Processus d'usinage des alliages d'aluminium

En tant que matériau non ferreux le plus utiliséaluminiumGrâce à ses avantages uniques en termes de performances, l'application dans les domaines de la décoration des bâtiments, des transports, de l'aérospatiale, etc. ne cesse de s'étendre. Selon les statistiques, la variété des produits en alliage d'aluminium dans le monde a dépassé les 700 000, et le choix raisonnable de la technologie de traitement et du contrôle de la déformation est directement lié à la qualité du produit. Cet article est basé sur l'expérience de plus de 20 ans de l'auteur dans l'industrie du moulage, sur l'analyse systématique de huit technologies de traitement de base et de six technologies de traitement de surface, ainsi que sur l'analyse approfondie des causes de la déformation due au traitement et des stratégies de réponse.

! [Schéma des scénarios d'application des procédés d'usinage des alliages d'aluminium].

I. Avantages de la performance des noyaux en alliage d'aluminium

1. Avantage de la légèretéLa densité n'est que de 2,7g/cm³, soit l'équivalent de 35% d'acier, ce qui réduit considérablement le poids de la structure.
2. Excellentes propriétés de moulageAllongement jusqu'à 30% ou plus, supporte l'extrusion/étirement et d'autres processus de moulage complexes.
3. Résistance exceptionnelle à la corrosionFilm d'oxyde naturel + traitement d'oxydation anodique, résistance à la corrosion supérieure à celle de l'acier ordinaire.
4. Intensité réglableRésistance à la traction de 600 MPa par alliage/traitement thermique
5. Traitement de surface matureLa couleur : Le rendement du processus d'anodisation dépasse 95%, ce qui permet d'obtenir des teintes colorées.
6. Taux de recyclage élevéLa consommation d'énergie de l'aluminium recyclé n'est que de 5% de l'aluminium primaire, ce qui est conforme aux exigences du développement durable.

II. analyse comparative des huit techniques de traitement de base

(i) Processus d'estampage à froid

• Caractéristiques du processusLes caractéristiques du produit sont les suivantes : adoption d'une machine de poinçonnage de 200 à 2000 tonnes, contrôle précis de l'épaisseur de la paroi (±0,1 mm) par le jeu de la matrice.
• Scénarios applicablesPièces cylindriques/pièces de forme (p. ex. corps de vanne ABS pour l'automobile)
• Analyse économiqueLe coût du moule a été réduit de 40%, mais le coût de la main-d'œuvre a représenté 25%.

(ii) Procédé de moulage par étirement

• avancée technologiqueMoule continu multiposte pour 15 déformations successives (par ex. mallette d'ordinateur portable).
• Contrôle de précisionTolérances dimensionnelles jusqu'à la classe IT8, rugosité de surface Ra0.8μm
• retour sur investissementCycle de développement des moules : 8 à 12 semaines, adapté à la production de masse de plus de 100 000 pièces.

(iii) Usinage de précision

• Matrice technologique: :
  • Centre d'usinage à 5 axes : précision de la surface ±0,01 mm
  • Découpage par fil à avance lente : précision d'usinage de ±0,003 mm
  • Machine à rectifier par coordonnées : contrôle de la tolérance du diamètre du trou ±0,002 mm
• Applications innovantes: Usinage d'une roue de moteur aéronautique à l'aide d'une technologie de fraisage-tournage

(iv) Processus de découpe au laser

• Optimisation des paramètres: :
  • Laser à fibre : puissance 6kW, vitesse de coupe 30m/min
  • Assistée par l'azote : incision couche d'oxyde <5μm
• cas typiqueRendement de la découpe des plateaux de batteries pour véhicules à énergie nouvelle : 99,2%

(v) Procédés de moulage spéciaux

Type de processus	Précision dimensionnelle	rugosité de la surface	Épaisseur minimale de la paroi	Scénarios applicables
coulée sous pression	CT6	Ra3.2	1,2 mm	Boîtiers de moteurs automobiles
moulage à la cire perdue	CT4	Ra1.6	0,8 mm	Composants hydrauliques pour l'aviation
coulée à basse pression	CT5	Ra6.3	2,5 mm	Fabrication de roues
moulage sous vide	CT5	Ra2.5	1,0 mm	Dissipateur thermique pour station de base 5G

(vi) Technologie de la métallurgie des poudres

• Innovations technologiquesLe moulage par injection de métal (MIM) permet de fabriquer des micro-pièces de 0,5 mm de diamètre
• l'amélioration des performancesDensité relative jusqu'à 98%, résistance à la traction jusqu'à 30%.
• Extension de l'applicationLa production de pièces de charnière pour les dispositifs portables intelligents a dépassé le niveau d'un million de pièces.

(vii) Processus de moulage par injection

• Paramètres techniques: :
  • Fluidité d'alimentation : ≥150mm/10s
  • Efficacité du dégraissage : procédé combiné de dégraissage au solvant + dégraissage thermique
• Les applicationsLe projet : livraison sans défaut de composants d'articulation pour les dispositifs médicaux

(viii) Technologie de coulée sous pression

• Avantages du processusForgeage sous pression pour obtenir une densité de tissu de 99,51 TP3T
• paramétragePression spécifique 80-150MPa, temps de maintien 0,5-2s/mm
• cas typiquePlaque d'armure militaire : amélioration de la résilience 40%

Trois, six cartographies des technologies de traitement de surface

1. Technologie d'anodisation: :
   • Anodisation dure : épaisseur du film 50-150μm, dureté HV400
   • Oxydation par micro-arc : tension de claquage 300V, formation d'une surface céramisée
   • Cas typique : durée de vie de la résistance à la corrosion de la coque d'un drone supérieure à 1000 heures.
2. Procédé d'anodisation bicolore: :
   • Précision du masquage : ±0,05 mm
   • Contrôle de la différence de couleur : ΔE<1,5
   • Exemples d'application : cadre de téléphone portable haut de gamme, effet de dégradé bicolore
3. Technologie de coupe haute brillance: :
   • Vitesse de la broche : 20000-50000rpm
   • Durée de vie de l'outil : les outils diamantés peuvent traiter 3000 pièces
   • Application innovante : effet miroir sur le cadre d'un téléviseur 8K
4. Processus de nano-pulvérisation: :
   • Épaisseur du film : 20-50μm
   • Test d'adhérence : méthode de grattage grade 0
   • Percée technologique : mise au point réussie de revêtements autoréparables

Quatre, contrôle de la déformation de la transformation cinq stratégies

Méthode d'usinage symétrique : réduction de la déformation 60%

Contrôle des contraintes résiduelles: :

Traitement de vieillissement par vibration pour éliminer les contraintes internes supérieures à 90%

Optimisation du processus de traitement thermique : contrôle graduel de la température de vieillissement ±3°C

Optimisation des paramètres de coupe: :

Coupe à grande vitesse : vitesse de ligne 300-800m/min

Micro-lubrification : contrôle du volume du brouillard d'huile entre 5 et 15 ml/h

Amélioration du système de serrage: :

Précision de positionnement répétable ±0,005 mm pour les montages flexibles

Uniformité de la distribution de la force de serrage sous vide >95%

Contrôle du champ de température: :

Coupe à basse température : refroidissement à l'azote liquide -196℃

Mesure de la température en ligne : précision de la mesure de la température par infrarouge ±1℃.

Optimisation des procédés: :

Séparation de l'ébauche et de la finition : contrôle de la marge à 0,2-0,5 mm