Processo di lavorazione delle leghe di alluminio

Essendo il materiale metallico non ferroso più diffuso, la lega di alluminio continua a espandere la sua applicazione nei settori della decorazione degli edifici, dei trasporti, dell'aerospaziale e così via, in virtù dei suoi vantaggi prestazionali unici. Secondo le statistiche, la varietà di prodotti in lega di alluminio a livello mondiale ha superato le 700.000 unità e la scelta ragionevole della tecnologia di lavorazione e il controllo della deformazione sono direttamente correlati alla qualità del prodotto. Questo articolo si basa sugli oltre 20 anni di esperienza dell'autore nell'industria della fusione, sull'analisi sistematica degli otto processi di lavorazione principali e delle sei tecnologie di trattamento superficiale, nonché sull'analisi approfondita delle cause della deformazione di lavorazione e delle strategie di risposta.

! [Diagramma schematico degli scenari applicativi per i processi di lavorazione delle leghe di alluminio].

I. Vantaggi delle prestazioni del nucleo in lega di alluminio

1. Vantaggio di leggerezzaLa densità è di soli 2,7 g/cm³, equivalente a 35% di acciaio, con una significativa riduzione del peso strutturale.
2. Eccellenti proprietà di stampaggioAllungamento fino a 30% o più, supporta l'estrusione/stretching e altri processi di stampaggio complessi.
3. Eccezionale resistenza alla corrosionePellicola di ossido naturale + trattamento di ossidazione anodica, resistenza alla corrosione migliore dell'acciaio comune
4. Intensità regolabile: 600 MPa di resistenza alla trazione mediante lega/trattamento termico
5. Trattamento superficiale maturo: La resa del processo di anodizzazione supera i 95% per la colorazione
6. Alto tasso di riciclaggioIl consumo energetico dell'alluminio riciclato è solo 5% di quello dell'alluminio primario, in linea con i requisiti dello sviluppo sostenibile.

II. Analisi comparativa delle otto tecniche di lavorazione del nucleo

(i) Processo di stampaggio a freddo

• Caratteristiche del processoAdozione di una punzonatrice da 200-2000 tonnellate, controllo preciso dello spessore della parete (±0,1 mm) tramite la distanza tra gli stampi.
• Scenari applicabiliParti cilindriche/parti sagomate (ad es. corpo valvola ABS per autoveicoli)
• Analisi economicaIl costo dello stampo si è ridotto di 40%, ma il costo della manodopera ha inciso per 25%.

(ii) Processo di stiramento

• innovazione tecnologicaStampo continuo multistazione per 15 deformazioni successive (ad es. custodia per laptop).
• Controllo di precisioneTolleranze dimensionali fino alla classe IT8, rugosità superficiale Ra0,8μm
• ritorno sull'investimentoCiclo di sviluppo dello stampo di 8-12 settimane, adatto alla produzione di massa di oltre 100.000 pezzi.

(iii) Lavorazione di precisione

• Matrice tecnologica::
  • Centro di lavoro a 5 assi: precisione della superficie ±0,01 mm
  • Taglio a filo a lento avanzamento: precisione di lavorazione di ±0,003 mm
  • Rettificatrice a coordinate: controllo della tolleranza del diametro del foro ±0,002 mm
• Applicazioni innovativeLavorazione di giranti di motori aeronautici con tecnologia di fresatura-tornitura

(iv) Processo di taglio laser

• Ottimizzazione dei parametri::
  • Laser a fibra: potenza 6kW, velocità di taglio 30m/min
  • Azoto assistito: incisione strato di ossido <5μm
• caso tipico: la resa di taglio del vassoio della batteria del veicolo a energia nuova è aumentata a 99,2%

(v) Processi di fusione speciali

Tipo di processo	Precisione dimensionale	rugosità della superficie	Spessore minimo della parete	Scenari applicabili
colata a pressione	CT6	Ra3.2	1,2 mm	Custodie per motori automobilistici
colata di investimento	CT4	Ra1.6	0,8 mm	Componenti idraulici per l'aviazione
colata a bassa pressione	CT5	Ra6.3	2,5 mm	Produzione di ruote
pressofusione sotto vuoto	CT5	Ra2.5	1,0 mm	Dissipatore di calore per stazione base 5G

(vi) Tecnologia di metallurgia delle polveri

• Innovazioni tecnologiche: Lo stampaggio a iniezione di metallo (MIM) consente la fabbricazione di micropezzi da 0,5 mm
• miglioramento delle prestazioniDensità relativa fino a 98%, resistenza alla trazione fino a 30%.
• Espansione dell'applicazione: Il volume di produzione di parti di cerniere per dispositivi indossabili intelligenti ha superato il livello di un milione di pezzi.

(vii) Processo di stampaggio a iniezione

• Parametri tecnici::
  • Fluidità di alimentazione: ≥150 mm/10s
  • Efficienza di sgrassatura: processo combinato di sgrassatura a solvente + sgrassatura termica
• Applicazioni industriali: Componenti di giunti per dispositivi medici consegnati con zero difetti

(viii) Tecnologia di colata a pressione

• Vantaggi del processoStampaggio a liquido per ottenere una densità di tessuto pari a 99,51 TP3T
• parametrizzazionePressione specifica 80-150MPa, tempo di mantenimento 0,5-2s/mm
• caso tipicoPiastra di armatura militare per il miglioramento della resilienza 40%

Tre, sei mappature della tecnologia di trattamento delle superfici

1. Tecnologia di anodizzazione::
   • Anodizzazione dura: spessore del film 50-150μm, durezza HV400
   • Ossidazione a micro-arco: tensione di rottura 300V, formazione di superficie ceramizzata
   • Caso tipico: durata della resistenza alla corrosione del guscio dell'UAV superiore a 1000h
2. Processo di anodizzazione a due colori::
   • Precisione di mascheratura: ±0,05 mm
   • Controllo della differenza cromatica: ΔE<1,5
   • Esempi di applicazione: cornice del telefono cellulare di fascia alta con effetto sfumato a due colori
3. Tecnologia di taglio ad alta lucentezza::
   • Velocità del mandrino: 20000-50000 giri/min.
   • Durata dell'utensile: gli utensili diamantati possono lavorare 3000 pezzi
   • Applicazione innovativa: effetto specchio della cornice del televisore 8K
4. Processo di nano-spruzzatura::
   • Spessore del film: 20-50μm
   • Test di adesione: Metodo del graffio Grado 0
   • Innovazione tecnologica: successo nello sviluppo di rivestimenti auto-riparanti

Quattro, il controllo della deformazione di lavorazione cinque strategie

Metodo di lavorazione simmetrico: riduzione della deformazione 60%

Controllo della sollecitazione residua::

Trattamento di invecchiamento con vibrazioni per eliminare le sollecitazioni interne superiori a 90%

Ottimizzazione del processo di trattamento termico: controllo graduale della temperatura di invecchiamento ±3°C

Ottimizzazione dei parametri di taglio::

Taglio ad alta velocità: velocità di linea di 300-800 m/min.

Micro lubrificazione: controllo del volume della nebbia d'olio a 5-15 ml/h

Miglioramento del sistema di serraggio::

Precisione di posizionamento ripetibile ±0,005 mm per dispositivi flessibili

Uniformità della distribuzione della forza di serraggio a vuoto >95%

Controllo del campo di temperatura::

Taglio a bassa temperatura: -196℃ raffreddamento ad azoto liquido

Misurazione della temperatura online: precisione di misurazione della temperatura a infrarossi ±1℃.

Ottimizzazione del percorso di processo::

Separazione di sgrossatura e finitura: controllo del margine a 0,2-0,5 mm