Alumínium termékek CNC megmunkálása

Az alumínium típusválasztásnál figyelembe kell venni: 1) Szilárdsági követelmények: magas feszültségű alkatrészekhez válasszon 7-es sorozatot (7075) vagy 2-es sorozatot (2024); 2) Korrózióállóság: nedves környezetben válasszon 5-ös sorozatot (5052, 5083); 3) Megmunkálhatóság: összetett alakú alkatrészekhez válasszon 6-os sorozatot (6061, 6063); 4) Hegesztési igények: előnyben részesítse az 5-ös vagy 6-os sorozatot; 5) Felületkezelés: anodizáláshoz válasszon 6-os sorozatot; 6) Költségtényezők: általános célokra választhat 1-es sorozatú tiszta alumíniumot. Például a repülőzésben általában 7075-öt, az autóalkatrészekhez gyakran 6061-et, a tengeri környezethez 5083-at, a díszítő elemekhez 6063-at használnak.

Az alumínium megmunkálás gyakori problémái és megoldásai: 1) Szerszámra ragadás/forgácsfelhalmozódás: Éles szerszámok használata, forgácsolási sebesség növelése, hűtés fokozása; 2) Rossz felületi érdesség: Forgácsolási paraméterek optimalizálása, magas fordulatszám és alacsony előtolás használata, a szerszám élességének biztosítása; 3) Alakváltozás: Durva és finom megmunkálás elkülönítése, a forgácsolási sorrend megfelelő elrendezése, speciális befogások használata; 4) Görongyök: Szerszám szög optimalizálása (nagyobb előszög), előtolás csökkentése, görongyölátást követő művelet hozzáadása; 5) Instabil méretpontosság: A megmunkálási hőmérséklet szabályozása, állandó hőmérsékletű műhely használata, stabil anyagállapot kiválasztása (pl. T6 állapot).

Az alumínium hőkezelésének hatása a megmunkálásra: 1) Mechanikai tulajdonságok változása: A T6 állapotban a keménység jelentősen megnő (6061-T6 keménység kb. 95 HB), növelve a forgácsolási nehézséget; 2) Megmunkálási hatékonyság: A lágyított állapotban (O állapot) a megmunkálási hatékonyság 30-50%-kal magasabb, mint az öregedett állapotban; 3) Megmunkálási sorrend: Általában a "durva megmunkálás - hőkezelés - finom megmunkálás" folyamatot alkalmazzák, elkerülve, hogy a hőkezelés miatti alakváltozás befolyásolja a végső pontosságot; 4) Méretstabilitás: A hőkezelés után az anyag feszültségei jobban felszabadulnak, a méretstabilitás jobb; 5) Felületkezelés: A hőkezelési állapot befolyásolja az anodizálás hatékonyságát, a felületkezelési követelményeknek megfelelő állapotot kell választani. A nagy pontosságú alkatrészek esetében javasolt a hőkezelés utáni stabilizáló kezelés, hogy csökkentse a későbbi alakváltozást.

Az alumínium gyakori felületkezelései és jellemzői: 1) Anodizálás: Porózus oxidréteget képez, színezhető, javítja a korrózió- és kopásállóságot, rétegvastagság 5-25 μm; 2) Keményanodizálás: Rétegvastagság 25-150 μm, magas keménység (≥300 HV), kiváló kopásállóság, mozgó alkatrészekhez ideális; 3) Galvanizálás: Krómozás növeli a keménységet és kopásállóságot, nikkelezés javítja a korrózióállóságot, arany/ezüst bevonat vezetőképesség és dekoráció céljából; 4) Kémiai átalakítás: Krómátkezelés javítja a korrózióállóságot és a bevonat tapadását, krómmentes passziválás környezetbarátabb; 5) Festék/porfesték permetezés: Jó esztétika, sokszínűség, jó védőtulajdonságok; 6) Elektrolitikus polírozás: Növeli a felületi simaságot és korrózióállóságot, orvosi és élelmiszeripari berendezésekhez alkalmas. A választás a felhasználási környezet és a teljesítményigények alapján történik.

Alumínium megmunkálási pontosság: Általános megmunkálás elérheti az IT7-IT8 szintet (±0,015-0,03 mm), precíziós megmunkálás elérheti az IT5-IT6 szintet (±0,002-0,008 mm), ultra precíziós megmunkálás elérheti a ±0,001 mm-t. A pontosság biztosításának intézkedései: 1) Berendezés: Nagy pontosságú CNC szerszámgépek használata (pozicionálási pontosság ≤0,003 mm); 2) Szerszámok: Gyémánt vagy ultrafinom szemcsés keményfém szerszámok; 3) Befogások: Nagy pontosságú munkadarab-befogó eszközök, a befogási hibák csökkentése; 4) Környezet: Állandó hőmérsékletű műhely (hőmérséklet-ingadozás ≤±1°C); 5) Mérés: Háromkoordinátás mérőgép (pontosság ≤0,001 mm); 6) Technológia: Durva és finom megmunkálás elkülönítése, többszöri öregedés, stabilizáló kezelés alkalmazása; 7) Személyzet: Tapasztalt programozók és kezelők. A teljes folyamat szabályozásával stabilan biztosítható a magas pontossági követelmény.

Alumínium és más fémek megmunkálási költségének összehasonlítása: 1) Anyagköltség: Az alumínium ára kb. a közönséges acél 2-3-szorosa, alacsonyabb, mint a rézötvözet és a titánötvözet; 2) Megmunkálási hatékonyság: Az alumínium megmunkálási sebessége 3-5-szöröse az acélénak, 8-10-szerese a titánötvözetének, rövidebb a megmunkálási idő; 3) Szerszámkopás: Az alumínium speciális szerszámai hosszú élettartamúak, költsége kb. az acél megmunkálásának felée; 4) Energiaköltség: A megmunkálási energiafogyasztás csak az acél 1/3-a; 5) Utómunkálati költség: Az alumínium felületkezelése (pl. anodizálás) költsége alacsonyabb, mint az acél galvanizálása; 6) Összköltség: Bár az anyagköltség magasabb, a magas megmunkálási hatékonyság és az alacsony energiafogyasztás miatt az összköltség általában 10-20%-kal alacsonyabb, mint a rozsdamentes acélé, és több mint 50%-kal alacsonyabb, mint a titánötvözeté, jelentős költségelőnnyel rendelkezik.