Alumīnija sakausējuma produktu CNC apstrāde

Alumīnija sakausējuma veida izvēle jāņem vērā: 1) izturības prasības: augsta sprieguma komponentiem izvēlieties 7. sēriju (7075) vai 2. sēriju (2024); 2) korozijas izturība: mitrā vidē izvēlieties 5. sēriju (5052, 5083); 3) apstrādes īpašības: sarežģītām formām izvēlieties 6. sēriju (6061, 6063); 4) metināšanas prasības: prioritāri izvēlieties 5. vai 6. sēriju; 5) virsmas apstrāde: anodēšanai nepieciešams izvēlēties 6. sēriju; 6) izmaksu faktori: vispārējiem mērķiem var izvēlēties 1. sērijas tīro alumīniju. Piemēram, aviācijā parasti izmanto 7075, automobiļu komponentiem biežāk lieto 6061, jūras videi piemērots 5083, dekoratīvām detaļām var izvēlēties 6063.

Izplatītākās alumīnija apstrādes problēmas un to risinājumi: 1) instrumenta pielipšana/griešanas skaidas uzkrāšanās: izmantot asus griezējinstrumentus, palielināt griešanas ātrumu, uzlabot dzesēšanu; 2) slikts virsmas raupjums: optimizēt griešanas parametrus, izmantot augstu griešanas ātrumu un zemu padavu, nodrošināt instrumenta asumu; 3) deformācija: veikt rupju un precīzu apstrādi atsevišķi, pareizi plānot griešanas secību, izmantot speciālus spīlētājus; 4) atlūzas: optimizēt instrumenta leņķi (palielināt priekšējo leņķi), samazināt padavu, pievienot atlūzu noņemšanas operāciju; 5) nestabila izmēru precizitāte: kontrolēt apstrādes temperatūru, izmantot pastāvīgas temperatūras darbnīcu, izvēlēties materiālu ar labu stabilitāti (piemēram, T6 stāvokli).

Alumīnija sakausējuma termiskās apstrādes ietekme uz apstrādi: 1) mehānisko īpašību izmaiņas: T6 stāvoklī cietība ievērojami palielinās (6061-T6 cietība apmēram 95HB), palielinot griešanas grūtības; 2) apstrādes efektivitāte: atdzesētā (O) stāvoklī apstrādes efektivitāte ir par 30-50% augstāka nekā nostiprinātā stāvoklī; 3) apstrādes secība: parasti izmanto "rupja apstrāde - termiskā apstrāde - precīza apstrāde" procesu, lai izvairītos no termiskās apstrādes deformācijas ietekmes uz gala precizitāti; 4) izmēru stabilitāte: pēc termiskās apstrādes materiāla spriegumi labāk atbrīvojas, izmēru stabilitāte ir labāka; 5) virsmas apstrāde: termiskās apstrādes stāvoklis ietekmē anodēšanas efektu, nepieciešams izvēlēties atbilstošu stāvokli atbilstoši virsmas apstrādes prasībām. Augstas precizitātes detaļām ieteicams pēc termiskās apstrādes veikt stabilizējošu apstrādi, lai samazinātu turpmāko deformāciju.

Alumīnija sakausējuma bieži lietotās virsmas apstrādes metodes un to īpašības: 1) anodēšana: veido porainu oksīda kārtu, var krāsot, uzlabo korozijas izturību un nodilumizturību, kārtas biezums 5-25μm; 2) cietā anodēšana: kārtas biezums 25-150μm, augsta cietība (≥300HV), izcila nodilumizturība, piemērota kustīgām detaļām; 3) galvanizācija: hromēšana paaugstina cietību un nodilumizturību, niķelēšana uzlabo korozijas izturību, zeltīšana/sudrabēšana izmanto elektrovadītspējas dekorēšanai; 4) ķīmiskā pārveide: hromāta apstrāde uzlabo korozijas izturību un pārklājuma adhesiju, bezhroma pasivācija ir videi draudzīgāka; 5) krāsošana/lākas pūšana: dekoratīvs izskats, daudzveidīgas krāsas, labas aizsardzības īpašības; 6) elektrolītiskā pulēšana: uzlabo virsmas gludumu un korozijas izturību, piemērota medicīnas un pārtikas iekārtām. Izvēle jāveic, pamatojoties uz lietošanas vidi un veiktspējas prasībām.

Alumīnija sakausējuma apstrādes precizitāte: parastā apstrādē var sasniegt IT7-IT8 klasi (±0.015-0.03mm), precīzā apstrādē var sasniegt IT5-IT6 klasi (±0.002-0.008mm), superprecīzā apstrādē var sasniegt ±0.001mm. Precizitātes nodrošināšanas pasākumi: 1) iekārtas: izmantot augstas precizitātes CNC darbagaldu (pozicionēšanas precizitāte ≤0.003mm); 2) instrumenti: dimanta vai ultra smalkgraudainie cietā metāla instrumenti; 3) spīlētāji: augstas precizitātes armatūra, lai samazinātu nostiprināšanas kļūdas; 4) vide: pastāvīgas temperatūras darbnīca (temperatūras svārstības ≤±1℃); 5) mērīšana: trīs koordinātu mērīšanas mašīna (precizitāte ≤0.001mm); 6) tehnoloģija: rupjo un precīzo apstrādi veikt atsevišķi, vairākas nostiprināšanas, stabilizējoša apstrāde; 7) personāls: pieredzējuši programmētāji un operatori. Veicot vispārēju procesa kontroli, var stabili nodrošināt augstas precizitātes prasības.

Alumīnija sakausējuma apstrādes izmaksu salīdzinājums ar citiem metāliem: 1) materiāla izmaksas: alumīnija sakausējuma cena ir apmēram 2-3 reizes augstāka nekā parastajam tēraudam, zemāka nekā vara sakausējumam un titāna sakausējumam; 2) apstrādes efektivitāte: alumīnija sakausējuma apstrādes ātrums ir 3-5 reizes lielāks nekā tēraudam, 8-10 reizes lielāks nekā titāna sakausējumam, apstrādes laiks ir īss; 3) instrumentu patēriņš: alumīnija speciālo instrumentu kalpošanas laiks ir garš, izmaksas ir apmēram puse no tērauda apstrādes izmaksām; 4) enerģijas izmaksas: apstrādes enerģijas patēriņš ir tikai 1/3 no tērauda; 5) pēcapstrādes izmaksas: alumīnija virsmas apstrādes (piemēram, anodēšanas) izmaksas ir zemākas nekā tērauda galvanizācijas apstrāde; 6) kopējās izmaksas: lai gan materiāla izmaksas ir augstākas, bet apstrādes efektivitāte ir augsta, enerģijas patēriņš zems, kopējās izmaksas parasti ir par 10-20% zemākas nekā nerūsējošajam tēraudam, par vairāk nekā 50% zemākas nekā titāna sakausējumam, ar ievērojām izmaksu priekšrocībām.