Τι πρέπει να γνωρίζετε για την κατεργασία με CNC εξαρτήματα αλουμινίου

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους το αλουμίνιο είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μη σιδηρούχο μέταλλο. Είναι πολύ εύπλαστο, επομένως είναι κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ολκιμότητα του επιτρέπει να μετατραπεί σε φύλλο αλουμινίου και η ολκιμότητα του επιτρέπει την έλξη του αλουμινίου σε ράβδους και σύρματα.

Το αλουμίνιο έχει επίσης υψηλή αντοχή στη διάβρωση, επειδή όταν το υλικό εκτίθεται στον αέρα, θα σχηματίσει φυσικά ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου. Αυτή η οξείδωση μπορεί επίσης να προκληθεί τεχνητά για να παρέχει ισχυρότερη προστασία. Το φυσικό προστατευτικό στρώμα αλουμινίου το καθιστά πιο ανθεκτικό στη διάβρωση από τον ανθρακούχο χάλυβα. Επιπλέον, το αλουμίνιο είναι καλός αγωγός θερμότητας και ηλεκτρικός αγωγός, καλύτερος από τον ανθρακούχο χάλυβα και τον ανοξείδωτο χάλυβα.

（Φύλλο αλουμινίου）

Είναι ταχύτερη και ευκολότερη στην επεξεργασία από τον χάλυβα και η αναλογία αντοχής προς βάρος το καθιστά καλή επιλογή για πολλές εφαρμογές που απαιτούν ισχυρά, σκληρά υλικά. Τέλος, σε σύγκριση με άλλα μέταλλα, το αλουμίνιο μπορεί να ανακυκλωθεί καλά, έτσι ώστε να διατηρηθεί, να λιώσει και να επαναχρησιμοποιηθεί περισσότερο υλικό από τσιπ. Σε σύγκριση με την ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή καθαρού αλουμινίου, η ανακύκλωση αλουμινίου μπορεί να εξοικονομήσει έως και το 95% της ενέργειας.

Φυσικά, η χρήση αλουμινίου έχει και κάποια μειονεκτήματα, ειδικά σε σύγκριση με τον χάλυβα. Δεν είναι τόσο σκληρό όσο ο χάλυβας, γεγονός που το καθιστά κακή επιλογή για εξαρτήματα που αντέχουν σε μεγαλύτερη κρούση ή εξαιρετικά υψηλή χωρητικότητα φορτίου. Το σημείο τήξης του αλουμινίου είναι επίσης σημαντικά χαμηλότερο (660°C, όταν το σημείο τήξης του χάλυβα είναι χαμηλότερο, περίπου 1400°C), δεν μπορεί να αντέξει εφαρμογές σε ακραίες υψηλές θερμοκρασίες. Έχει επίσης υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, επομένως εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή κατά την επεξεργασία, θα παραμορφωθεί και είναι δύσκολο να διατηρηθούν αυστηρές ανοχές. Τέλος, το αλουμίνιο μπορεί να είναι πιο ακριβό από τον χάλυβα λόγω υψηλότερων απαιτήσεων ισχύος κατά την κατανάλωση.

Κράμμα αλουμινίου

Προσαρμόζοντας ελαφρά την ποσότητα των στοιχείων από κράμα αλουμινίου, μπορούν να κατασκευαστούν αμέτρητα είδη κραμάτων αλουμινίου. Ωστόσο, ορισμένες συνθέσεις έχουν αποδειχθεί πιο χρήσιμες από άλλες. Αυτά τα κοινά κράματα αλουμινίου ομαδοποιούνται σύμφωνα με τα κύρια στοιχεία κράματος. Κάθε σειρά έχει κάποια κοινά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα κράματα αλουμινίου της σειράς 3000, 4000 και 5000 δεν μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία, επομένως χρησιμοποιείται ψυχρή επεξεργασία, η οποία ονομάζεται επίσης σκλήρυνση εργασίας. Προς το

Οι κύριοι τύποι κράματος αλουμινίου είναι οι παρακάτω.

Σειρά 1000

Τα κράματα αλουμινίου 1xxx περιέχουν το πιο καθαρό αλουμίνιο, με περιεκτικότητα σε αλουμίνιο τουλάχιστον 99% κατά βάρος. Δεν υπάρχουν συγκεκριμένα στοιχεία κράματος, τα περισσότερα από τα οποία είναι σχεδόν καθαρό αλουμίνιο. Για παράδειγμα, το αλουμίνιο 1199 περιέχει 99,99% αλουμίνιο κατά βάρος και χρησιμοποιείται για την κατασκευή φύλλου αλουμινίου. Αυτές είναι οι πιο μαλακές ποιότητες, αλλά μπορούν να σκληρυνθούν, πράγμα που σημαίνει ότι γίνονται ισχυρότεροι όταν παραμορφώνονται επανειλημμένα.

Σειρά 2000

Το κύριο στοιχείο κράματος του αλουμινίου της σειράς 2000 είναι ο χαλκός. Αυτές οι ποιότητες αλουμινίου μπορούν να σκληρυνθούν με καθίζηση, γεγονός που τις καθιστά σχεδόν τόσο ισχυρές όσο ο χάλυβας. Η σκλήρυνση με καθίζηση περιλαμβάνει τη θέρμανση του μετάλλου σε μια ορισμένη θερμοκρασία για να επιτραπεί η καθίζηση άλλων μετάλλων να καταβυθιστούν έξω από το μεταλλικό διάλυμα (ενώ το μέταλλο παραμένει στερεό) και βοηθά στην αύξηση της αντοχής διαρροής. Ωστόσο, λόγω της προσθήκης χαλκού, οι ποιότητες αλουμινίου 2xxx έχουν χαμηλότερη αντοχή στη διάβρωση. Το αλουμίνιο 2024 περιέχει επίσης μαγγάνιο και μαγνήσιο και χρησιμοποιείται σε μέρη αεροδιαστημικής.

Σειρά 3000

Το μαγγάνιο είναι το πιο σημαντικό πρόσθετο στοιχείο της σειράς αλουμινίου 3000. Αυτά τα κράματα αλουμινίου μπορούν επίσης να σκληρυνθούν με επεξεργασία (αυτό είναι απαραίτητο για την επίτευξη επαρκούς επιπέδου σκληρότητας, επειδή αυτές οι ποιότητες αλουμινίου δεν μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία). Το αλουμίνιο 3004 περιέχει επίσης μαγνήσιο, ένα κράμα που χρησιμοποιείται σε κουτιά αναψυκτικών από αλουμίνιο, και τις σκληρυμένες παραλλαγές του.

Σειρά 4000

Το αλουμίνιο της σειράς 4000 περιλαμβάνει πυρίτιο ως κύριο στοιχείο κράματος. Το πυρίτιο μειώνει το σημείο τήξης του αλουμινίου ποιότητας 4xxx. Το αλουμίνιο 4043 χρησιμοποιείται ως υλικό πλήρωσης ράβδων για τη συγκόλληση κραμάτων αλουμινίου σειράς 6000, ενώ το αλουμίνιο 4047 χρησιμοποιείται ως φύλλο και επένδυση.

Σειρά 5000

Το μαγνήσιο είναι το κύριο στοιχείο κράματος στη σειρά 5000. Αυτοί οι βαθμοί έχουν μερικές από τις καλύτερες αντοχές στη διάβρωση, επομένως χρησιμοποιούνται συχνά σε θαλάσσιες εφαρμογές ή σε άλλες καταστάσεις που αντιμετωπίζουν ακραία περιβάλλοντα. Το αλουμίνιο 5083 είναι ένα κράμα που χρησιμοποιείται συνήθως σε θαλάσσια μέρη.

Σειρά 6000

Τόσο το μαγνήσιο όσο και το πυρίτιο χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μερικών από τα πιο κοινά κράματα αλουμινίου. Ο συνδυασμός αυτών των στοιχείων χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της σειράς 6000, η ​​οποία είναι συνήθως εύκολη στην επεξεργασία και στη σκλήρυνση με καθίζηση. Συγκεκριμένα, το 6061 είναι ένα από τα πιο κοινά κράματα αλουμινίου και έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται συνήθως σε δομικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές.

Σειρά 7000

Αυτά τα κράματα αλουμινίου είναι κατασκευασμένα από ψευδάργυρο και μερικές φορές περιέχουν χαλκό, χρώμιο και μαγνήσιο. Μπορούν να σκληρυνθούν με καθίζηση για να γίνουν τα ισχυρότερα από όλα τα κράματα αλουμινίου. Ο βαθμός 7000 χρησιμοποιείται συχνά σε αεροδιαστημικές εφαρμογές λόγω της υψηλής αντοχής του. Το 7075 είναι ένας κοινός βαθμός. Αν και η αντίστασή του στη διάβρωση είναι υψηλότερη από αυτή των υλικών της σειράς 2000, η ​​αντίστασή του στη διάβρωση είναι χαμηλότερη από άλλα κράματα. Αυτό το κράμα χρησιμοποιείται συνήθως, αλλά είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για αεροδιαστημικές εφαρμογές. Προς το

Αυτά τα κράματα αλουμινίου είναι κατασκευασμένα από ψευδάργυρο και μερικές φορές από χαλκό, χρώμιο και μαγνήσιο και μπορούν να γίνουν τα ισχυρότερα από όλα τα κράματα αλουμινίου με σκλήρυνση με καθίζηση. Η κλάση 7000 χρησιμοποιείται συνήθως σε αεροδιαστημικές εφαρμογές λόγω της υψηλής αντοχής της. Το 7075 είναι γενικής ποιότητας με χαμηλότερη αντοχή στη διάβρωση από άλλα κράματα.

Σειρά 8000

Η σειρά 8000 είναι ένας γενικός όρος που δεν ισχύει για κανέναν άλλο τύπο κραμάτων αλουμινίου. Αυτά τα κράματα μπορούν να περιλαμβάνουν πολλά άλλα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου και του λιθίου. Για παράδειγμα, το αλουμίνιο 8176 περιέχει 0,6% σίδηρο και 0,1% πυρίτιο κατά βάρος και χρησιμοποιείται για την κατασκευή συρμάτων.

Επεξεργασία σκλήρυνσης αλουμινίου και επεξεργασία επιφανειών

Η θερμική επεξεργασία είναι μια κοινή διαδικασία προετοιμασίας, που σημαίνει ότι αλλάζει τις ιδιότητες των υλικών πολλών μετάλλων σε χημικό επίπεδο. Ειδικά για το αλουμίνιο, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η σκληρότητα και η αντοχή. Το ακατέργαστο αλουμίνιο είναι ένα μαλακό μέταλλο, επομένως για να αντέξει ορισμένες εφαρμογές, πρέπει να περάσει από μια συγκεκριμένη διαδικασία προσαρμογής. Για το αλουμίνιο, η διαδικασία υποδεικνύεται με το όνομα του γράμματος στο τέλος του αριθμού βαθμού.

Θερμική επεξεργασία

Τα αλουμίνια των σειρών 2xxx, 6xxx και 7xxx μπορούν όλα να υποστούν θερμική επεξεργασία. Αυτό βοηθά στην αύξηση της αντοχής και της σκληρότητας του μετάλλου και είναι ευεργετικό για ορισμένες εφαρμογές. Άλλα κράματα 3xxx, 4xxx και 5xxx μπορούν να κατεργαστούν μόνο εν ψυχρώ για να αυξήσουν την αντοχή και τη σκληρότητα. Διαφορετικά ονόματα γραμμάτων (που ονομάζονται tempered names) μπορούν να προστεθούν στο κράμα για να προσδιοριστεί ποια επεξεργασία χρησιμοποιείται. Αυτά τα ονόματα είναι:

Το F υποδηλώνει ότι είναι στην κατάσταση κατασκευής ή ότι το υλικό δεν έχει υποστεί καμία θερμική επεξεργασία.

H σημαίνει ότι το υλικό έχει υποστεί κάποιο είδος σκληρύνσεως, είτε πραγματοποιείται είτε όχι ταυτόχρονα με τη θερμική επεξεργασία. Ο αριθμός μετά το "H" υποδεικνύει τον τύπο θερμικής επεξεργασίας και σκληρότητας.

Το O υποδηλώνει ότι το αλουμίνιο έχει ανόπτηση, γεγονός που μειώνει την αντοχή και τη σκληρότητα. Αυτή φαίνεται να είναι μια περίεργη επιλογή - ποιος θα ήθελε ένα πιο απαλό υλικό; Ωστόσο, η ανόπτηση παράγει ένα υλικό που είναι ευκολότερο στην επεξεργασία, πιθανώς πιο σκληρό και πιο όλκιμο, κάτι που είναι πλεονεκτικό για ορισμένες μεθόδους κατασκευής.

Το T υποδεικνύει ότι το αλουμίνιο έχει υποστεί θερμική επεξεργασία και ο αριθμός μετά το "T" υποδεικνύει τις λεπτομέρειες της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας. Για παράδειγμα, το Al 6061-T6 υφίσταται θερμική επεξεργασία διαλύματος (διατηρείται στους 980 βαθμούς Φαρενάιτ, μετά σβήνεται σε νερό για γρήγορη ψύξη) και στη συνέχεια επεξεργασία γήρανσης μεταξύ 325 και 400 βαθμών Φαρενάιτ.

Επιφανειακή επεξεργασία

Υπάρχουν πολλές επιφανειακές επεξεργασίες που μπορούν να εφαρμοστούν στο αλουμίνιο και κάθε επεξεργασία επιφάνειας έχει χαρακτηριστικά εμφάνισης και προστασίας κατάλληλα για διαφορετικές εφαρμογές. Προς το

Δεν υπάρχει καμία επίδραση στο υλικό μετά το γυάλισμα. Αυτή η επιφανειακή επεξεργασία απαιτεί λιγότερο χρόνο και προσπάθεια, αλλά συνήθως δεν αρκεί για διακοσμητικά μέρη και είναι πιο κατάλληλη για πρωτότυπα που δοκιμάζουν μόνο τη λειτουργία και την καταλληλότητα.

Το τρίψιμο είναι το επόμενο βήμα προς τα πάνω από την επεξεργασμένη επιφάνεια. Δώστε μεγαλύτερη προσοχή στη χρήση αιχμηρών εργαλείων και περασμάτων φινιρίσματος για να δημιουργήσετε πιο ομαλό φινίρισμα επιφάνειας. Αυτή είναι επίσης μια πιο ακριβής μέθοδος επεξεργασίας, που χρησιμοποιείται συνήθως για τη δοκιμή εξαρτημάτων. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία εξακολουθεί να αφήνει ίχνη μηχανής, επομένως συνήθως δεν χρησιμοποιείται στο τελικό προϊόν.

Η αμμοβολή δημιουργεί μια ματ επιφάνεια ψεκάζοντας μικροσκοπικές γυάλινες χάντρες σε μέρη αλουμινίου. Αυτό θα αφαιρέσει τα περισσότερα (αλλά όχι όλα) σημάδια επεξεργασίας και θα του δώσει μια λεία αλλά κοκκώδη εμφάνιση. Η εμβληματική εμφάνιση και αίσθηση ορισμένων δημοφιλών φορητών υπολογιστών προέρχεται από την αμμοβολή πριν από την ανοδίωση.

Η ανοδίωση είναι μια κοινή μέθοδος επιφανειακής επεξεργασίας. Είναι ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου που θα σχηματιστεί φυσικά στην επιφάνεια αλουμινίου όταν εκτεθεί στον αέρα. Κατά τη χειροκίνητη επεξεργασία, τα εξαρτήματα αλουμινίου αναρτώνται σε ένα αγώγιμο στήριγμα, βυθίζονται σε ένα ηλεκτρολυτικό διάλυμα και εισάγεται συνεχές ρεύμα στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα. Όταν το οξύ του διαλύματος διαλύει το φυσικά σχηματιζόμενο στρώμα οξειδίου, το ρεύμα απελευθερώνει οξυγόνο στην επιφάνειά του, σχηματίζοντας έτσι ένα νέο προστατευτικό στρώμα οξειδίου του αλουμινίου.

Εξισορροπώντας τον ρυθμό διάλυσης και τον ρυθμό συσσώρευσης, το στρώμα οξειδίου σχηματίζει νανοπόρους, επιτρέποντας στην επικάλυψη να συνεχίσει να αναπτύσσεται πέρα ​​από αυτό που είναι φυσικά δυνατό. Αργότερα, για αισθητικούς λόγους, οι νανοπόροι μερικές φορές γεμίζονται με άλλους αναστολείς διάβρωσης ή έγχρωμες βαφές και στη συνέχεια σφραγίζονται για να ολοκληρωθεί η προστατευτική επίστρωση.

Δεξιότητες επεξεργασίας αλουμινίου

1. Εάν το τεμάχιο εργασίας υπερθερμανθεί κατά την επεξεργασία, ο υψηλός συντελεστής θερμικής διαστολής του αλουμινίου θα επηρεάσει την ανοχή, ειδικά για τα λεπτά μέρη. Για να αποφευχθούν τυχόν αρνητικές επιπτώσεις, η συγκέντρωση θερμότητας μπορεί να αποφευχθεί δημιουργώντας διαδρομές εργαλείων που δεν συγκεντρώνονται σε μια περιοχή για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτή η μέθοδος μπορεί να διαχέει θερμότητα και η διαδρομή του εργαλείου μπορεί να προβληθεί και να τροποποιηθεί στο λογισμικό CAM που δημιουργεί το πρόγραμμα κατεργασίας CNC.

2.2. Εάν η δύναμη είναι πολύ μεγάλη, η απαλότητα ορισμένων κραμάτων αλουμινίου θα προωθήσει την παραμόρφωση κατά την επεξεργασία. Επομένως, σύμφωνα με τον συνιστώμενο ρυθμό τροφοδοσίας και ταχύτητα για την επεξεργασία μιας συγκεκριμένης ποιότητας αλουμινίου, προκειμένου να δημιουργηθεί η κατάλληλη δύναμη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Ένας άλλος εμπειρικός κανόνας για την αποφυγή παραμόρφωσης είναι να διατηρείτε το πάχος του εξαρτήματος μεγαλύτερο από 0,020 ίντσες σε όλες τις περιοχές.

3. Ένα άλλο αποτέλεσμα της ολκιμότητας του αλουμινίου είναι ότι μπορεί να σχηματίσει μια συνδυασμένη άκρη του υλικού στο εργαλείο. Αυτό θα κρύψει την αιχμηρή επιφάνεια κοπής του εργαλείου, θα κάνει το εργαλείο αμβλύ και θα μειώσει την απόδοση κοπής του. Αυτή η άκρη συσσώρευσης μπορεί επίσης να προκαλέσει κακό φινίρισμα επιφάνειας στο εξάρτημα. Για να αποφύγετε τη συσσώρευση άκρων, πειραματιστείτε με υλικά εργαλείων. προσπαθήστε να αντικαταστήσετε το HSS (χάλυβας υψηλής ταχύτητας) με ένθετα καρβιδίου ή αντίστροφα και ρυθμίστε την ταχύτητα κοπής. Μπορείτε επίσης να προσπαθήσετε να ρυθμίσετε την ποσότητα και τον τύπο του υγρού κοπής.

Ενημερώστε μας για τον τρόπο επεξεργασίας εξαρτημάτων αλουμινίου με κατεργασία CNC όπως ακολουθεί το βίντεο.

-------------------------------------------------- --------ΤΕΛΟΣ----------------------------------------- ------------------------------