CNC-bewerkingswerkplaats
Positie > > Kennisbank > > Casestudy's / Projecten

Hoe hoogsterkte aluminiumlegeringen machinaal te bewerken

Gepubliceerd: Door XCM CNC aantal weergaven: 233

Hoogsterkte 2xxx- en 7xxx-aluminiumlegeringen combineren een lage dichtheid met veeleisend bewerkingsgedrag: thermische vervorming, aanhechting, opbouw van spanen, koudverharding, snijwarmte en snelle slijtage van het gereedschap. Deze gids behandelt de keuze van hardmetalen en DLC-gereedschappen, spaanhoek, vrijloophoek en hellingshoek, slijtagegrenzen, versneden met hoge snelheid, keuze van de aanvoersnelheid, koeling en verouderingsbehandelingen. Tabellen bieden voorbeeldparameters voor snelfrezen, kopfrezen, kogelkopfrezen en 7055, waarbij de gereedschapskwaliteiten, diameters, snelheden, voedingssnelheden en snijdieptes uit de bron behouden blijven. Twee ongebruikelijke waarden uit de bron blijven zichtbaar en zijn gemarkeerd ter verificatie in plaats van stilzwijgend te worden gecorrigeerd.

Aluminiumlegeringen met hoge sterkte worden hier over het algemeen gedefinieerd als legeringen met een treksterkte van meer dan 480 MPa. Het gaat hierbij voornamelijk om Al-Cu-Mg- en Al-Zn-Mg-Cu-legeringen: de 2xxx-serie duraluminium en de 7xxx-serie met ultrahoge sterkte. De eerste heeft een iets lagere statische sterkte, maar een hogere bedrijfstemperatuur. De eigenschappen variëren sterk afhankelijk van de samenstelling, de smelt- en stollingsprocedure, de verwerking en de warmtebehandeling.

Door vooruitgang op het gebied van legeringsontwerp, warmtebehandeling en microstructurele beheersing zijn de prestaties gestaag verbeterd. De ultrahoge-sterkte legeringen van de vijfde generatie, die voor technische toepassingen worden gebruikt, zijn in sterkte toegenomen van ongeveer 600 MPa tot zo’n 750–800 MPa, en sommige experimentele materialen overschrijden zelfs de grens van 800 MPa.

De sterkte in laboratoriumomstandigheden is hoger dan 1 GPa. In een in 2026 gepubliceerd onderzoek werd gebruikgemaakt van ernstige plastische vervorming door torsie onder hoge druk om de korrels van A2024 te verfijnen tot ongeveer 130 nm. Microtrektests leverden een treksterkte van ongeveer 1.010 MPa, een vloeigrens van 820 MPa (0,2%) en een breukrek van ongeveer 13% op. Dit geeft aan dat geavanceerde microstructurele beheersing conventionele hoogsterkte-legeringen het potentieel kan geven om 1 GPa te bereiken.

Deze resultaten zijn voornamelijk gebaseerd op speciale processen en proefstukken op microschaal en wijken aanzienlijk af van industriële platen, smeedstukken en extrusies. Voor praktische technische legeringen blijft 750–800 MPa een representatiever bereik voor ultrahoge sterkte; waarden boven 1 GPa geven de richting aan van geavanceerd experimenteel onderzoek.

Met hun lage dichtheid, hoge sterkte, goede bewerkbaarheid en goede lasbaarheid spelen deze legeringen een belangrijke rol in de lucht- en ruimtevaart, de scheepvaart en de civiele industrie. De 7xxx-legering 7055 combineert een hoge specifieke sterkte, lage dichtheid, lasbaarheid en plastische vervormbaarheid en wordt op grote schaal gebruikt in toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en de scheepvaart.

Machinaal bewerkte aluminiumlegeringen met hoge sterkte

Bewerkingseigenschappen

  1. Bij het snijden treden gemakkelijk thermische vervorming, verkleving en opbouw van snijranden op.
  2. Door een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt is de kans op vervorming tijdens het vastklemmen en de bewerking groot, waardoor de maatnauwkeurigheid afneemt.
  3. Een hoge sterkte, specifieke stijfheid en hardheid leiden tot aanzienlijke plastische vervorming tijdens het snijden en tot snelle slijtage van het gereedschap.
  4. Aanzienlijke snijwarmte doet de temperatuur in de snijzone stijgen en versnelt de slijtage van het gereedschap.
  5. Er treedt al snel werkverharding op.

Manieren om de bewerkbaarheid te verbeteren

Beïnvloedbare factor Aanbevolen werkwijze
Materiaal van het gereedschap Kies materialen die hardheid, sterkte, taaiheid, slijtvastheid, oxidatiebestendigheid en antikleef-eigenschappen combineren, zoals CoroMill 290-hardmetaal, ZCC Cutting Tools KMG407 of een met DLC gecoat gereedschap.
Ontwerp en geometrie van gereedschappen
  1. Gebruik snelle massieve frezen voor pocketfrezen, bij voorkeur modellen met drie snijranden.
  2. Houd de snijkant scherp met een hellingshoek γ0 van ongeveer 10°.
  3. Verminder wrijving en werkverharding met de vrijloophoek α0 > 8°–10°.
  4. Versterk de rand en regel de temperatuur met de hellingshoek λs = 30°–40°.
  5. Stel de slijtagegrens VB in op de helft van de waarde die voor een universeel gereedschap wordt gebruikt.
  6. Vergroot de spaanderruimte op gepaste wijze in gereedschappen met gesloten spaanderkamers.
Snijvoorwaarden
  1. Gebruik in het algemeen snijden met hoge snelheid: 800–3.000 m/min en een spiltoerental van 8.000–50.000 r/min.
  2. Vermijd een te grote voedingssnelheid, waardoor de snede overbelast raakt, en een te kleine voedingssnelheid, waardoor de snijkant binnen de door de vorige snede achtergelaten geharde laag blijft werken.
Snijvloeistof en koeling
  1. Gebruik een vloeistof met goede koel-, smeer- en doordringingseigenschappen.
  2. Richt het mondstuk op het snijgebied; koeling met hoge druk of nevel heeft de voorkeur.
Warmtebehandeling van werkstukken T6-veroudering, T6I4-veroudering en retrogressieve veroudering kunnen het bewerkingsgedrag beïnvloeden.

Opmerking: De bovenstaande parameters zijn aanbevelingen van ZCC Cutting Tools.

Het kiezen van bewerkingsparameters

Zeer sterke aluminiumlegeringen worden voornamelijk bewerkt door middel van frezen.

Parameters voor snel frezen

Gereedschap Legering v (m/min) fz (mm), LH-geometrie ae (mm)
Vierkante schouderfrees YD101 300 0.08–0.4 ≤0,5 D
YD201 300 0.08–0.4 ≤0,5 D

Opmerking: D is de diameter van het gereedschap; LH is de geometrie van de spaanafbreker.

Parameters voor eindfrezen

Kwaliteit van het gereedschap Diameter van het gereedschap D (mm) 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20
AL-2E Toerental (omw/min) 40,000 32,000 21,000 16,000 13,000 10,600 8,000 6,500 5,300 4,600 4,000 3,500 3,200
Voeding (mm/min) 500 750 1,100 1,250 1,100 1,000 1,100 1,250 1,300 1,350 1,350 1,350 1,350
Maximale snijdiepte Zijfrezen: ae = 0,1D, ap = 1,5D; groef: ae = 1D, ap = 0,5 D.
AL-3W Toerental (omw/min) — — — — — 10,600 8,000 6,500 5,300 4,600 4,000 3,500 3,200
Voeding (mm/min) — — — — — 1,900 1,900 1,850 1,700 1,650 1,600 1,550 1,500
Maximale snijdiepte Zijfrezen: ae = 0,25 D, ap = 1,5D; groef: ae = 1D, ap = 1D.

Opmerkingen: Dit zijn de aanbevelingen van ZCC Cutting Tools voor zijdelings frezen. Gebruik voor het frezen van groeven de modellen 50%–70% bij de aangegeven toerentalwaarden en de modellen 40%–60% bij de aangegeven voedingssnelheden.

Parameters voor frezen met een bolneusfrees

Kwaliteit van het gereedschap Diameter van het gereedschap D (mm) φ2 φ3 φ4 φ5 φ6 φ8 φ10 φ12
AL-2B Toerental (omw/min) 40,000 26,500 20,000 16,000 13,000 10,000 8,000 6,600
Voeding (mm/min) 2,000 1,950 1,950 1,950 2,000 2,450 2,200 2,050
Maximale snijdiepte ae = 0,2D, ap = 0,1 D.

Opmerking: Deze parameters zijn aanbevelingen van ZCC Cutting Tools.

Voorbeeld van frezen

Frees Werkstuk Materiaal van het gereedschap v (m/min) af (mm/tand) ap (mm) γ0 (°)
Snelfrees met drie snijvlakken 7055 KMG407 5 0.08 2 0–5

 

CNC ondersteuning voor machinale bewerking nodig?

Deel uw tekening, materiaal, tolerantiedoel of toepassingsvraag. Ons engineeringteam kan de bewerkingsroute bekijken en een praktische volgende stap voorstellen.

Contactformulier productlijst

STEP, IGS, STL, DWG, DXF, PDF, JPG of ZIP. Max. 50 MB. Meerdere of grote bestanden? E-mail: [email protected]

Verwante artikelen

Leveranciersinformatie

Bedrijf
Xinchuangmeng Co., Ltd.
Locatie
Shenzhen, Guangdong, China
Dienst
Bewerking van precisieonderdelen
WhatsApp
+86 186 3895 1317
E-mail
[email protected]
E-mail versturen
Adres
No. 2, Anrun Road, Tangxiayong, Yanluo Street, Bao'an District

Categorieën

Producten

Leukste artikel