Легкие металлы для обработки на станках с ЧПУ и их преимущества

В области материаловедения и передового производства под легкими металлами обычно понимаются металлы с плотностью менее 4,5 г/см³. Эти материалы отличаются не только малым весом, но и превосходной механической, электрической и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и обрабатываемостью. Поэтому они являются жизненно важным сырьем для высокотехнологичных отраслей, таких как бытовая электроника, медицинские гаджеты, самолеты и автомобили на новых источниках энергии; в частности, они незаменимы при обработке на станках с ЧПУ.

二、 Обычные легкие металлы.

Следующие типы легких металлов часто используются при обработке на станках с ЧПУ и широко используются в высокотехнологичных отраслях обрабатывающей промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная, электронная и медицинская промышленность, из-за их преимуществ, которые включают низкую плотность, высокое соотношение прочности к весу и исключительную коррозионную стойкость:

1. Алюминиевый сплав

Плотность : около 2,7 г/см³.

Общие оценки:

6061 : Отличная свариваемость и устойчивость к коррозии; идеально подходит для космических, автомобильных и аэрокосмических компонентов.

7075 : Чрезвычайно сильный, используется в обороне и авиастроении.

2024 : Высокая усталостная прочность, часто используется для обшивки самолетов и конструктивных элементов.

5052 : Превосходная формуемость и устойчивость к коррозии в морской воде для зданий и кораблей.

Преимущества:

Простая обработка на станке с ЧПУ

Сильная электро- и теплопроводность

Анодирование или обработка ПЭО могут улучшить характеристики поверхности.

Низкая стоимость и возможность вторичной переработки

 2. Магниевые сплавы

Плотность : Самый легкий конструкционный металл, около 1,7–1,8 г/см³.

Общие оценки:

AZ31 : Отличная пластичность, используется для панелей аэрокосмической промышленности.

AZ91 : Высокая прочность, отличные свойства литья под давлением, используется для электронных корпусов.

ZE41 : Высокая устойчивость к ползучести, используется для защиты и высокотемпературных компонентов.

Преимущества:

Чрезвычайно легкий вес, обеспечивающий значительное снижение веса

Отличная виброустойчивость и демпфирующие качества.

Выдающаяся обрабатываемость

Соображения:

Огнеопасно (обработка должна предотвращать взрывы пыли)

Склонен к коррозии (обычно требует защитных покрытий, таких как ПЭО)

 3. Легирование титаном.

Плотность : около 4,4-4,5 г/см³ (значительно ниже, чем у стали, и имеет исключительно высокую прочность, но выше, чем у алюминия/магния)

Общий бренд:

Класс 2 (чистый титан) : высокая коррозионная стойкость, используется в химическом и морском оборудовании.

Класс 5 (Ti-6Al-4V) : высокая прочность, хорошая биосовместимость, используется в авиационных двигателях и медицинских имплантатах.

Класс 9 (Ti-3Al-2,5V) : хорошая формуемость, используется для гидравлических линий самолетов.

Преимущества:

Чрезвычайно высокое соотношение прочности к весу

Устойчивость к коррозии и высоким температурам

Выдающаяся биосовместимость

Задача:

Сложная обработка (низкая теплопроводность, легкая закалка).

Высокие затраты

Требуются определенные методы и оборудование для охлаждения.

4. Бериллий (менее распространенное, но специализированное применение)

Плотность : около 1,85 г/см³.

Преимущества:

Исключительно высокая жесткость, отличная термическая стабильность.

Используется в прецизионных приборах и авиационной технике.

Ограничения:

Токсичная пыль (требуются строгие меры безопасности)

Очень хрупкий, дорогой

Таким образом, алюминиевые сплавы являются наиболее часто используемыми и доступными легкими металлами при обработке на станках с ЧПУ; магниевые сплавы используются в ситуациях, когда требуется резкое снижение веса; в то время как титановые сплавы служат приложениям, требующим высокой производительности и надежности. Выбор требует всестороннего рассмотрения прочности, веса, стоимости, обрабатываемости и условий эксплуатации.

三、 Основные преимущества использования легких металлов при обработке с ЧПУ

1. Превосходная производительность резки

Благодаря низкой стойкости к резанию и легкому удалению стружки алюминий и магний, в частности, позволяют осуществлять высокоскоростную обработку, что значительно повышает эффективность услуг фрезерования с ЧПУ.

2. Высокая удельная прочность для поддержки сложных конструкций.

Сохраняя прочность, они могут снизить вес, позволяя 5-осному фрезерованию с ЧПУ производить тонкостенные, нерегулярные и цельные детали.

3. Превосходное качество поверхности и стабильность размеров.

После прецизионной токарной обработки с ЧПУ или высокоточного фрезерования с ЧПУ допуски деталей могут достигать ± 0,005 мм, что соответствует строгим требованиям сборки.

4. Совместимость с различными методами постобработки.

Износостойкость и внешний вид дополнительно улучшаются за счет таких процессов, как дробеструйная обработка (для титана), микродуговое оксидирование (для магния) и анодирование (для алюминия).

5. Поддержка «зеленого» производства и циркулярной экономики

В соответствии с идеей устойчивого производства отходы легких металлов могут быть эффективно переработаны и повторно использованы, что снижает общую стоимость услуг по изготовлению металла на заказ.