Processo de maquinagem de ligas de alumínio

Sendo o material não ferroso mais utilizadoalumínioCom as suas vantagens de desempenho únicas, a aplicação nos domínios da decoração de edifícios, dos transportes, da indústria aeroespacial, etc., continua a expandir-se. De acordo com as estatísticas, a variedade de produtos de liga de alumínio a nível mundial ultrapassou os 700.000, e a escolha razoável da tecnologia de processamento e do controlo da deformação está diretamente relacionada com a qualidade do produto. Este artigo baseia-se nos mais de 20 anos de experiência do autor na indústria de fundição, na análise sistemática de oito tecnologias de processamento principais e seis tecnologias de tratamento de superfícies, e numa análise aprofundada das causas da deformação do processamento e das estratégias de resposta.

! [Diagrama esquemático de cenários de aplicação para processos de maquinagem de ligas de alumínio]

I. Vantagens do desempenho do núcleo em liga de alumínio

1. Vantagem da levezaA densidade é de apenas 2,7g/cm³, equivalente a 35% de aço, reduzindo significativamente o peso estrutural.
2. Excelentes propriedades de moldagemAlongamento até 30% ou mais, suporta extrusão/estiramento e outros processos de moldagem complexos.
3. Excelente resistência à corrosãoAço para construção: Película de óxido natural + tratamento de oxidação anódica, resistência à corrosão melhor do que o aço comum
4. Intensidade ajustável600 MPa de resistência à tração por liga/tratamento térmico
5. Tratamento de superfície maduroRendimento do processo de anodização superior a 95%, permitindo uma coloração colorida
6. Elevada taxa de reciclagemO consumo de energia do alumínio reciclado é apenas 5% do consumo do alumínio primário, o que está em conformidade com os requisitos do desenvolvimento sustentável.

II. Análise comparativa das oito técnicas de tratamento do núcleo

(i) Processo de estampagem a frio

• Caraterísticas do processoMáquina de perfuração de tonelagem 200-2000, controlo preciso da espessura da parede (±0,1mm) por folga da matriz
• Cenários aplicáveisPeças cilíndricas/peças moldadas (por exemplo, corpo de válvula ABS para automóveis)
• Análise económicaCusto do molde reduzido em 40%, mas o custo da mão de obra foi responsável por 25%

(ii) Processo de moldagem por estiramento

• avanço tecnológicoMolde contínuo multi-estação para 15 deformações sucessivas (por exemplo, caixa de portátil).
• Controlo de precisãoTolerâncias dimensionais até à classe IT8, rugosidade superficial Ra0,8μm
• retorno do investimentoCiclo de desenvolvimento do molde 8-12 semanas, adequado para produção em massa de mais de 100.000 peças

(iii) Maquinação de precisão

• Matriz tecnológica::
  • Centro de maquinação de 5 eixos: precisão de superfície ±0,01mm
  • Corte de fio de alimentação lenta: precisão de maquinação de ±0,003mm
  • Rectificadora por coordenadas: Controlo da tolerância do furo ±0,002mm
• Aplicações inovadoras: Maquinação de hélices de motores aeronáuticos com tecnologia de fresagem-torneamento

(iv) Processo de corte por laser

• Otimização de parâmetros::
  • Laser de fibra: potência 6kW, velocidade de corte 30m/min
  • Assistida com azoto: camada de óxido incisa <5μm
• caso típico: O rendimento do corte do tabuleiro de baterias de veículos de energia nova aumentou para 99,2%

(v) Processos especiais de fundição

Tipo de processo	Precisão dimensional	rugosidade da superfície	Espessura mínima da parede	Cenários aplicáveis
fundição sob pressão	CT6	Ra3.2	1,2 mm	Caixas de motor para automóveis
fundição por cera perdida	CT4	Ra1.6	0,8 mm	Componentes hidráulicos para a aviação
fundição a baixa pressão	CT5	Ra6.3	2,5 mm	Fabrico de rodas
fundição sob vácuo	CT5	Ra2.5	1,0 mm	Dissipador de calor da estação de base 5G

(vi) Tecnologia da metalurgia dos pós

• Inovações tecnológicas: A moldagem por injeção de metal (MIM) permite o fabrico de micropeças de 0,5 mm
• melhoria do desempenhoDensidade relativa até 98%, resistência à tração até 30%.
• Expansão da aplicação: O volume de produção de peças de dobradiças para dispositivos portáteis inteligentes excedeu o nível de um milhão de peças

(vii) Processo de moldagem por injeção

• Parâmetros técnicos::
  • Fluidez de alimentação: ≥150mm/10s
  • Eficiência de desengorduramento: processo combinado de desengorduramento com solvente + desengorduramento térmico
• Aplicações do sector: Componentes de juntas de dispositivos médicos entregues com zero defeitos

(viii) Tecnologia de fundição por compressão

• Vantagens do processoForjamento em matriz líquida para obter uma densidade de tecido de 99,51 TP3T
• parametrizaçãoPressão específica 80-150MPa, tempo de retenção 0,5-2s/mm
• caso típicoReforço da resiliência da placa de blindagem militar 40%

Três, seis mapeamentos de tecnologia de tratamento de superfície

1. Tecnologia de anodização::
   • Anodização dura: espessura da película 50-150μm, dureza HV400
   • Oxidação por micro arco: tensão de rutura 300V, formação de superfície cerâmica
   • Caso típico: vida útil da resistência à corrosão da carcaça do UAV superior a 1000h
2. Processo de anodização bicolor::
   • Precisão da máscara: ±0,05mm
   • Controlo das diferenças de cor: ΔE<1,5
   • Exemplos de aplicação: moldura de telemóvel topo de gama com efeito de gradiente de duas cores
3. Tecnologia de corte de alto brilho::
   • Velocidade do eixo: 20000-50000rpm
   • Vida útil da ferramenta: as ferramentas de diamante podem processar 3000 peças
   • Aplicação inovadora: efeito de espelho na moldura de um televisor 8K
4. Processo de nano pulverização::
   • Espessura da película: 20-50μm
   • Ensaio de aderência: Método de raspagem Grau 0
   • Avanço tecnológico: Desenvolvimento bem sucedido de revestimentos auto-reparáveis

Quatro, controlo da deformação do processamento cinco estratégias

Método de maquinagem simétrico: redução da deformação 60%

Controlo das tensões residuais::

Tratamento de envelhecimento por vibração para eliminar tensões internas superiores a 90%

Otimização do processo de tratamento térmico: controlo da temperatura de envelhecimento gradual ±3°C

Otimização dos parâmetros de corte::

Corte a alta velocidade: velocidade da linha 300-800m/min

Micro-lubrificação: controlo do volume da névoa de óleo a 5-15 ml/h

Melhoria do sistema de fixação::

Precisão de posicionamento repetível ±0,005mm para dispositivos flexíveis

Uniformidade da distribuição da força de aperto a vácuo >95%

Controlo do campo de temperatura::

Corte a baixa temperatura: -196℃ arrefecimento por azoto líquido

Medição de temperatura online: precisão da medição de temperatura por infravermelhos ±1℃.

Otimização da rota do processo::

Separação entre desbaste e acabamento: controlo da margem a 0,2-0,5 mm