele din aluminiu. Acest lucru va elimina majoritatea (dar nu toate) semnele de procesare și îi va da un aspect neted, dar granulat. Aspectul iconic și senzația unor laptop-uri populare provin din sablare înainte de anodizare.

Anodizarea este o metodă comună de tratare a suprafeței. Este un strat protector de oxid care se va forma în mod natural pe suprafața de aluminiu atunci când este expus la aer. În timpul prelucrării manuale, piesele din aluminiu sunt atârnate pe un suport conductiv, scufundate într-o soluție electrolitică, iar curentul continuu este introdus în soluția electrolitică. Când acidul soluției dizolvă stratul de oxid format natural, curentul eliberează oxigen pe suprafața sa, formând astfel un nou strat protector de oxid de aluminiu.

Prin echilibrarea ratei de dizolvare și a ratei de acumulare, stratul de oxid formează nanopori, permițând acoperirii să continue să crească dincolo de ceea ce este posibil în mod natural. Mai târziu, din motive estetice, nanoporii sunt uneori umpluți cu alți inhibitori de coroziune sau coloranți colorați și apoi etanșați pentru a completa stratul de protecție.

Abilități de prelucrare a aluminiului

1. Dacă piesa de prelucrat este supraîncălzită în timpul procesării, coeficientul ridicat de dilatare termică al aluminiului va afecta toleranța, în special pentru piesele subțiri. Pentru a preveni orice efecte negative, concentrarea căldurii poate fi evitată prin crearea unor trasee de scule care nu sunt concentrate într-o zonă pentru prea mult timp. Această metodă poate disipa căldura, iar traseul sculei poate fi vizualizat și modificat în software-ul CAM care generează programul de prelucrare CNC.

2.2. Dacă forța este prea mare, moliciunea unor aliaje de aluminiu va promova deformarea în timpul procesării. Prin urmare, în conformitate cu viteza de avans recomandată și viteza de procesare a unui anumit grad de aluminiu, pentru a genera forța adecvată în timpul procesului. O altă regulă generală pentru a preveni deformarea este să păstrați grosimea piesei mai mare de 0,020 inci în toate zonele.

3. Un alt efect al ductilității aluminiului este că acesta poate forma o margine combinată a materialului pe unealtă. Acest lucru va ascunde suprafața de tăiere ascuțită a sculei, va face instrumentul tocit și va reduce eficiența de tăiere a acesteia. Această margine de acumulare poate provoca, de asemenea, un finisaj slab al suprafeței piesei. Pentru a evita acumularea muchiilor, experimentați cu materiale pentru scule; încercați să înlocuiți HSS (oțel de mare viteză) cu inserții din carbură sau invers și reglați viteza de tăiere. De asemenea, puteți încerca să reglați cantitatea și tipul de lichid de tăiere.

Spuneți-ne despre cum să procesăm piesele din aluminiu prin prelucrare CNC, ca următorul videoclip.

-------------------------------------------------- --------SFÂRȘIT----------------------------------------- -----------------------------