Что вам нужно знать об обработке с ЧПУ алюминиевых деталей

Алюминий является наиболее часто используемым цветным металлом по многим причинам. Он очень пластичен, поэтому подходит для широкого спектра применений. Его пластичность позволяет превращать его в алюминиевую фольгу, а его пластичность позволяет втягивать алюминий в стержни и проволоку.

Алюминий также обладает высокой коррозионной стойкостью, потому что, когда материал подвергается воздействию воздуха, он естественным образом образует защитный оксидный слой. Это окисление также можно вызвать искусственно, чтобы обеспечить более надежную защиту. Естественный защитный слой алюминия делает его более устойчивым к коррозии, чем углеродистая сталь. Кроме того, алюминий является хорошим проводником тепла и электричества лучше, чем углеродистая сталь и нержавеющая сталь.

（Алюминиевая фольга ï¼ ‰

Он быстрее и легче обрабатывается, чем сталь, а его соотношение прочности и веса делает его хорошим выбором для многих областей применения, где требуются прочные и твердые материалы. Наконец, по сравнению с другими металлами, алюминий хорошо перерабатывается, поэтому можно сохранить, расплавить и повторно использовать больше материала для стружки. По сравнению с энергией, необходимой для производства чистого алюминия, переработка алюминия может сэкономить до 95% энергии.

Конечно, использование алюминия также имеет некоторые недостатки, особенно по сравнению со сталью. Он не такой твердый, как сталь, что делает его плохим выбором для деталей, которые выдерживают более сильные удары или чрезвычайно высокую нагрузочную способность. Температура плавления алюминия также значительно ниже (660 ° C, когда температура плавления стали ниже, около 1400 ° C), он не может выдерживать экстремально высоких температур. Он также имеет высокий коэффициент теплового расширения, поэтому при слишком высокой температуре во время обработки он будет деформироваться, и будет трудно поддерживать строгие допуски. Наконец, алюминий может быть дороже стали из-за более высоких энергозатрат во время потребления.

Алюминиевый сплав

Слегка регулируя количество элементов из алюминиевого сплава, можно производить бесчисленные виды алюминиевых сплавов. Однако некоторые композиции оказались более полезными, чем другие. Эти распространенные алюминиевые сплавы сгруппированы по основным легирующим элементам. У каждой серии есть общие атрибуты. Например, алюминиевые сплавы серий 3000, 4000 и 5000 нельзя подвергать термообработке, поэтому используется холодная обработка, которую также называют наклепом. К

Ниже представлены основные типы алюминиевых сплавов.

1000 серии

Алюминиевые сплавы 1ххх содержат самый чистый алюминий с содержанием алюминия не менее 99% по весу. Нет никаких специфических легирующих элементов, большинство из которых представляет собой почти чистый алюминий. Например, алюминий 1199 содержит 99,99% алюминия по весу и используется для изготовления алюминиевой фольги. Это самые мягкие сорта, но они могут подвергаться наклепу, что означает, что они становятся прочнее при многократной деформации.

2000 серии

Основным легирующим элементом алюминия серии 2000 является медь. Эти сорта алюминия могут подвергаться дисперсионной закалке, что делает их почти такими же прочными, как сталь. Осадочное упрочнение включает нагрев металла до определенной температуры, чтобы позволить осаждению других металлов выпасть в осадок из металлического раствора (в то время как металл остается твердым), и помогает увеличить предел текучести. Однако из-за добавления меди алюминий марки 2ххх имеет более низкую коррозионную стойкость. Алюминий 2024 также содержит марганец и магний и используется в аэрокосмической отрасли.

3000 серии

Марганец является наиболее важным добавочным элементом в алюминиевых сплавах серии 3000. Эти алюминиевые сплавы также могут подвергаться деформационному упрочнению (это необходимо для достижения достаточного уровня твердости, поскольку эти сорта алюминия не могут подвергаться термической обработке). Алюминий 3004 также содержит магний, сплав, используемый в алюминиевых банках для напитков, и его закаленные варианты.

4000 серии

Алюминий серии 4000 включает кремний в качестве основного легирующего элемента. Кремний снижает температуру плавления алюминия марки 4ххх. Алюминий 4043 используется в качестве присадочного материала для сварки алюминиевых сплавов серии 6000, а алюминий 4047 используется в качестве листа и оболочки.

5000 серии

Магний является основным легирующим элементом серии 5000. Эти марки обладают одной из лучших коррозионных устойчивостей, поэтому их часто используют на морских судах или в других ситуациях, связанных с экстремальными условиями окружающей среды. Алюминий 5083 - это сплав, обычно используемый в морских частях.

6000 серии

И магний, и кремний используются для изготовления некоторых из наиболее распространенных алюминиевых сплавов. Комбинация этих элементов используется для создания серии 6000, которая обычно легко поддается обработке и дисперсионному твердению. В частности, 6061 - один из самых распространенных алюминиевых сплавов, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Он обычно используется в конструкционных и аэрокосмических приложениях.

7000 серии

Эти алюминиевые сплавы состоят из цинка и иногда содержат медь, хром и магний. Их можно подвергнуть дисперсионному упрочнению, чтобы они стали самыми прочными из всех алюминиевых сплавов. Сплав 7000 часто используется в аэрокосмической отрасли из-за его высокой прочности. 7075 - обычный сорт. Хотя его коррозионная стойкость выше, чем у материалов серии 2000, его коррозионная стойкость ниже, чем у других сплавов. Этот сплав широко используется, но особенно подходит для аэрокосмической промышленности. К

Эти алюминиевые сплавы состоят из цинка, а иногда и меди, хрома и магния, и благодаря дисперсионному упрочнению могут стать самыми прочными из всех алюминиевых сплавов. Класс 7000 обычно используется в аэрокосмической отрасли из-за его высокой прочности. 7075 - это обычный сплав с более низкой коррозионной стойкостью, чем другие сплавы.

8000 серии

Серия 8000 - это общий термин, который не применяется к другим типам алюминиевых сплавов. Эти сплавы могут включать многие другие элементы, в том числе железо и литий. Например, алюминий 8176 содержит 0,6% железа и 0,1% кремния по весу и используется для изготовления проволоки.

Закалка алюминия и обработка поверхности

Термическая обработка - это распространенный процесс кондиционирования, что означает, что он изменяет свойства материалов многих металлов на химическом уровне. Специально для алюминия необходимо повысить твердость и прочность. Необработанный алюминий - это мягкий металл, поэтому для того, чтобы выдерживать определенные нагрузки, он должен пройти определенный процесс регулировки. Для алюминия процесс обозначен буквенным названием в конце номера марки.

Термическая обработка

Алюминий серий 2ххх, 6ххх и 7ххх может подвергаться термообработке. Это помогает увеличить прочность и твердость металла и полезно для определенных применений. Другие сплавы 3ххх, 4ххх и 5ххх можно обрабатывать только в холодном состоянии для повышения прочности и твердости. К сплаву могут быть добавлены различные буквенные названия (называемые закаленными именами), чтобы определить, какая обработка используется. Вот эти имена:

F указывает на то, что он находится в производственном состоянии или материал не подвергался какой-либо термообработке.

H означает, что материал подвергся некоторому механическому упрочнению, независимо от того, было ли оно выполнено одновременно с термообработкой. Цифра после «H» указывает на вид термообработки и твердость.

О означает, что алюминий отожжен, что снижает прочность и твердость. Это кажется странным выбором - кому нужен более мягкий материал? Однако отжиг дает материал, который легче обрабатывать, возможно, более жесткий и более пластичный, что является преимуществом для определенных способов производства.

Т означает, что алюминий был подвергнут термообработке, а цифра после «Т» указывает детали процесса термообработки. Например, Al 6061-T6 подвергается термообработке на твердый раствор (поддерживается при температуре 980 градусов по Фаренгейту, затем закаливается в воде для быстрого охлаждения), а затем обработке старением при температуре от 325 до 400 градусов по Фаренгейту.

Обработка поверхности

Существует множество способов обработки поверхности алюминия, и каждая обработка поверхности имеет внешний вид и характеристики защиты, подходящие для различных областей применения. К

После полировки нет никакого воздействия на материал. Такая обработка поверхности требует меньше времени и усилий, но обычно недостаточна для декоративных деталей и больше всего подходит для прототипов, которые только проверяют функцию и пригодность.

Шлифовка - это следующий шаг по сравнению с обработанной поверхностью. Уделите больше внимания использованию острых инструментов и чистовых проходов для получения более гладкой поверхности. Это также более точный метод обработки, обычно используемый для тестирования деталей. Однако этот процесс все еще оставляет машинные следы, поэтому он обычно не используется в конечном продукте.

Пескоструйная обработка создает матовую поверхность за счет распыления крошечных стеклянных шариков на алюминиевые детали. Это удалит большинство (но не все) следов обработки и придаст ему гладкий, но зернистый вид. Культовый внешний вид и ощущение некоторых популярных ноутбуков обусловлены пескоструйной обработкой перед анодированием.

Анодирование - распространенный метод обработки поверхности. Это защитный оксидный слой, который естественным образом образуется на поверхности алюминия при контакте с воздухом. При ручной обработке алюминиевые детали подвешивают на токопроводящей опоре, погружают в раствор электролита, и в раствор электролита вводят постоянный ток. Когда кислота раствора растворяет образовавшийся естественным образом оксидный слой, ток высвобождает кислород на его поверхность, тем самым образуя новый защитный слой оксида алюминия.

Уравновешивая скорость растворения и скорость накопления, оксидный слой образует нанопоры, позволяя покрытию продолжать расти сверх того, что возможно естественным образом. Позже из эстетических соображений нанопоры иногда заполняют другими ингибиторами коррозии или цветными красителями, а затем запечатывают для завершения защитного покрытия.

Навыки обработки алюминия

1. Если заготовка перегревается во время обработки, высокий коэффициент теплового расширения алюминия повлияет на допуск, особенно для тонких деталей. Чтобы предотвратить любые негативные эффекты, можно избежать концентрации тепла, создав траектории инструмента, которые не будут слишком долго концентрироваться в одной области. Этот метод может рассеивать тепло, а траекторию инструмента можно просматривать и изменять в программном обеспечении CAM, которое генерирует программу обработки с ЧПУ.

2.2. Если усилие слишком велико, мягкость некоторых алюминиевых сплавов будет способствовать деформации во время обработки. Следовательно, в соответствии с рекомендуемой скоростью подачи и скоростью для обработки алюминия определенной марки, чтобы создать соответствующее усилие во время процесса. Еще одно практическое правило для предотвращения деформации - поддерживать толщину детали более 0,020 дюйма во всех областях.

3. Другой эффект пластичности алюминия заключается в том, что он может образовывать комбинированный край материала на инструменте. Это скроет острую режущую поверхность инструмента, сделает инструмент тупым и снизит эффективность его резания. Эта накапливающаяся кромка также может привести к плохой чистоте поверхности детали. Во избежание скопления кромок поэкспериментируйте с инструментальными материалами; попробуйте заменить HSS (быстрорежущую сталь) твердосплавными пластинами или наоборот и отрегулируйте скорость резания. Вы также можете попробовать отрегулировать количество и тип смазочно-охлаждающей жидкости.

Сообщите нам о том, как обрабатывать алюминиевые детали с помощью ЧПУ, в следующем видео.

-------------------------------------------------- --------КОНЕЦ----------------------------------------- -----------------------------