Mitä sinun tulee tietää alumiiniosien CNC-työstyksestä

On monia syitä, miksi alumiini on yleisimmin käytetty ei-rautametalli. Se on erittäin muokattava, joten se sopii monenlaisiin sovelluksiin. Sen sitkeys mahdollistaa sen tekemisen alumiinifolioksi, ja sen sitkeys mahdollistaa alumiinin vetämisen tankoiksi ja langoiksi.

Alumiinilla on myös korkea korroosionkestävyys, koska kun materiaali altistuu ilmalle, se muodostaa luonnollisesti suojaavan oksidikerroksen. Tämä hapettuminen voidaan myös aiheuttaa keinotekoisesti vahvemman suojan aikaansaamiseksi. Alumiinin luonnollinen suojakerros tekee siitä korroosiota kestävämmän kuin hiiliteräksen. Lisäksi alumiini on hyvä lämmön- ja sähköjohdin, parempi kuin hiiliteräs ja ruostumaton teräs.

（Alumiinifolio）

Se on nopeampi ja helpompi käsitellä kuin teräs, ja sen lujuus-painosuhde tekee siitä hyvän valinnan moniin sovelluksiin, jotka vaativat vahvoja, kovia materiaaleja. Lopuksi, muihin metalleihin verrattuna alumiini voidaan kierrättää hyvin, joten enemmän lastumateriaalia voidaan säilyttää, sulattaa ja käyttää uudelleen. Verrattuna puhtaan alumiinin tuottamiseen tarvittavaan energiaan alumiinin kierrättäminen voi säästää jopa 95 % energiasta.

Alumiinin käytöllä on tietysti myös haittoja, varsinkin teräkseen verrattuna. Se ei ole yhtä kovaa kuin teräs, mikä tekee siitä huonon valinnan osille, jotka kestävät suurempia iskuja tai erittäin suurta kantavuutta. Alumiinin sulamispiste on myös huomattavasti alhaisempi (660°C, kun teräksen sulamispiste on alhaisempi, noin 1400°C), se ei kestä äärimmäisen korkeita lämpötiloja. Sillä on myös korkea lämpölaajenemiskerroin, joten jos lämpötila on liian korkea käsittelyn aikana, se deformoituu ja tiukkoja toleransseja on vaikea ylläpitää. Lopuksi alumiini voi olla kalliimpaa kuin teräs, koska kulutuksen aikana tarvitaan suurempia tehoja.

Alumiiniseos

Säätämällä hieman alumiiniseoselementtien määrää voidaan valmistaa lukemattomia erilaisia ​​alumiiniseoksia. Jotkut koostumukset ovat kuitenkin osoittautuneet käyttökelpoisemmiksi kuin toiset. Nämä yleiset alumiiniseokset on ryhmitelty tärkeimpien seosaineiden mukaan. Jokaisella sarjalla on joitain yhteisiä ominaisuuksia. Esimerkiksi 3000-, 4000- ja 5000-sarjan alumiiniseoksia ei voida lämpökäsitellä, joten käytetään kylmämuokkausta, jota kutsutaan myös työkarkaisuksi. Vastaanottaja

Tärkeimmät alumiiniseostyypit ovat alla.

1000 sarja

Alumiini 1xxx -seokset sisältävät puhtainta alumiinia, jonka alumiinipitoisuus on vähintään 99 painoprosenttia. Ei ole erityisiä seosaineita, joista suurin osa on lähes puhdasta alumiinia. Esimerkiksi alumiini 1199 sisältää 99,99 painoprosenttia alumiinia ja sitä käytetään alumiinifolion valmistukseen. Nämä ovat pehmeimpiä laatuja, mutta ne voidaan työstää, mikä tarkoittaa, että ne vahvistuvat toistuvasti muotoiltaessa.

2000 sarja

2000-sarjan alumiinin tärkein seosaine on kupari. Nämä alumiinilaadut voidaan sadekarkaistua, mikä tekee niistä melkein yhtä lujia kuin teräs. Saostuskarkaisussa metalli kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan, jotta muiden metallien saostuminen saadaan saostumaan metalliliuoksesta (metallin pysyessä kiinteänä), ja se auttaa lisäämään myötörajaa. Kuparin lisäyksen ansiosta 2xxx-alumiinilaaduilla on kuitenkin pienempi korroosionkestävyys. Alumiini 2024 sisältää myös mangaania ja magnesiumia, ja sitä käytetään ilmailun osissa.

3000 sarja

Mangaani on alumiinin 3000-sarjan tärkein lisäaine. Nämä alumiiniseokset voidaan myös työstää (tämä on tarpeen riittävän kovuustason saavuttamiseksi, koska näitä alumiinilajeja ei voida lämpökäsitellä). Alumiini 3004 sisältää myös magnesiumia, alumiinijuomatölkkien metalliseosta ja sen karkaistuja muunnelmia.

4000 sarja

4000-sarjan alumiini sisältää piitä pääseoselementtinä. Pii alentaa 4xxx-luokan alumiinin sulamispistettä. Alumiinia 4043 käytetään täytetankomateriaalina 6000-sarjan alumiiniseosten hitsaukseen, kun taas alumiinia 4047 käytetään levynä ja verhouksena.

5000 sarja

Magnesium on 5000-sarjan tärkein seosaine. Näillä laatuluokilla on joitakin parhaista korroosionkestävyydestä, joten niitä käytetään usein merisovelluksissa tai muissa äärimmäisissä olosuhteissa. Alumiini 5083 on metalliseos, jota käytetään yleisesti laivojen osissa.

6000 sarja

Sekä magnesiumia että piitä käytetään joidenkin yleisimpien alumiiniseosten valmistukseen. Näitä elementtejä yhdistelemällä luodaan 6000-sarja, joka on yleensä helppo työstää ja saostuskarkaisu. Erityisesti 6061 on yksi yleisimmistä alumiiniseoksista ja sillä on korkea korroosionkestävyys. Sitä käytetään yleisesti rakenne- ja ilmailusovelluksissa.

7000 sarja

Nämä alumiiniseokset on valmistettu sinkistä ja sisältävät joskus kuparia, kromia ja magnesiumia. Ne voidaan kovettaa saostuskarkaisuksi, jotta niistä tulee vahvimpia alumiiniseoksia. 7000-luokkaa käytetään usein ilmailusovelluksissa sen suuren lujuuden vuoksi. 7075 on yleinen arvosana. Vaikka sen korroosionkestävyys on korkeampi kuin 2000-sarjan materiaalien, sen korroosionkestävyys on alhaisempi kuin muiden metalliseosten. Tätä seosta käytetään yleisesti, mutta se sopii erityisen hyvin ilmailusovelluksiin. Vastaanottaja

Nämä alumiiniseokset on valmistettu sinkistä ja joskus kuparista, kromista ja magnesiumista, ja niistä voi tulla vahvimpia alumiiniseoksia saostuskovettumalla. Luokkaa 7000 käytetään yleensä ilmailusovelluksissa sen suuren lujuuden vuoksi. 7075 on yleinen laatu, jolla on alhaisempi korroosionkestävyys kuin muilla seoksilla.

8000 sarja

8000-sarja on yleinen termi, joka ei koske muita alumiiniseoksia. Nämä seokset voivat sisältää monia muita alkuaineita, kuten rautaa ja litiumia. Esimerkiksi 8176-alumiini sisältää 0,6 painoprosenttia rautaa ja 0,1 painoprosenttia piitä, ja sitä käytetään lankojen valmistukseen.

Alumiinin karkaisukäsittely ja pintakäsittely

Lämpökäsittely on yleinen käsittelyprosessi, mikä tarkoittaa, että se muuttaa monien metallien materiaaliominaisuuksia kemiallisella tasolla. Erityisesti alumiinille on tarpeen lisätä kovuutta ja lujuutta. Käsittelemätön alumiini on pehmeä metalli, joten kestääkseen tietyt sovellukset sen on käytävä läpi tietty säätöprosessi. Alumiinin osalta prosessi ilmaistaan ​​luokkanumeron lopussa olevalla kirjaimella.

Lämpökäsittely

Sarjan 2xxx, 6xxx ja 7xxx alumiinit voidaan kaikki lämpökäsitellä. Tämä auttaa lisäämään metallin lujuutta ja kovuutta ja on hyödyllistä tietyissä sovelluksissa. Muut seokset 3xxx, 4xxx ja 5xxx voidaan työstää vain kylmänä lujuuden ja kovuuden lisäämiseksi. Seokseen voidaan lisätä erilaisia ​​kirjainnimiä (kutsutaan karkaistuiksi nimiksi) käytettävän käsittelyn määrittämiseksi. Nämä nimet ovat:

F tarkoittaa, että se on valmistustilassa tai materiaalia ei ole lämpökäsitelty.

H tarkoittaa, että materiaali on läpikäynyt jonkinlaisen työkarkaisun riippumatta siitä, suoritetaanko se samanaikaisesti lämpökäsittelyn kanssa vai ei. H:n jälkeen oleva numero ilmaisee lämpökäsittelyn tyypin ja kovuuden.

O tarkoittaa, että alumiini on hehkutettu, mikä vähentää lujuutta ja kovuutta. Tämä vaikuttaa oudolta valinnalta - kuka haluaisi pehmeämmän materiaalin? Hehkutus tuottaa kuitenkin materiaalia, joka on helpompi käsitellä, mahdollisesti sitkeämpi ja sitkeämpi, mikä on edullista tietyissä valmistusmenetelmissä.

T tarkoittaa, että alumiini on lämpökäsitelty, ja numero "T":n jälkeen kertoo lämpökäsittelyprosessin yksityiskohdista. Esimerkiksi Al 6061-T6 käy läpi liuoslämpökäsittelyn (pidetään 980 Fahrenheit-asteessa, sitten sammutetaan vedessä nopeaa jäähdytystä varten) ja sitten vanhentamiskäsittely 325-400 Fahrenheit-asteessa.

Pintakäsittely

Alumiinille voidaan levittää monia pintakäsittelyjä, ja jokaisella pintakäsittelyllä on eri käyttökohteisiin sopivat ulkonäkö- ja suojaominaisuudet. Vastaanottaja

Ei vaikuta materiaaliin kiillotuksen jälkeen. Tämä pintakäsittely vaatii vähemmän aikaa ja vaivaa, mutta ei yleensä riitä koristeosiin, vaan sopii parhaiten prototyyppeihin, jotka vain testaavat toimivuutta ja sopivuutta.

Hionta on seuraava askel koneistetusta pinnasta ylöspäin. Kiinnitä enemmän huomiota terävien työkalujen käyttöön ja viimeistelyyn saadaksesi tasaisemman pinnan. Tämä on myös tarkempi käsittelymenetelmä, jota käytetään yleensä osien testaamiseen. Tämä prosessi jättää kuitenkin edelleen koneen jälkiä, joten sitä ei yleensä käytetä lopputuotteessa.

Hiekkapuhallus luo mattapintaisen pinnan ruiskuttamalla pieniä lasihelmiä alumiiniosiin. Tämä poistaa useimmat (mutta ei kaikki) käsittelyjäljet ​​ja antaa sille tasaisen mutta rakeisen ulkonäön. Joidenkin suosittujen kannettavien tietokoneiden ikoninen ulkonäkö ja tuntu syntyy hiekkapuhalluksesta ennen anodisointia.

Anodisointi on yleinen pintakäsittelymenetelmä. Se on suojaava oksidikerros, joka muodostuu luonnollisesti alumiinipinnalle joutuessaan alttiiksi ilmalle. Manuaalisen käsittelyn aikana alumiiniosat ripustetaan johtavalle alustalle, upotetaan elektrolyyttiliuokseen ja tasavirta johdetaan elektrolyyttiliuokseen. Kun liuoksen happo liuottaa luonnollisesti muodostuneen oksidikerroksen, virta vapauttaa happea sen pinnalle muodostaen näin uuden suojakerroksen alumiinioksidia.

Tasapainottamalla liukenemisnopeutta ja akkumulaationopeutta oksidikerros muodostaa nanohuokosia, jolloin pinnoite voi jatkaa kasvuaan yli luonnollisesti mahdollista. Myöhemmin esteettisistä syistä nanohuokoset täytetään joskus muilla korroosionestoaineilla tai värillisillä väriaineilla ja suljetaan sitten suojaavan pinnoitteen viimeistelemiseksi.

Alumiinin käsittelytaidot

1. Jos työkappale ylikuumenee käsittelyn aikana, alumiinin korkea lämpölaajenemiskerroin vaikuttaa toleranssiin, erityisesti ohuiden osien kohdalla. Kielteisten vaikutusten estämiseksi lämmön keskittyminen voidaan välttää luomalla työkaluradat, jotka eivät keskittyneet yhdelle alueelle liian pitkäksi aikaa. Tämä menetelmä voi haihduttaa lämpöä, ja työkalun rataa voidaan tarkastella ja muokata CAM-ohjelmistossa, joka luo CNC-työstöohjelman.

2.2. Jos voima on liian suuri, joidenkin alumiiniseosten pehmeys edistää muodonmuutoksia käsittelyn aikana. Siksi suositellun syöttönopeuden ja nopeuden mukaan käsitellä tietyn luokan alumiinia, jotta saadaan aikaan sopiva voima prosessin aikana. Toinen peukalosääntö muodonmuutosten estämiseksi on pitää osan paksuus yli 0,020 tuumaa kaikilla alueilla.

3. Toinen alumiinin sitkeyden vaikutus on, että se voi muodostaa materiaalin yhdistetyn reunan työkaluun. Tämä piilottaa työkalun terävän leikkauspinnan, tekee työkalusta tylsän ja vähentää sen leikkaustehoa. Tämä kasautumisreuna voi myös aiheuttaa kappaleen huonon pinnan. Reunojen kerääntymisen välttämiseksi kokeile työkalumateriaaleja; yritä korvata HSS (high-speed steel) kovametalliterillä tai päinvastoin ja säädä leikkausnopeutta. Voit myös yrittää säätää leikkausnesteen määrää ja tyyppiä.

Kerro meille kuinka käsitellä alumiiniosia CNC-työstyksellä seuraavan videon mukaisesti.

--------------------------------------------------- ---------------------------------------------------- ------------------------------