Verbetering van de bewerkbaarheid van aluminium

De machinevriendelijkheid van aluminium heeft het tot het nummer één metaal voor verspaning gemaakt. De materiaaleigenschappen maken het gemakkelijk om te frezen, boren, snijden en ponsen, terwijl bewerkte aluminium onderdelen sterk, duurzaam en esthetisch kunnen zijn. Al met al is aluminium het meest bewerkbare metaal op de markt.

Desondanks is aluminium verre van perfect. De gemakkelijke bewerkbaarheid ervan wordt tegengegaan door bepaalde problemen, waaronder lange, vezelige en obstructieve spanen; chipverpakking; ruwe draadafwerkingen; een overdreven "machinaal" uiterlijk en problemen met de rechtheid.

Gelukkig voor degenen in de verspanende sector, werken ingenieurs en metallurgie-experts voortdurend aan oplossingen om de bewerkbaarheid van aluminium en zijn verschillende legeringen te verbeteren - door verbeteringen aan het materiaal zelf, verbetering van bewerkingspraktijken en selectie van geschikte legeringen.

Metallurgie

De eerste manier om de bewerkbaarheid van aluminium te verbeteren, is het stroomlijnen van de metallurgische processen die worden gebruikt om een ​​aluminium werkstuk te maken. Momenteel is de meest gebruikte extrusiemethode voor aluminium het gebruik van een directe pers, waarbij een ram de knuppel met grote kracht door een matrijs duwt. Tijdens dit proces, dat gewoonlijk "voorwaartse extrusie" wordt genoemd, bewegen de knuppel en de ram in dezelfde richting naar voren.

Hoewel voorwaartse extrusie nuttig is voor het snel maken van grote stukken aluminium, heeft het nadelen. Er is een grote hoeveelheid kracht nodig om de knuppel door de matrijs te duwen, maar die kracht blijft niet gedurende het hele proces bestaan:deze is in het begin het grootst en neemt af naarmate de knuppel naar voren beweegt. Deze variatie in kracht veroorzaakt inconsistenties in de korrel, waarbij het ene uiteinde van de knuppel over het algemeen onbruikbaar is.

Door gebruik te maken van een indirecte pers en het proces van "achterwaartse extrusie", kan een meer consistent en kwalitatief hoogstaand werkstuk worden gemaakt. Een indirecte pers duwt de container en knuppel terwijl de ram en matrijs stationair blijven. Dit wordt mogelijk gemaakt door een steel en resulteert in lagere wrijvingskrachten, waardoor de kans op scheuren wordt verkleind. Dit proces is echter minder veelzijdig dan voorwaartse extrusie.

Legeringselectie

Het behoeft geen betoog dat niet al het aluminium hetzelfde is wat betreft de bewerkbaarheid. Hoewel A6061 de meest alomtegenwoordige aluminiumlegering in de verspanende wereld blijft, is het niet de enige optie en ook niet het ideale metaal voor alle projecten. A6061 biedt goede mechanische eigenschappen en corrosieweerstand en is geschikt voor machinecomponenten en consumentenproducten, maar produceert moeilijk te breken spanen onder bepaalde temperingsomstandigheden.

Andere legeringen zoals A6042 en A6262 bezitten materiaaleigenschappen die de bewerkbaarheid kunnen verbeteren. De eerste produceert kleinere spanen dan A6061, terwijl de laatste speciaal is ontwikkeld voor bewerkingstoepassingen. Net als A6042 produceert A6262 kleine en gekrulde spanen, maar heeft de extra voordelen van goede afwerkingseigenschappen en warmtebehandelbaarheid.

Als u niet zeker weet welke legeringen geschikt zijn voor bepaalde projecten, neem dan contact op met een verspaningsexpert zoals 3ERP voor advies. Het assortiment van 3ERP voor het bewerken van metalen omvat aluminium, staal, roestvrij staal (17-4, inconel 625 &718), magnesium, titanium, zink, messing, brons en koper.

Hulpprogramma's

De bewerkbaarheid van aluminium kan ook op andere manieren worden verbeterd, bijvoorbeeld door goed te letten op de gereedschappen en bewerkingstechnieken die worden gebruikt bij het bewerken van het metaal. Over het algemeen is aluminium beter geschikt voor gereedschappen gemaakt van gereedschapsstaal, sneldraaistaal, gecementeerde carbiden en diamant, in plaats van keramiek of synthetische materialen.

Het onderhouden van de snijgereedschappen heeft ook een groot effect op de bewerkbaarheid. Door de snijkanten scherp te houden, een fijngeslepen snijkant te behouden, de juiste spaanhoeken te gebruiken en koelmiddeltoevoersystemen te gebruiken, kunnen machinefabrieken ervoor zorgen dat aluminium op de best mogelijke manier wordt verwerkt (en dat gereedschappen voor een zo lang mogelijke levensduur worden onderhouden). Spanen moeten ook weg van het werkstuk of in een spaanbreker worden geleid, vooral bij gebruik van een legering met een lagere bewerkbaarheid.

Zie 3ERP's 7 manieren om vervorming van onderdelen bij CNC-bewerking van aluminium te voorkomen voor meer tips over het verbeteren van de bewerkbaarheid van aluminium tijdens het bewerkingsproces.