Що вам потрібно знати про обробку алюмінієвих деталей з ЧПУ

Існує багато причин, чому алюміній є найбільш часто використовуваним кольоровим металом. Він дуже пластичний, тому підходить для широкого спектру застосувань. Його пластичність дозволяє виготовляти з нього алюмінієву фольгу, а його пластичність дозволяє втягувати алюміній у стрижні та дроти.

Алюміній також має високу корозійну стійкість, оскільки, коли матеріал піддається впливу повітря, він природним чином утворює захисний оксидний шар. Це окислення також можна викликати штучно, щоб забезпечити більш сильний захист. Натуральний захисний шар алюмінію робить його більш стійким до корозії, ніж вуглецева сталь. Крім того, алюміній є хорошим провідником тепла та електрики, краще, ніж вуглецева та нержавіюча сталь.

（Алюмінієва фольга）

Її швидше та легше обробляти, ніж сталь, а її співвідношення міцності та ваги робить її хорошим вибором для багатьох застосувань, де потрібні міцні та тверді матеріали. Нарешті, у порівнянні з іншими металами, алюміній можна добре переробити, тому більше стружки можна зберегти, розплавити та використати повторно. У порівнянні з енергією, необхідною для виробництва чистого алюмінію, переробка алюмінію може заощадити до 95% енергії.

Звичайно, використання алюмінію також має деякі недоліки, особливо якщо порівнювати зі сталлю. Він не такий твердий, як сталь, що робить його поганим вибором для деталей, які витримують більший удар або надзвичайно високу вантажопідйомність. Температура плавлення алюмінію також значно нижча (660°C, коли температура плавлення сталі нижча, приблизно 1400°C), він не витримує екстремально високих температур. Він також має високий коефіцієнт теплового розширення, тому якщо температура під час обробки буде занадто високою, він деформується, і важко підтримувати суворі допуски. Нарешті, алюміній може бути дорожчим за сталь через більш високі вимоги до потужності під час споживання.

Алюмінієвий сплав

Злегка регулюючи кількість елементів з алюмінієвого сплаву, можна виготовити незліченну кількість видів алюмінієвих сплавів. Однак деякі композиції виявилися більш корисними, ніж інші. Ці поширені алюмінієві сплави згруповані за основними легуючими елементами. Кожна серія має деякі спільні ознаки. Наприклад, алюмінієві сплави серії 3000, 4000 і 5000 не піддаються термічній обробці, тому використовується холодна обробка, яку ще називають робочим зміцненням. До

Основні типи алюмінієвих сплавів наведені нижче.

1000 серія

Алюмінієві сплави 1xxx містять найчистіший алюміній з вмістом алюмінію щонайменше 99% за вагою. Немає специфічних легуючих елементів, більшість з яких майже чистий алюміній. Наприклад, алюміній 1199 містить 99,99% алюмінію за вагою і використовується для виготовлення алюмінієвої фольги. Це найм’які сорти, але вони можуть бути загартовані, що означає, що вони стають міцнішими при багаторазовій деформації.

2000 серія

Основним легуючим елементом алюмінію серії 2000 є мідь. Ці марки алюмінію можуть бути загартовані атмосферним опадом, що робить їх майже такими ж міцними, як і сталь. Осадкове зміцнення включає нагрівання металу до певної температури, щоб дати можливість осадам інших металів випадати з розчину металу (у той час як метал залишається твердим), і сприяє підвищенню межі плинності. Однак завдяки додаванню міді алюміній марки 2xxx мають нижчу корозійну стійкість. Алюміній 2024 також містить марганець і магній і використовується в аерокосмічних деталях.

3000 серія

Марганець є найважливішим елементом добавки в алюмінієвій серії 3000. Ці алюмінієві сплави також можна зміцнювати (це необхідно для досягнення достатнього рівня твердості, оскільки ці марки алюмінію не піддаються термічній обробці). Алюміній 3004 також містить магній, сплав, який використовується в алюмінієвих банках для напоїв, і його загартовані варіанти.

4000 серія

Алюміній серії 4000 містить кремній як основний легуючий елемент. Силіцій знижує температуру плавлення алюмінію марки 4xxx. Алюміній 4043 використовується як матеріал присадки для зварювання алюмінієвих сплавів серії 6000, а алюміній 4047 використовується як лист і облицювання.

5000 серія

Магній є основним легуючим елементом у серії 5000. Ці марки мають одні з найкращих корозійних властивостей, тому їх часто використовують у морському застосуванні або в інших ситуаціях, що стикаються з екстремальними умовами. Алюміній 5083 - це сплав, який зазвичай використовується в морських деталях.

6000 серія

І магній, і кремній використовуються для виготовлення деяких з найпоширеніших алюмінієвих сплавів. Комбінація цих елементів використовується для створення серії 6000, яка зазвичай легко піддається обробці та осадковому зміцненню. Зокрема, 6061 є одним з найпоширеніших алюмінієвих сплавів і має високу корозійну стійкість. Він зазвичай використовується в структурних і аерокосмічних додатках.

7000 серія

Ці алюмінієві сплави виготовляються з цинку, іноді містять мідь, хром і магній. Вони можуть бути загартовані осадженням, щоб стати найміцнішими з усіх алюмінієвих сплавів. Марка 7000 часто використовується в аерокосмічній галузі завдяки своїй високій міцності. 7075 є звичайним сортом. Хоча його корозійна стійкість вища, ніж у матеріалів серії 2000, його корозійна стійкість нижча, ніж у інших сплавів. Цей сплав широко використовується, але особливо підходить для аерокосмічних застосувань. До

Ці алюмінієві сплави виготовляються з цинку, а іноді і з міді, хрому та магнію, і можуть стати найміцнішими з усіх алюмінієвих сплавів шляхом дисперсійного зміцнення. Клас 7000 зазвичай використовується в аерокосмічній галузі через його високу міцність. 7075 є загальною маркою з нижчою корозійною стійкістю, ніж інші сплави.

8000 серія

Серія 8000 — це загальний термін, який не поширюється на будь-які інші типи алюмінієвих сплавів. Ці сплави можуть включати багато інших елементів, включаючи залізо і літій. Наприклад, алюміній 8176 містить 0,6% заліза і 0,1% кремнію за масою і використовується для виготовлення проводів.

Обробка алюмінію відпуском та обробка поверхні

Термічна обробка є звичайним процесом кондиціонування, що означає, що вона змінює властивості матеріалу багатьох металів на хімічному рівні. Особливо для алюмінію необхідно підвищити твердість і міцність. Необроблений алюміній є м’яким металом, тому для того, щоб витримати певні застосування, йому потрібно пройти певний процес регулювання. Для алюмінію процес позначається назвою літери в кінці номера класу.

Термічна обробка

Алюміній серії 2xxx, 6xxx і 7xxx можна піддавати термічній обробці. Це допомагає підвищити міцність і твердість металу і корисно для певних застосувань. Інші сплави 3xxx, 4xxx і 5xxx можна обробляти тільки в холодному стані для підвищення міцності і твердості. До сплаву можна додати різні літерні назви (так звані відпущені назви), щоб визначити, яка обробка використовується. Це назви:

F означає, що він знаходиться у виробничому стані або матеріал не пройшов термічної обробки.

H означає, що матеріал пройшов певну робоче зміцнення, незалежно від того, чи проводиться воно одночасно з термічною обробкою. Цифра після «Н» вказує на тип термічної обробки та твердість.

O вказує на те, що алюміній відпалений, що знижує міцність і твердість. Це здається дивним вибором – кому б хотілося мати більш м’який матеріал? Однак відпал дає матеріал, який легше обробляти, можливо, більш жорсткий і пластичний, що є вигідним для певних методів виробництва.

T означає, що алюміній пройшов термічну обробку, а цифра після «T» вказує на деталі процесу термічної обробки. Наприклад, Al 6061-T6 піддається термічній обробці в розчині (витримується при 980 градусах за Фаренгейтом, потім гаситься у воді для швидкого охолодження), а потім обробляється старінням при температурі від 325 до 400 градусів за Фаренгейтом.

Обробка поверхонь

Існує багато видів обробки поверхні, які можна застосувати до алюмінію, і кожна обробка поверхні має характеристики зовнішнього вигляду та захисту, які підходять для різних застосувань. До

Немає впливу на матеріал після полірування. Така обробка поверхні вимагає менше часу та зусиль, але зазвичай її недостатньо для декоративних деталей і найбільше підходить для прототипів, які лише перевіряють функціональність та придатність.

Шліфування є наступним кроком після обробленої поверхні. Зверніть більше уваги на використання гострих інструментів і фінішних проходів, щоб отримати більш гладку поверхню. Це також більш точний метод обробки, який зазвичай використовується для перевірки деталей. Однак цей процес все ще залишає машинні сліди, тому зазвичай не використовується в кінцевому продукті.

Піскоструминна обробка створює матову поверхню шляхом розпилення крихітних скляних кульок на алюмінієві деталі. Це видалить більшість (але не всі) сліди обробки та надасть йому гладкий, але зернистий вигляд. Культовий зовнішній вигляд і відчуття деяких популярних ноутбуків набувають піскоструминної обробки перед анодуванням.

Анодування є поширеним методом обробки поверхні. Це захисний оксидний шар, який природним чином утворюється на алюмінієвій поверхні при контакті з повітрям. При ручній обробці алюмінієві деталі підвішують на струмопровідну опору, занурюють в електролітичний розчин, а в електролітичний розчин вводять постійний струм. Коли кислота розчину розчиняє природний шар оксиду, струм виділяє на його поверхню кисень, утворюючи таким чином новий захисний шар оксиду алюмінію.

Урівноважуючи швидкість розчинення та швидкість накопичення, оксидний шар утворює нанопори, що дозволяє покриттю продовжувати рости за межі природно можливого. Пізніше, з естетичних міркувань, нанопори іноді заповнюють іншими інгібіторами корозії або кольоровими барвниками, а потім герметизують для завершення захисного покриття.

Навички обробки алюмінію

1. Якщо заготовка під час обробки перегріється, високий коефіцієнт теплового розширення алюмінію вплине на допуск, особливо для тонких деталей. Щоб запобігти будь-яким негативним ефектам, концентрації тепла можна уникнути, створюючи шляхи інструменту, які не будуть зосереджені в одній зоні занадто довго. Цей метод може розсіювати тепло, а шлях інструменту можна переглядати та змінювати в програмному забезпеченні CAM, яке створює програму обробки з ЧПУ.

2.2. Якщо зусилля занадто велике, м’якість деяких алюмінієвих сплавів сприятиме деформації під час обробки. Таким чином, відповідно до рекомендованої швидкості подачі та швидкості обробки алюмінію певного сорту, щоб створити відповідне зусилля під час процесу. Ще одне практичне правило для запобігання деформації — підтримувати товщину деталі більше ніж 0,020 дюйма у всіх областях.

3. Іншим ефектом пластичності алюмінію є те, що він може утворювати комбінований край матеріалу на інструменті. Це приховає гостру ріжучу поверхню інструменту, зробить інструмент затупленим і знизить його ефективність різання. Ця кромка накопичення також може спричинити погану обробку поверхні деталі. Щоб уникнути скупчення країв, експериментуйте з інструментальними матеріалами; спробуйте замінити HSS (швидкорізальна сталь) на твердосплавні пластини, або навпаки, і відрегулюйте швидкість різання. Ви також можете спробувати відрегулювати кількість і тип ріжучої рідини.

Розкажіть нам про те, як обробляти алюмінієві деталі за допомогою обробки з ЧПУ, як показано в наступному відео.

-------------------------------------------------- --------КІНЕЦЬ------------------------------------------------ -------------------------------------