Dans le domaine du traitement des métaux, les alliages en aluminium et en aluminium sont devenus des matériaux de base dans l'aérospatiale, la fabrication automobile, les communications électroniques et d'autres industries en raison de leur poids léger, de leur résistance à la corrosion, de leur conductivité thermique élevée et d'autres caractéristiques. Cependant, la faible dureté (généralement entre HB 30- HB150), une plasticité élevée et des caractéristiques de collage faciles de l'aluminium ont fait exiger des exigences strictes sur les performances des outils CNC. Le choix des outils CNC appropriés peut non seulement améliorer l'efficacité du traitement, mais également éviter des problèmes tels qu'une rugosité de surface excessive et une usure excessive d'outils. Le suivant analyse la meilleure solution d'outils CNC pour couper l'aluminium à partir de quatre dimensions: matériau à l'outil, paramètres géométriques, technologie de revêtement et scénarios d'application.
1. Matériau à outils: Concentrez-vous sur l'équilibre entre "anti-fouet" et "résistance à l'usure"
Le matériau à l'outil pour couper l'aluminium doit répondre à la fois à un faible coefficient de frottement et à une dureté suffisante. Actuellement, il existe trois catégories les plus utilisées:
Carbure cimenté à grains ultrafines: basé sur l'alliage WC-CO, la dureté (HRA 90-92) et la résistance à l'usure sont améliorées en affinant les grains (taille des grains moins ou égale à 0. 5 μm). Les modèles avec une teneur en cobalt de 5% - 8% (comme WC - 6% Co) sont à la fois résistants à l'impact et adaptés à l'usinage rugueux des profils d'aluminium à des vitesses d'alimentation moyennes. Ils peuvent réduire efficacement les fissures des bords causées par l'extrusion de puces.
Outils de diamant (PCD): en particules de diamant polycristallin frittées avec un liant à base de cobalt, ils ont une dureté jusqu'à HV 8000 - 10000 et un coefficient de frottement de seulement 0. 05 - 0. 1 (environ 1/3 du carbure cimenté). Ses propriétés non philiques non en aluminium peuvent résoudre complètement le problème de "l'outil de collage", et la rugosité de surface de la surface usinée peut atteindre RA 0. 02 - 0. 1μm. Il s'agit du premier choix pour les pièces en aluminium de haute précision (tels que les blocs moteurs et les bases de lentille optique), mais il est plus cher et a une résistance à l'impact plus faible, et ne convient pas à la coupe intermittente.
Acier à grande vitesse (HSS - CO): Les outils en acier à grande vitesse contenant 5% - 10% de cobalt ont une dureté rouge de plus de 600 degrés et une excellente ténacité. Ils conviennent aux pièces complexes en aluminium formant un traitement à basse vitesse (vitesse linéaire inférieure ou égale à 100 m / min), comme le traitement des rainures des dissipateurs thermiques de forme spéciale. Cependant, sa résistance à l'usure est limitée et elle convient plus aux scénarios de production en petits lots.
2. Paramètres géométriques: Optimisation d'élimination des puces et de réduction de la force de coupe
La forte plasticité de l'aluminium conduit facilement à l'adhésion à la puce. La conception des paramètres géométriques de l'outil devrait se concentrer sur l'élimination rapide des puces et la réduction de la température de coupe:
Angle de râteau: un grand angle de râteau (15 degrés - 25) doit être utilisé pour réduire le frottement d'extrusion entre l'outil et la puce et réduire la force de coupe (peut être réduit de 30% - 50% par rapport aux pièces en acier). Pour les alliages en aluminium à haut silicium (teneur en silicium> 10%), l'angle de râteau peut être réduit de manière appropriée à 10 degrés - 15 pour éviter l'impact des points durs sur le tranchant.
Angle de dos: prenez 8 degrés - 12 pour réduire le frottement entre la face arrière de l'outil et la pièce, tout en assurant la force de la pointe. Pendant la finition, l'angle de dos peut être augmenté à 12 degrés - 15 pour améliorer la qualité de la surface.
Angle de râteau: utilisez un angle de râteau positif (3 degrés - 10) pour faire en sorte que les puces s'écoulent vers la surface à traiter pour éviter de gratter la surface traitée. L'angle de râteau négatif peut être utilisé pour le traitement des trous profonds afin d'améliorer la résistance de la pointe de l'outil.
Groove de puce: Une rainure en spirale large et peu profonde (angle d'hélice 30 degré - 45) doit être conçue. L'angle de l'hélice doit correspondre à la vitesse d'alimentation pour garantir que les puces sont déchargées en douceur le long de la rainure. Pour la coupe des barres d'alliage en aluminium, la profondeur de la rainure de la puce est recommandée d'être 1 / 4 - 1 / 3 du diamètre de l'outil.
3. Technologie du revêtement: "Bouclier invisible" pour améliorer les performances de surface
Pour les besoins spéciaux du traitement en aluminium, le revêtement de l'outil doit avoir une faible énergie de surface et une résistance à l'oxydation à haute température:
Revêtement de type diamant (DLC): Le coefficient de frottement du revêtement DLC contenant de l'hydrogène est aussi faible que 0. 05 - 0. 15, et il a d'excellentes propriétés anti-adhérentes, ce qui peut effectivement empêcher les puces d'aluminium de s'accumuler sur le bord de coupe. Son épaisseur est généralement contrôlée à 1-3 μm pour éviter une augmentation de la fragilité causée par un revêtement excessivement épais.
Aluminum titanium nitride coating (AlTiN): It can maintain stability at high temperatures (>800℃) and is suitable for high-speed cutting (line speed>500 m / min). Pour les alliages en aluminium contenant du silicium, la résistance à l'usure du revêtement Altin peut prolonger la durée de vie de l'outil par 2-3.
Uncoated tools: When processing pure aluminum (purity>99%) à basse vitesses, le carbure cimenté ultrafine non enduit est meilleur car il évite la réaction chimique entre le revêtement et l'aluminium, ce qui fait que "l'outil de collage" s'intensifie.
4. Scénario Adaptation: Sélection précise du bravo à ultra-finis
Différents scénarios de traitement ont des exigences significativement différentes pour les outils, qui doivent être appariés de manière ciblée:
Rifing (comme le broyage en aluminium): les usines d'extrémité de carbure de grains à ultra-fin sont préférées, avec un diamètre de 10-20} mm, 4-6 les lames, un revêtement altin et une vitesse de ligne de 200-400 m / min et une vitesse d'alimentation de 0. {{{5}. excès.
Semi-finissance (comme le broyeur de surface de la coque en alliage en aluminium): le frappeur d'insertion PCD est recommandé, avec un rayon de pointe de 0. 05-0. 1 mm, une vitesse de ligne de 500-800 m / min, et un aliment de 0. {05-0. égal à 1,6 μm.
Ultra-finishing (comme le tournant optique du miroir): les outils de diamant naturel (diamant monocristallé) doivent être utilisés, le rayon de bord est inférieur à 0. 0 1mm, la vitesse linéaire est 1000-2000 m / min, et avec le système de micro-lubrification, un effet miroir moins que ou égal à 0,02 μM peut être réalisé.
Forage des trous profonds (comme le traitement des trous de radiateur en aluminium): Utilisez des forets de carbure de refroidissement internes avec un angle d'hélice de 35 degrés et un angle de sommet de 118 degrés, et utilisez de l'huile de refroidissement à haute pression (pression 5-10 MPA) pour forcer l'élimination des puces pour éviter le blocage des jetons.
En bref, le meilleur outil CNC pour couper l'aluminium doit former une synergie entre les matériaux, les paramètres, les revêtements et les scénarios. Pour la production de masse qui poursuit la rentabilité, le revêtement à ultra-fin + carbure + DLC est un choix équilibré; Pour les scénarios avec une haute précision et des exigences de qualité de surface élevées, les outils PCD sont toujours une solution centrale irremplaçable. Dans les applications réelles, il est également nécessaire d'ajuster dynamiquement la composition en alliage en aluminium (comme la teneur en silicium et en cuivre), la méthode de traitement (fraisage, tournant, forage) et rigidité de l'équipement pour obtenir un processus de traitement efficace et stable en aluminium. Want OEMServices pour CNC Cutting Aluminium? Cliquez sur le bouton ci-dessous pour nous contacter.