Mecanitzat CNC de productes d'aliatge d'alumini

La selecció del model d'aliatge d'alumini requereix considerar: 1) Requisits de resistència: per a components d'alt esforç triar sèrie 7 (7075) o sèrie 2 (2024); 2) Resistència a la corrosió: per a ambients humits triar sèrie 5 (5052, 5083); 3) Capacitat de mecanització: per a formes complexes triar sèrie 6 (6061, 6063); 4) Necessitats de soldadura: prioritzar sèrie 5 o sèrie 6; 5) Tractament superficial: per a anodització triar sèrie 6; 6) Factors de cost: per a usos generals es pot triar alumini pur sèrie 1. Per exemple, l'aeroespacial utilitza habitualment 7075, els components d'automòbil utilitzen majoritàriament 6061, l'ambient marí és adequat per a 5083, i les peces decoratives es poden triar 6063.

Problemes comuns en el mecanitzat d'alumini i solucions: 1) Adherència de material / acúmul de rebaves: utilitzar eines afilades, augmentar la velocitat de tall, reforçar el refredament; 2) Rugositat superficial deficient: optimitzar els paràmetres de tall, utilitzar alta velocitat i baix avanç, assegurar que les eines estiguin afilades; 3) Deformació: adoptar mecanització separada de desbast i acabat, organitzar adequadament la seqüència de tall, utilitzar dispositius de subjectació especials; 4) Rebaves: optimitzar l'angle de les eines (augmentar l'angle d'incidència), disminuir l'avanç, afegir procés de eliminació de rebaves; 5) Inestabilitat de la precisió dimensional: controlar la temperatura de mecanització, utilitzar taller a temperatura constant, triar l'estat del material amb bona estabilitat (com estat T6).

L'efecte del tractament tèrmic de l'alumini en el mecanitzat: 1) Canvis en les propietats mecàniques: l'estat T6 augmenta significativament la duresa (la duresa de 6061-T6 és d'aproximadament 95HB), augmentant la dificultat de tall; 2) Eficiència de mecanització: l'estat recuit (estat O) té una eficiència de mecanització un 30-50% més alta que l'estat envellit; 3) Seqüència de mecanització: normalment s'adopta el flux "mecanització en brut - tractament tèrmic - mecanització de precisió" per evitar que la deformació per tractament tèrmic afecti la precisió final; 4) Estabilitat dimensional: després del tractament tèrmic, alliberament d'esforços del material més complet, millor estabilitat dimensional; 5) Tractament superficial: l'estat del tractament tèrmic afecta l'efecte de l'anodització, cal triar l'estat adequat segons els requisits del tractament superficial. Per a peces d'alta precisió, es recomana realitzar un tractament d'estabilització després del tractament tèrmic per reduir la deformació posterior.

Tractaments superficials comuns per a l'alumini i les seves característiques: 1) Anodització: forma una capa d'òxid porosa, es pot tenyir, augmenta la resistència a la corrosió i al desgast, gruix de la capa 5-25μm; 2) Anodització dura: gruix de la capa 25-150μm, alta duresa (≥300HV), excel·lent rendiment anti-desgast, adequat per a components en moviment; 3) Galvanització: el cromat augmenta la duresa i resistència al desgast, el niquelat millora la resistència a la corrosió, el daurat/platejat s'utilitza per a decoració conductiva; 4) Conversió química: el tractament amb cromats augmenta la resistència a la corrosió i l'adherència del recobriment, el passivat sense crom és més ecològic; 5) Pintura / pintura en pols: bona estètica, diversos colors, bon rendiment de protecció; 6) Poliment electrolític: augmenta la llisor superficial i la resistència a la corrosió, adequat per a equips mèdics i alimentaris. La tria ha de determinar-se segons l'entorn d'ús i els requisits de rendiment.

Precisió del mecanitzat d'alumini: el mecanitzat ordinari pot assolir el grau IT7-IT8 (±0.015-0.03mm), el mecanitzat de precisió pot assolir el grau IT5-IT6 (±0.002-0.008mm), el mecanitzat ultra precís pot assolir ±0.001mm. Mesures per garantir la precisió: 1) Equip: utilitzar màquines CNC d'alta precisió (precisió de posicionament ≤0.003mm); 2) Eines: eines de diamant o de carbur de gra fi; 3) Dispositius de subjectació: dispositius de subjectació d'alta precisió, reduir l'error de subjectació; 4) Entorn: taller a temperatura constant (fluctuació de temperatura ≤±1℃); 5) Mesurament: màquina de mesurament per coordenades (precisió ≤0.001mm); 6) Procés: adoptar separació de desbast i acabat, envelliment múltiple, tractament d'estabilització; 7) Personal: personal de programació i operació amb experiència. Mitjançant el control de tot el procés, es pot garantir de manera estable els requisits d'alta precisió.

Comparació de costos de mecanització entre l'alumini i altres metalls: 1) Cost del material: el preu de l'alumini és aproximadament 2-3 vegades el de l'acer comú, inferior als aliatges de coure i titani; 2) Eficiència de mecanització: la velocitat de mecanització de l'alumini és 3-5 vegades la de l'acer, 8-10 vegades la del titani, temps de mecanització curt; 3) Consum d'eines: la vida útil de les eines especials per a alumini és llarga, el cost és aproximadament 1/2 del de mecanitzar acer; 4) Cost energètic: el consum energètic del mecanització és només 1/3 del de l'acer; 5) Cost del postprocessament: el cost del tractament superficial de l'alumini (com l'anodització) és inferior al del galvanitzat de l'acer; 6) Cost total: tot i que el cost del material és més alt, l'alta eficiència de mecanització i el baix consum energètic fan que el cost total sigui normalment un 10-20% inferior al de l'acer inoxidable, i més del 50% inferior al del titani, amb un avantatge de cost significatiu.