CNC emal materialları üçün alüminium
Alüminium bu gün ən çox emal olunan materiallardan biridir. Əslində, alüminium CNC emal prosesləri icra tezliyinə görə poladdan sonra ikinci yerdədir. Əsasən bu, onun əla emal qabiliyyəti ilə əlaqədardır.
Ən təmiz formasında alüminium kimyəvi elementi yumşaq, elastik, maqnitsiz və gümüşü-ağ görünüşlüdür. Lakin, element yalnız təmiz formada istifadə olunmur. Alüminium adətən manqan, mis və maqnezium kimi müxtəlif elementlərlə ərintiləşdirilərək müxtəlif əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılmış xüsusiyyətlərə malik yüzlərlə alüminium ərintiləri əmələ gətirir.
Bu məqalədə alüminium və onun ərintilərinin CNC emalı ilə bağlı proseslər, alətlər, parametrlər və çətinliklər araşdırılır. Həmçinin, CNC emalında istifadə olunan ən populyar ərintilər olan alüminiumun xüsusiyyətləri, eləcə də alüminiumun müxtəlif sənaye sahələrində tətbiqi müzakirə olunur.
Dəzgah
Alüminium müxtəlif proseslərdən istifadə etməklə asanlıqla formalaşdırılır, emal olunur və emal olunur. Yumşaq olduğu və asanlıqla qırıldığı üçün dəzgahlarla tez və asanlıqla kəsilə bilər. Həmçinin daha ucuzdur və poladdan daha az güc tələb edir. Bu xüsusiyyətlər həm mexanik, həm də hissəni sifariş edən müştəri üçün böyük fayda gətirir. Bundan əlavə, alüminiumun yaxşı emal qabiliyyəti onun emal zamanı daha az deformasiyaya uğraması deməkdir. Bu, CNC dəzgahlarına daha yüksək tolerantlıq əldə etməyə imkan verdiyi üçün daha yüksək dəqiqliyə gətirib çıxarır.
Güc-çəki nisbəti
Alüminium poladın sıxlığının təxminən üçdə birini təşkil edir. Bu, onu nisbətən yüngül edir. Yüngül çəkisinə baxmayaraq, alüminium çox yüksək möhkəmliyə malikdir. Möhkəmlik və yüngül çəkinin bu kombinasiyası materialların möhkəmlik-çəki nisbəti kimi təsvir olunur. Alüminiumun yüksək möhkəmlik-çəki nisbəti onu avtomobil və aerokosmik sənayesi kimi bir sıra sənaye sahələrində tələb olunan hissələr üçün əlverişli edir.
Korroziyaya davamlılığa
Alüminium adi dəniz və atmosfer şəraitində cızıqlara və korroziyaya davamlıdır. Bu xüsusiyyətləri anodlaşdırmaqla artıra bilərsiniz. Qeyd etmək vacibdir ki, korroziyaya qarşı müqavimət müxtəlif alüminium dərəcələrində dəyişir. Lakin ən çox CNC ilə işlənmiş dərəcələr ən yüksək müqavimətə malikdir.
Aşağı Temperaturlarda Performans
Əksər materiallar mənfi sıfır temperaturda bəzi arzuolunan xüsusiyyətlərini itirməyə meyllidir. Məsələn, həm karbonlu polad, həm də rezin aşağı temperaturda kövrək olur. Alüminium da öz növbəsində çox aşağı temperaturda yumşaqlığını, elastikliyini və möhkəmliyini qoruyur.
Elektrik keçiriciliyi
Saf alüminiumun elektrik keçiriciliyi otaq temperaturunda metrə təxminən 37.7 milyon siemens təşkil edir. Alüminium ərintiləri saf alüminiumdan daha aşağı keçiriciliyə malik olsa da, hissələrinin elektrik komponentlərində istifadə olunması üçün kifayət qədər keçiricidir. Digər tərəfdən, elektrik keçiriciliyi işlənmiş hissənin arzuolunan xüsusiyyəti deyilsə, alüminium uyğun olmayan material olardı.
Təkrar emal
Alüminium substrativ istehsal prosesi olduğundan, CNC emal prosesləri çox sayda tullantı materialı olan çiplər yaradır. Alüminium yüksək dərəcədə təkrar emal edilə biləndir, yəni onun təkrar emalı nisbətən az enerji, səy və xərc tələb edir. Bu, xərcləri geri ödəmək və ya material israfını azaltmaq istəyənlər üçün onu daha üstün edir. Bu, həmçinin alüminiumu emal üçün daha ekoloji cəhətdən təmiz bir material halına gətirir.
Anodizasiya potensialı
Materialın aşınma və korroziyaya davamlılığını artıran səthi bitirmə proseduru olan anodlaşdırma alüminiumda asanlıqla əldə edilir. Bu proses həmçinin emal olunmuş alüminium hissələrə rəng əlavə etməyi asanlaşdırır.
CNC emal üçün məşhur alüminium ərintiləri
Xometry şirkətindəki təcrübəmizə əsasən, aşağıdakı 5 alüminium növü CNC emalı üçün ən çox istifadə edilənlərdən biridir.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternativ təyinatlar: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Bu alüminium ərintisinin əsas ərinti elementi (4-5%) misdir. Bu, davamlı, yüngül, yüksək funksionallığa malik və AW 2030 ilə eyni yüksək mexaniki xüsusiyyətlərə malik qısa doğranmış ərintidir. Həmçinin yivləmə, istilik emalı və yüksək sürətli emal üçün də uyğundur. Bütün bu xüsusiyyətlər EN AW 2007-nin maşın hissələrinin, boltların, pərçim qaykalarının, vintlərin və yivli çubuqların istehsalında geniş istifadəsini təmin edir. Lakin, bu alüminium markası aşağı qaynaq qabiliyyətinə və aşağı korroziyaya davamlılığa malikdir; buna görə də hissələrin emalından sonra qoruyucu anodlaşdırma aparmaq tövsiyə olunur.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternativ təyinatlar: 3.3547; ərintisi 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
AW 5083 sərt mühitlərdə əla performansı ilə tanınır. Tərkibində maqnezium və xrom və manqanın kiçik izləri var. Bu marka həm kimyəvi, həm də dəniz mühitində korroziyaya qarşı çox yüksək müqavimətə malikdir. İstiliklə işlənməyən bütün ərintilər arasında AW 5080 ən yüksək möhkəmliyə malikdir; bu xüsusiyyəti qaynaqdan sonra belə saxlayır. Bu ərinti 65°C-dən yüksək temperaturda istifadə edilməməli olsa da, aşağı temperaturda tətbiqlərdə üstündür.
Arzuolunan xüsusiyyətlərə görə, AW 5080 kriogen avadanlıqlar, dəniz tətbiqləri, təzyiq avadanlıqları, kimyəvi tətbiqlər, qaynaqlanmış konstruksiyalar və nəqliyyat vasitələrinin gövdələri daxil olmaqla bir çox tətbiqdə istifadə olunur.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternativ təyinatlar: 3.3535; Ərinti 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Ən yüksək alüminium faizinə malik döymə alüminium-maqnezium ərintisi olduğundan, AW 5754 yayma, döymə və ekstruziya yolu ilə əldə edilə bilər. Həmçinin istiliklə işlənmir və möhkəmliyini artırmaq üçün soyuq emal edilə bilər, lakin daha aşağı elastikliyə malikdir. Bundan əlavə, bu ərinti korroziyaya qarşı əla müqavimətə malikdir və yüksək möhkəmliyə malikdir. Bu xüsusiyyətləri nəzərə alsaq, AW 5754-ün ən məşhur CNC emalı alüminium dərəcələrindən biri olması başa düşüləndir. Adətən qaynaqlanmış konstruksiyalarda, döşəmə tətbiqlərində, balıqçılıq avadanlıqlarında, nəqliyyat vasitələrinin gövdələrində, qida emalı və pərçimlərdə istifadə olunur.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternativ təyinatlar: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Bu, maqnezium və silikon tərkibli döymə alüminium ərintisidir. İstiliklə emal olunur və orta möhkəmliyə, yaxşı qaynaq qabiliyyətinə və yaxşı formaya malikdir. Həmçinin korroziyaya qarşı yüksək davamlıdır; bu xüsusiyyət anodlaşdırma yolu ilə daha da yaxşılaşdırıla bilər. EN AW 6060 tez-tez tikinti, qida emalı, tibbi avadanlıqlar və avtomobil mühəndisliyində istifadə olunur.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternativ təyinatlar: 3.4365; UNS A96082; H30; Əl-Zn6MgCu.
Sink bu alüminium növündə əsas ərinti elementidir. EN AW 7075 orta dərəcədə emal qabiliyyətinə, zəif soyuq əmələ gətirmə xüsusiyyətlərinə malik olsa da və həm qaynaq, həm də lehimləmə üçün uyğun olmasa da, yüksək möhkəmlik-sıxlıq nisbətinə, atmosfer və dəniz mühitlərinə əla müqavimətə və bəzi polad ərintiləri ilə müqayisə edilə bilən möhkəmliyə malikdir. Bu ərinti deltaplan və velosiped çərçivələri, qayaya dırmanma avadanlıqları, silahlar və qəlib alətləri istehsalı da daxil olmaqla çox geniş tətbiq sahələrində istifadə olunur.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternativ təyinatlar: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Bu ərinti əsas ərinti elementləri kimi maqnezium və silikondan, eləcə də az miqdarda misdən ibarətdir. Dartılma möhkəmliyi 180Mpa olan bu ərinti yüksək möhkəmliyə malikdir və iskele, dəmir yolu vaqonları, maşın və aerokosmik hissələr kimi yüksək yüklü konstruksiyalar üçün çox uyğundur.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternativ təyinatlar: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Adətən yayma və ekstruziya yolu ilə əmələ gələn bu ərinti orta möhkəmliyə, çox yaxşı qaynaq qabiliyyətinə və istilik keçiriciliyinə malikdir. Yüksək gərginlikli korroziyaya qarşı çatlama müqavimətinə malikdir. 140-330MPa arasında dəyişən dartılma möhkəmliyinə malikdir. Dəniz tikintisində və konteynerlərdə geniş istifadə olunur.
Alüminium CNC Emal Prosesləri
Bu gün mövcud olan bir sıra CNC emal prosesləri ilə alüminiumu emal edə bilərsiniz. Bu proseslərdən bəziləri aşağıdakılardır.
CNC Tornalama
CNC tornalama əməliyyatlarında iş parçası fırlanır, tək nöqtəli kəsici alət isə öz oxu boyunca hərəkətsiz qalır. Maşından asılı olaraq, ya iş parçası, ya da kəsici alət materialın çıxarılmasına nail olmaq üçün digərinə qarşı qidalanma hərəkəti həyata keçirir.
CNC Milling
CNC Freze əməliyyatları alüminium hissələrin emalında ən çox istifadə edilən əməliyyatlardır. Bu əməliyyatlar çoxnöqtəli kəsicinin öz oxu boyunca fırlanmasını əhatə edir, iş parçası isə öz oxu boyunca hərəkətsiz qalır. Kəsmə hərəkəti və sonradan materialın çıxarılması iş parçasının, kəsici alətin və ya hər ikisinin birləşdirilmiş qidalanma hərəkəti ilə əldə edilir. Bu hərəkət birdən çox ox boyunca həyata keçirilə bilər.
Cib saxlama
Cib frezelemesi kimi də tanınan cibləmə, bir hissədə içi boş bir cibin işləndiyi CNC frezeleme formasıdır.
Facing
Emalda üzləmə, iş parçasının səthində üz çevirmə və ya üz frezeləmə yolu ilə düz bir en kəsik sahəsi yaratmaqdan ibarətdir.
CNC Qazma
CNC Qazma, iş parçasında deşik açma prosesidir. Bu əməliyyatda, müəyyən ölçülü çoxnöqtəli fırlanan kəsici alət, qazılacaq səthə dik olaraq düz bir xətt boyunca hərəkət edir və bununla da effektiv şəkildə bir deşik yaradır.
Alüminium emalı üçün alətlər
Alüminium CNC emalı üçün alət seçiminə təsir edən bir neçə amil var.
Alət Dizaynı
Alət həndəsəsinin alüminium emalında səmərəliliyinə töhfə verən müxtəlif aspektləri var. Bunlardan biri də onun fleyta sayıdır. Yüksək sürətlə yonqar boşaltmasında çətinliklərin qarşısını almaq üçün alüminium CNC emalı üçün kəsici alətlərdə 2-3 fleyta olmalıdır. Daha çox fleyta sayı daha kiçik yonqar dərələrinə səbəb olur. Bu, alüminium ərintilərindən istehsal olunan böyük yonqarların ilişib qalmasına səbəb olacaq. Kəsmə qüvvələri az olduqda və yonqar boşluğu proses üçün vacib olduqda, 2 fleyta istifadə etməlisiniz. Yanqar boşluğu və alət möhkəmliyi arasında mükəmməl bir tarazlıq üçün 3 fleyta istifadə edin.
Sarmal bucağı
Sarmal bucağı alətin mərkəz xətti ilə kəsici kənar boyunca toxunan düz xətt arasındakı bucaqdır. Bu, kəsici alətlərin vacib xüsusiyyətidir. Daha yüksək sarmal bucağı hissədən qırıntıları daha tez çıxarsa da, kəsmə zamanı sürtünməni və istiliyi artırır. Bu, yüksək sürətli alüminium CNC emalı zamanı qırıntıların alət səthinə qaynaqlanmasına səbəb ola bilər. Digər tərəfdən, daha aşağı sarmal bucağı daha az istilik yaradır, lakin qırıntıları effektiv şəkildə çıxarmaya bilər. Alüminium emalı üçün 35° və ya 40° sarmal bucağı kobud işləmə tətbiqləri üçün uyğundur, 45° sarmal bucağı isə bitirmə üçün ən yaxşısıdır.
Təmizləmə bucağı
Alətin düzgün işləməsi üçün boşluq bucağı digər vacib amildir. Həddindən artıq böyük bucaq alətin işə girməsinə və səs-küy salmasına səbəb olar. Digər tərəfdən, çox kiçik bucaq alətlə iş arasında sürtünməyə səbəb olar. Alüminium CNC emalı üçün 6° ilə 10° arasındakı boşluq bucaqları ən yaxşısıdır.
Alət materialı
Karbid alüminium CNC emalında istifadə olunan kəsici alətlər üçün üstünlük verilən materialdır. Alüminium yumşaq kəsici olduğundan, alüminium üçün kəsici alətdə vacib olan sərtlik deyil, ülgüc kimi iti kənarı saxlamaq qabiliyyətidir. Bu qabiliyyət karbid alətlərində mövcuddur və iki amildən, karbid dənəcik ölçüsündən və bağlayıcı nisbətindən asılıdır. Daha böyük dənəcik ölçüsü daha sərt materiala səbəb olsa da, daha kiçik dənəcik ölçüsü daha möhkəm, zərbəyə davamlı material təmin edir ki, bu da əslində bizim tələb etdiyimiz xüsusiyyətdir. Daha kiçik dənəciklər incə dənəcik quruluşuna və materialın möhkəmliyinə nail olmaq üçün kobalt tələb edir.
Lakin, kobalt yüksək temperaturda alüminiumla reaksiyaya girərək alət səthində yığılmış alüminium kənarı əmələ gətirir. Əsas məsələ, tələb olunan möhkəmliyi qoruyarkən bu reaksiyanı minimuma endirmək üçün lazımi miqdarda kobalt (2-20%) olan karbid alətindən istifadə etməkdir. Karbid alətləri adətən alüminium CNC emalı ilə əlaqəli yüksək sürətlərə, yəni polad alətlərdən daha yaxşı tab gətirə bilir.
Alət materialından əlavə, alət örtüyü alət kəsmə səmərəliliyində mühüm amildir. ZrN (Sirkonium Nitrid), TiB2 (Titan di-Borid) və almaz kimi örtüklər alüminium CNC emalında istifadə olunan alətlər üçün uyğun örtüklərdəndir.
Yeməklər və Sürətlər
Kəsmə sürəti kəsici alətin fırlanma sürətidir. Alüminium çox yüksək kəsmə sürətinə davam gətirə bilər, buna görə də alüminium ərintiləri üçün kəsmə sürəti istifadə olunan maşının limitlərindən asılıdır. Sürət alüminium CNC emalında mümkün qədər yüksək olmalıdır, çünki bu, yığılmış kənarların əmələ gəlmə ehtimalını azaldır, vaxta qənaət edir, hissədə temperaturun yüksəlməsini minimuma endirir, yonqarın qırılmasını yaxşılaşdırır və bitirməni yaxşılaşdırır. İstifadə olunan dəqiq sürət alüminium ərintisindən və alətin diametrindən asılı olaraq dəyişir.
Qidalanma sürəti, iş parçasının və ya alətin hər bir dövrəsində hərəkət etdiyi məsafədir. İstifadə olunan qidalanma istənilən nəticədən, iş parçasının möhkəmliyindən və sərtliyindən asılıdır. Kobud kəsiklər 0.15 ilə 2.03 mm/dövr arasında qidalanma tələb edir, bitirmə kəsikləri isə 0.05 ilə 0.15 mm/dövr arasında qidalanma tələb edir.
Kəsmə Mayesi
Emal oluna bilməsinə baxmayaraq, alüminiumu heç vaxt quru şəkildə kəsməyin, çünki bu, yığılmış kənarların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Alüminium CNC emalı üçün uyğun kəsici mayelər həll olan yağ emulsiyaları və mineral yağlardır. Xlor və ya aktiv kükürd tərkibli kəsici mayelərdən çəkinin, çünki bu elementlər alüminiumu ləkələyir.
Emaldan sonrakı proseslər
Alüminium hissə emal edildikdən sonra, hissənin fiziki, mexaniki və estetik xüsusiyyətlərini artırmaq üçün həyata keçirə biləcəyiniz müəyyən proseslər mövcuddur. Ən geniş yayılmış proseslər aşağıdakılardır.
Muncuq və Qum Təmizləmə
Muncuqla partlatma estetik məqsədlər üçün bir bitirmə prosesidir. Bu prosesdə, işlənmiş hissə yüksək təzyiqli hava tabancasından istifadə edərək kiçik şüşə muncuqlarla partladılır, materialı effektiv şəkildə təmizləyir və hamar bir səth təmin edir. Bu, alüminiuma atlaz və ya mat bir örtük verir. Muncuqla partlatma üçün əsas proses parametrləri şüşə muncuqların ölçüsü və istifadə olunan hava təzyiqinin miqdarıdır. Bu prosesdən yalnız hissənin ölçülü toleransları kritik olmadıqda istifadə edin.
Digər bitirmə proseslərinə cilalama və rəngləmə daxildir.
Kaplama
Bu, alüminium hissənin sink, nikel və xrom kimi başqa bir materialla örtülməsini əhatə edir. Bu, hissə proseslərini təkmilləşdirmək üçün edilir və elektrokimyəvi proseslər vasitəsilə əldə edilə bilər.
Anodlaşdırma
Anodlaşdırma, alüminium hissənin seyreltilmiş sulfat turşusu məhluluna batırıldığı və katod və anod üzərində elektrik gərginliyinin tətbiq olunduğu elektrokimyəvi bir prosesdir. Bu proses hissənin açıq səthlərini effektiv şəkildə sərt, elektrik cəhətdən reaktiv olmayan alüminium oksid örtüyünə çevirir. Yaranan örtüyün sıxlığı və qalınlığı məhlulun konsistensiyasından, anodlaşdırma müddətindən və elektrik cərəyanından asılıdır. Bir hissəni rəngləmək üçün anodlaşdırma da apara bilərsiniz.
Powder Coating
Toz boyama prosesi, elektrostatik püskürtmə tabancasından istifadə edərək hissənin rəngli polimer tozu ilə örtülməsini əhatə edir. Daha sonra hissə 200°C temperaturda bərkiməsi üçün buraxılır. Toz boyama möhkəmliyi və aşınmaya, korroziyaya və zərbəyə qarşı müqaviməti artırır.
İstilik müalicəsi
İstiliklə emal edilə bilən alüminium ərintilərindən hazırlanmış hissələr mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün istiliklə emal edilə bilər.
CNC ilə işlənmiş alüminium hissələrin sənayedə tətbiqi
Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, alüminium ərintiləri bir sıra arzuolunan xüsusiyyətlərə malikdir. Buna görə də, CNC ilə işlənmiş alüminium hissələri aşağıdakılar da daxil olmaqla bir neçə sənayedə əvəzolunmazdır:
- AerospaceYüksək möhkəmlik-çəki nisbətinə görə bir neçə təyyarə armaturu emal olunmuş alüminiumdan hazırlanır;
- AutomotiveAerokosmik sənayedə olduğu kimi, avtomobil sənayesindəki vallar və digər komponentlər kimi bir neçə hissə alüminiumdan hazırlanır;
- ElektrikYüksək elektrik keçiriciliyinə malik olan CNC ilə işlənmiş alüminium hissələri tez-tez elektrik cihazlarında elektron komponentlər kimi istifadə olunur;
- Qida/Əczaçılıqalüminium hissələri əksər üzvi maddələrlə reaksiyaya girmədikləri üçün qida və əczaçılıq sənayesində mühüm rol oynayır;
- Idmanalüminium tez-tez beysbol dəyənəkləri və idman fitləri kimi idman ləvazimatları hazırlamaq üçün istifadə olunur;
- KriogeniklərAlüminiumun mexaniki xüsusiyyətlərini sıfırdan aşağı temperaturda saxlamaq qabiliyyəti, alüminium hissələrini kriogen tətbiqlər üçün arzuolunan edir.