Những điều bạn cần biết về gia công CNC Các bộ phận nhôm

Có nhiều lý do tại sao nhôm là kim loại màu được sử dụng phổ biến nhất. Nó rất dễ uốn, vì vậy nó thích hợp cho một loạt các ứng dụng. Độ dẻo của nó cho phép nó được sản xuất thành lá nhôm, và độ dẻo của nó cho phép nhôm được kéo thành thanh và dây.

Nhôm cũng có khả năng chống ăn mòn cao, vì khi vật liệu tiếp xúc với không khí, nó sẽ tự nhiên tạo thành một lớp oxit bảo vệ. Quá trình oxy hóa này cũng có thể được tạo ra một cách nhân tạo để cung cấp sự bảo vệ mạnh mẽ hơn. Lớp bảo vệ tự nhiên của nhôm giúp nó có khả năng chống ăn mòn cao hơn thép cacbon. Ngoài ra, nhôm còn là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, tốt hơn cả thép cacbon và thép không gỉ.

（Nhôm foilï¼ ‰

Nó nhanh hơn và dễ gia công hơn thép, và tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng của nó khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho nhiều ứng dụng yêu cầu vật liệu cứng và chắc. Cuối cùng, so với các kim loại khác, nhôm có thể được tái chế tốt, vì vậy nhiều vật liệu chip hơn có thể được bảo quản, nấu chảy và tái sử dụng. So với năng lượng cần thiết để sản xuất nhôm nguyên chất, tái chế nhôm có thể tiết kiệm đến 95% năng lượng.

Tất nhiên, việc sử dụng nhôm cũng có một số nhược điểm, đặc biệt là khi so sánh với thép. Nó không cứng như thép, khiến nó trở thành một lựa chọn tồi cho các bộ phận chịu được tác động lớn hơn hoặc khả năng chịu tải cực cao. Điểm nóng chảy của nhôm cũng thấp hơn đáng kể (660 ° C, khi nhiệt độ nóng chảy của thép thấp hơn, khoảng 1400 ° C), nó không thể chịu được các ứng dụng nhiệt độ cực cao. Nó cũng có hệ số giãn nở nhiệt cao, vì vậy nếu nhiệt độ quá cao trong quá trình xử lý, nó sẽ biến dạng và khó duy trì dung sai nghiêm ngặt. Cuối cùng, nhôm có thể đắt hơn thép do yêu cầu điện năng cao hơn trong quá trình tiêu thụ.

Hợp kim nhôm

Bằng cách điều chỉnh một chút số lượng các nguyên tố hợp kim nhôm, vô số loại hợp kim nhôm có thể được sản xuất. Tuy nhiên, một số sáng tác đã được chứng minh là hữu ích hơn những tác phẩm khác. Các hợp kim nhôm phổ biến này được phân nhóm theo các nguyên tố hợp kim chính. Mỗi loạt có một số thuộc tính chung. Ví dụ, các hợp kim nhôm sê-ri 3000, 4000 và 5000 không thể được xử lý nhiệt, do đó, gia công nguội được sử dụng, còn được gọi là gia công cứng. Đến

Các loại hợp kim nhôm chính như bên dưới.

1000 loạt

Hợp kim nhôm 1xxx chứa nhôm tinh khiết nhất, với hàm lượng nhôm ít nhất là 99% trọng lượng. Không có nguyên tố hợp kim cụ thể nào, hầu hết trong số đó gần như là nhôm nguyên chất. Ví dụ, nhôm 1199 chứa 99,99% nhôm theo trọng lượng và được sử dụng để làm lá nhôm. Đây là những cấp độ mềm nhất, nhưng chúng có thể được làm cứng, có nghĩa là chúng trở nên cứng hơn khi bị biến dạng nhiều lần.

2000 sê-ri

Nguyên tố hợp kim chính của nhôm sê-ri 2000 là đồng. Các loại nhôm này có thể được kết tủa cứng lại, điều này làm cho chúng cứng gần như thép. Làm cứng kết tủa bao gồm việc nung kim loại đến một nhiệt độ nhất định để cho kết tủa của các kim loại khác kết tủa ra khỏi dung dịch kim loại (trong khi kim loại vẫn ở trạng thái rắn), và giúp tăng cường độ chảy. Tuy nhiên, do có thêm đồng, lớp nhôm 2xxx có khả năng chống ăn mòn thấp hơn. Nhôm 2024 cũng chứa mangan và magiê và được sử dụng trong các bộ phận hàng không vũ trụ.

Dòng 3000

Mangan là nguyên tố phụ gia quan trọng nhất trong dòng nhôm 3000. Các hợp kim nhôm này cũng có thể được gia công cứng (điều này là cần thiết để đạt được mức độ cứng đủ, vì các loại nhôm này không thể được xử lý nhiệt). Nhôm 3004 cũng chứa magiê, một hợp kim được sử dụng trong lon nước giải khát bằng nhôm và các biến thể cứng của nó.

4000 loạt

Nhôm sê-ri 4000 bao gồm silicon là nguyên tố hợp kim chính. Silicon làm giảm điểm nóng chảy của nhôm cấp 4xxx. Nhôm 4043 được sử dụng làm vật liệu thanh phụ để hàn các hợp kim nhôm 6000 loạt, trong khi nhôm 4047 được sử dụng làm tấm và lớp phủ.

5000 sê-ri

Magiê là nguyên tố hợp kim chính trong dòng 5000. Các lớp này có một số khả năng chống ăn mòn tốt nhất, vì vậy chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải hoặc các tình huống khác đối mặt với môi trường khắc nghiệt. Nhôm 5083 là một hợp kim thường được sử dụng trong các bộ phận hàng hải.

6000 loạt

Cả magiê và silicon đều được sử dụng để tạo ra một số hợp kim nhôm phổ biến nhất. Sự kết hợp của các yếu tố này được sử dụng để tạo ra dòng 6000, thường dễ xử lý và làm cứng kết tủa. Đặc biệt, 6061 là một trong những hợp kim nhôm phổ biến nhất và có khả năng chống ăn mòn cao. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng cấu trúc và hàng không vũ trụ.

7000 series

Những hợp kim nhôm này được làm bằng kẽm, và đôi khi chứa đồng, crom và magiê. Chúng có thể được làm cứng kết tủa để trở thành hợp kim nhôm mạnh nhất trong số tất cả các hợp kim. Loại 7000 thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ do độ bền cao của nó. 7075 là mức phổ biến. Mặc dù khả năng chống ăn mòn của nó cao hơn so với các vật liệu dòng 2000, nhưng khả năng chống ăn mòn của nó lại thấp hơn các hợp kim khác. Hợp kim này được sử dụng phổ biến, nhưng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ. Đến

Những hợp kim nhôm này được làm bằng kẽm, và đôi khi là đồng, crom và magiê, và có thể trở thành hợp kim nhôm mạnh nhất bằng cách làm cứng kết tủa. Lớp 7000 thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ do độ bền cao của nó. 7075 là loại chung có khả năng chống ăn mòn thấp hơn các hợp kim khác.

8000 sê-ri

Dòng 8000 là một thuật ngữ chung không áp dụng cho bất kỳ loại hợp kim nhôm nào khác. Những hợp kim này có thể bao gồm nhiều nguyên tố khác, bao gồm cả sắt và liti. Ví dụ, nhôm 8176 chứa 0,6% sắt và 0,1% silicon theo trọng lượng và được sử dụng để làm dây dẫn.

Xử lý nhiệt nhôm và xử lý bề mặt

Xử lý nhiệt là một quá trình điều hòa thông thường, có nghĩa là nó làm thay đổi tính chất vật liệu của nhiều kim loại ở cấp độ hóa học. Đặc biệt đối với nhôm thì cần tăng độ cứng và độ chịu lực. Nhôm chưa qua xử lý là kim loại mềm nên để có thể chịu được các ứng dụng nhất định, nó cần phải trải qua một quá trình điều chỉnh nhất định. Đối với nhôm, quy trình được biểu thị bằng tên chữ cái ở cuối số lớp.

Xử lý nhiệt

Nhôm series 2xxx, 6xxx và 7xxx đều có thể được xử lý nhiệt. Điều này giúp tăng độ bền và độ cứng của kim loại, và có lợi cho các ứng dụng nhất định. Các hợp kim khác 3xxx, 4xxx và 5xxx chỉ có thể được gia công nguội để tăng độ bền và độ cứng. Các tên chữ cái khác nhau (được gọi là tên tôi luyện) có thể được thêm vào hợp kim để xác định phương pháp xử lý nào được sử dụng. Những tên này là:

F chỉ ra rằng nó đang ở trạng thái sản xuất hoặc vật liệu chưa trải qua bất kỳ xử lý nhiệt nào.

H có nghĩa là vật liệu đã trải qua một số hình thức gia công cứng, cho dù nó có được thực hiện đồng thời với quá trình xử lý nhiệt hay không. Số sau "H" cho biết loại nhiệt luyện và độ cứng.

O cho biết nhôm được ủ làm giảm độ bền và độ cứng. Đây có vẻ là một sự lựa chọn kỳ lạ - ai lại muốn một vật liệu mềm hơn? Tuy nhiên, quá trình ủ tạo ra một vật liệu dễ gia công hơn, có thể cứng hơn và dẻo hơn, điều này có lợi cho một số phương pháp sản xuất nhất định.

T chỉ ra rằng nhôm đã được xử lý nhiệt, và số sau "T" cho biết các chi tiết của quá trình nhiệt luyện. Ví dụ, Al 6061-T6 trải qua quá trình xử lý nhiệt dung dịch (duy trì ở 980 độ F, sau đó được dập tắt trong nước để làm mát nhanh), và sau đó được xử lý lão hóa trong khoảng từ 325 đến 400 độ F.

Xử lý bề mặt

Có nhiều phương pháp xử lý bề mặt có thể được áp dụng cho nhôm, và mỗi phương pháp xử lý bề mặt có các đặc điểm bảo vệ và bề ngoài phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Đến

Không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến vật liệu sau khi đánh bóng. Việc xử lý bề mặt này đòi hỏi ít thời gian và công sức hơn, nhưng thường không đủ cho các bộ phận trang trí, và thích hợp nhất cho các nguyên mẫu chỉ kiểm tra chức năng và tính phù hợp.

Chà nhám là bước tiếp theo từ bề mặt đã gia công. Chú ý hơn đến việc sử dụng các công cụ sắc bén và các đường chuyền hoàn thiện để tạo ra bề mặt hoàn thiện mịn hơn. Đây cũng là một phương pháp xử lý chính xác hơn, thường được sử dụng để kiểm tra các bộ phận. Tuy nhiên, quá trình này vẫn để lại dấu vết máy móc nên thường không được sử dụng trong sản phẩm cuối cùng.

Phun cát tạo bề mặt mờ bằng cách phun các hạt thủy tinh cực nhỏ lên các bộ phận bằng nhôm. Điều này sẽ loại bỏ hầu hết (nhưng không phải tất cả) các vết chế biến và tạo cho nó vẻ ngoài mịn màng nhưng sần sùi. Vẻ ngoài và cảm giác mang tính biểu tượng của một số máy tính xách tay phổ biến đến từ quá trình phun cát trước khi anodizing.

Anodizing là một phương pháp xử lý bề mặt phổ biến. Nó là một lớp oxit bảo vệ sẽ hình thành tự nhiên trên bề mặt nhôm khi tiếp xúc với không khí. Trong quá trình xử lý thủ công, các bộ phận bằng nhôm được treo trên một giá đỡ dẫn điện, nhúng vào dung dịch điện phân và dòng điện một chiều được đưa vào dung dịch điện phân. Khi axit của dung dịch hòa tan lớp oxit hình thành tự nhiên, dòng điện giải phóng oxy trên bề mặt của nó, do đó hình thành một lớp nhôm oxit bảo vệ mới.

Bằng cách cân bằng giữa tốc độ hòa tan và tốc độ tích tụ, lớp oxit tạo thành các lỗ nano, cho phép lớp phủ tiếp tục phát triển vượt quá những gì có thể xảy ra một cách tự nhiên. Sau đó, vì lý do thẩm mỹ, các lỗ nano đôi khi được lấp đầy bằng các chất ức chế ăn mòn khác hoặc thuốc nhuộm màu, và sau đó được niêm phong để hoàn thiện lớp phủ bảo vệ.

Kỹ năng xử lý nhôm

1. Nếu phôi bị quá nhiệt trong quá trình gia công, hệ số giãn nở nhiệt cao của nhôm sẽ ảnh hưởng đến khả năng chịu đựng, đặc biệt là đối với các chi tiết mỏng. Để ngăn chặn bất kỳ tác động tiêu cực nào, có thể tránh sự tập trung nhiệt bằng cách tạo ra các đường dẫn dụng cụ không tập trung ở một khu vực quá lâu. Phương pháp này có thể tản nhiệt và có thể xem và sửa đổi đường chạy dao trong phần mềm CAM tạo ra chương trình gia công CNC.

2.2. Nếu lực quá lớn, tính mềm của một số hợp kim nhôm sẽ thúc đẩy sự biến dạng trong quá trình gia công. Do đó, theo tốc độ và tốc độ cấp liệu được khuyến nghị để xử lý một loại nhôm cụ thể, để tạo ra lực thích hợp trong quá trình này. Một nguyên tắc nhỏ khác để ngăn ngừa biến dạng là giữ độ dày của bộ phận lớn hơn 0,020 inch ở tất cả các khu vực.

3. Một tác dụng khác của tính dẻo của nhôm là nó có thể tạo thành một cạnh kết hợp của vật liệu trên dụng cụ. Điều này sẽ che đi bề mặt cắt sắc của dụng cụ, làm cho dụng cụ bị cùn và giảm hiệu quả cắt. Cạnh tích tụ này cũng có thể gây ra lớp hoàn thiện bề mặt kém của chi tiết. Để tránh tích tụ các cạnh, hãy thử nghiệm với vật liệu công cụ; cố gắng thay thế HSS (thép tốc độ cao) bằng chèn cacbua, hoặc ngược lại, và điều chỉnh tốc độ cắt. Bạn cũng có thể thử điều chỉnh lượng và loại chất lỏng cắt.

Hãy cho chúng tôi biết về cách gia công các bộ phận nhôm bằng phương pháp gia công CNC như video sau.

-------------------------------------------------- --------CHẤM DỨT----------------------------------------- -----------------------------