Proceso de mecanizado de aleaciones de aluminio

Como material no ferroso más utilizadoaluminioGracias a sus singulares ventajas de rendimiento, su aplicación en los campos de la decoración de edificios, el transporte, la industria aeroespacial, etc., no deja de crecer. Según las estadísticas, la variedad de productos globales de aleación de aluminio ha superado los 700.000, y la elección razonable de la tecnología de procesamiento y el control de la deformación están directamente relacionados con la calidad del producto. Este artículo se basa en los más de 20 años de experiencia del autor en la industria de la fundición, en el análisis sistemático de ocho tecnologías básicas de procesamiento y seis tecnologías de tratamiento de superficies, y en el análisis en profundidad de las causas de la deformación de procesamiento y las estrategias de respuesta.

¡! [Diagrama esquemático de los escenarios de aplicación de los procesos de mecanizado de aleaciones de aluminio].

I. Ventajas del núcleo de aleación de aluminio

1. Ventaja de la ligerezaLa densidad es de sólo 2,7 g/cm³, equivalente a 35% de acero, lo que reduce significativamente el peso estructural.
2. Excelentes propiedades de moldeoElongación de hasta 30% o superior, admite extrusión/estirado y otros procesos de moldeo complejos.
3. Excelente resistencia a la corrosión: Película de óxido natural + tratamiento de oxidación anódica, resistencia a la corrosión mejor que el acero ordinario
4. Intensidad regulableResistencia a la tracción: 600 MPa mediante aleación/tratamiento térmico
5. Tratamiento de superficies madurasRendimiento del proceso de anodizado superior a 95%, lo que permite un tintado colorido
6. Alto índice de recicladoEl consumo de energía del aluminio reciclado es sólo 5% el del aluminio primario, lo que se ajusta a los requisitos del desarrollo sostenible.

II. Análisis comparativo de las ocho técnicas de tratamiento de núcleos

(i) Proceso de estampación en frío

• Características del procesoAdopción de una punzonadora de 200-2000 toneladas, control preciso del grosor de la pared (±0,1 mm) mediante la holgura de la matriz.
• Escenarios aplicablesPiezas cilíndricas/con forma (por ejemplo, cuerpo de válvula ABS de automóvil)
• Análisis económicoEl coste del molde se redujo en 401 TTP3, pero el coste de la mano de obra representó 251 TTP3.

(ii) Proceso de moldeo por estirado

• avance tecnológicoMolde continuo multiestación para 15 deformaciones sucesivas (por ejemplo, maletín de ordenador portátil).
• Control de precisiónTolerancias dimensionales hasta clase IT8, rugosidad superficial Ra0,8μm.
• rentabilidad de la inversiónCiclo de desarrollo del molde 8-12 semanas, adecuado para la producción en serie de más de 100.000 piezas

(iii) Mecanizado de precisión

• Matriz tecnológica:
  • Centro de mecanizado de 5 ejes: precisión de superficie ±0,01 mm
  • Corte por hilo de avance lento: precisión de mecanizado de ±0,003 mm
  • Rectificadora de coordenadas: Control de tolerancia de perforación ±0,002 mm
• Aplicaciones innovadoras: Mecanizado de hélices de motores aeronáuticos mediante tecnología de fresado-torneado

(iv) Proceso de corte por láser

• Optimización de parámetros:
  • Láser de fibra: potencia 6kW, velocidad de corte 30m/min
  • Asistido por nitrógeno: capa de óxido incisa <5μm
• caso típico: El rendimiento de corte de las bandejas de baterías de vehículos de nueva energía aumenta hasta el 99,2%

(v) Procesos especiales de fundición

Tipo de proceso	Precisión dimensional	rugosidad superficial	Espesor mínimo de pared	Escenarios aplicables
fundición a presión	CT6	Ra3.2	1,2 mm	Carcasas de motores de automoción
fundición de precisión	CT4	Ra1.6	0,8 mm	Componentes hidráulicos de aviación
fundición a baja presión	CT5	Ra6.3	2,5 mm	Fabricación de ruedas
fundición a presión en vacío	CT5	Ra2.5	1,0 mm	Disipador térmico para estaciones base 5G

(vi) Tecnología pulvimetalúrgica

• Innovaciones tecnológicas: El moldeo por inyección de metal (MIM) permite fabricar micropiezas de 0,5 mm.
• mejora del rendimientoDensidad relativa hasta 98%, resistencia a la tracción hasta 30%.
• Ampliación de la aplicación: El volumen de producción de bisagras de dispositivos inteligentes para llevar puestos supera el millón de piezas

(vii) Proceso de moldeo por inyección

• Parámetros técnicos:
  • Fluidez de alimentación: ≥150mm/10s
  • Eficacia del desengrase: proceso combinado de desengrase con disolvente + desengrase térmico
• Aplicaciones industriales: Componentes de juntas de dispositivos médicos con cero defectos

(viii) Tecnología de fundición a presión

• Ventajas del procesoForja en matriz líquida para lograr una densidad de tejido de 99,51 TP3T
• parametrizaciónPresión específica 80-150MPa, tiempo de mantenimiento 0,5-2s/mm
• caso típico: Placa de blindaje militar mejora resiliencia 40%

Tres, seis cartografía de la tecnología de tratamiento de superficies

1. Tecnología de anodizado:
   • Anodizado duro: espesor de la película 50-150μm, dureza HV400
   • Oxidación por microarco: tensión de ruptura 300 V, formación de superficies cerámicas
   • Caso típico: vida útil de la resistencia a la corrosión de la carcasa del UAV superior a 1000h
2. Proceso de anodizado bicolor:
   • Precisión de enmascaramiento: ±0,05 mm
   • Control de la diferencia de color: ΔE<1,5
   • Ejemplos de aplicación: marco de teléfono móvil de gama alta efecto degradado bicolor
3. Tecnología de corte de alto brillo:
   • Velocidad del husillo: 20000-50000rpm
   • Vida útil de la herramienta: las herramientas de diamante pueden procesar 3000 piezas
   • Aplicación innovadora: efecto espejo en el bisel del televisor 8K
4. Proceso de nano pulverización:
   • Espesor de la película: 20-50μm
   • Ensayo de adherencia: Método del arañazo Grado 0
   • Avance tecnológico: desarrollo con éxito de revestimientos autorreparables

Cuatro, control de la deformación de procesamiento cinco estrategias

Método de mecanizado simétrico: reducción de la deformación 60%

Control de la tensión residual:

Tratamiento de envejecimiento por vibración para eliminar las tensiones internas superiores a 90%

Optimización del proceso de tratamiento térmico: control graduado de la temperatura de envejecimiento ±3°C

Optimización de los parámetros de corte:

Corte de alta velocidad: velocidad de línea 300-800m/min

Microlubricación: control del volumen de neblina de aceite a 5-15 ml/h

Mejora del sistema de sujeción:

Precisión de posicionamiento repetible ±0,005 mm para fijaciones flexibles

Uniformidad de la distribución de la fuerza de sujeción por vacío >95%

Control del campo de temperatura:

Corte a baja temperatura: -196℃ refrigeración por nitrógeno líquido

Medición de temperatura en línea: precisión de medición de temperatura por infrarrojos ±1℃.

Optimización de la ruta del proceso:

Separación de desbaste y acabado: control del margen a 0,2-0,5 mm