Usinage CNC du bronze
L'usinage CNC du bronze fait référence au processus d'utilisation de la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC) pour effectuer des opérations de coupe, de fraisage, de perçage, de tournage, de rectification et d'autres opérations d'usinage de précision sur des matériaux en bronze. Ces opérations permettent d'obtenir des composants ou des produits en bronze qui répondent aux exigences des dessins de conception (taille, plage de tolérance). Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain (Sn), certains types incorporant des éléments tels que le plomb (Pb), le zinc (Zn) et le phosphore (P) pour ajuster les propriétés. Les avantages de l'automatisation et de la haute précision de l'usinage CNC en font l'un des principaux processus couramment utilisés dans la fabrication mécanique, l'instrumentation de précision, l'aérospatiale et d'autres domaines.
Prix : 15-70 USD / PC
Épaisseur minimale de la paroi : 0,5 mm
Tolérances : 0,001 mm
Partie maximale de la pièce 2000mm*1000mm*1000mm
Autre type de bronze disponible à Weldo : Bronze d'étain, bronze d'aluminium, bronze pour roulements, bronze plomb-étain (C952, C932, C642, C863)
Propriétés physiques de différents alliages de bronze CNC partie
Résistance à la traction, résistance à la fatigue, allongement à la rupture, dureté, densité.
| Matériau | Grade | Résistance à la traction | Résistance à la fatigue | Élongation | Dureté | Densité | Notes |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bronze étain | CuSn10 (GB/T 5231) | 310-550 MPa | 120-180 MPa | 10%-40% | 65-110 HB | 8,7-8,9 g/cm³ | 9%-11% Sn, Cast |
| CuSn6 (ASTM B103) | 280-480 MPa | 110-160 MPa | 15%-45% | 60-100 HB | 8,6-8,8 g/cm³ | 5%-7% Sn, recuit | |
| Aluminium Bronze | CuAl10Fe3 (GB/T 5231) | 650-850 MPa | 250-320 MPa | 5%-15% | 180-240 HB | 7,5-7,8 g/cm³ | 9%-11% Al, forgé |
| CuAl11Ni6Fe5 (ASTM B150) | 750-950 MPa | 280-350 MPa | 3%-10% | 200-260 HB | 7,6-7,9 g/cm³ | 10%-12% Al, trempé | |
| Palier Bronze | CuSn10Pb1 (GB/T 1176) | 280-450 MPa | 100-150 MPa | 8%-25% | 60-95 HB | 8,6-8,8 g/cm³ | 9%-11% Sn, 0,5%-1,5% Pb |
| CuPb15Sn8 (ASTM B22) | 220-350 MPa | 80-130 MPa | 15%-30% | 50-80 HB | 8,5-8,7 g/cm³ | 14%-16% Pb, 7%-9% Sn | |
| Bronze au plomb et à l'étain | CuSn5Pb5Zn5 (GB/T 5231) | 250-400 MPa | 90-140 MPa | 12%-35% | 55-90 HB | 8,4-8,6 g/cm³ | 4%-6% Sn, Pb, Zn |
| CuSn10Pb5 (ASTM B505) | 300-500 MPa | 110-170 MPa | 10%-30% | 70-105 HB | 8,7-8,9 g/cm³ | 9%-11% Sn, 4%-6% Pb |
Finitions de surface pour l'usinage CNC du bronze
Le bronze possède une excellente résistance à la corrosion et ne nécessite généralement aucun traitement de surface. Cependant, pour améliorer sa durabilité ou répondre à des exigences esthétiques et fonctionnelles, Weldo propose des services tels que le sablage, le polissage électrolytique, la peinture, la galvanoplastie et le revêtement chimique.
| Processus | Description |
|---|---|
| Tel qu'usiné | Après le fraisage CNC, le tournage, la rectification et d'autres processus d'usinage, l'état de surface d'origine est conservé. |
| Polissage | Abrase la surface pour la rendre lisse et brillante, en éliminant les rayures et en améliorant la réflectivité. Ra varie de 0,025 à 0,1 µm. |
| Sablage | Utilise des jets abrasifs à grande vitesse (par exemple, du sable de quartz) pour créer des textures rugueuses/mates uniformes, éliminer les oxydes ou améliorer l'adhérence du revêtement. |
| Tumbling | Fait tourner les pièces avec des abrasifs dans un tambour pour ébavurer, arrondir les bords et affiner les surfaces, idéal pour les pièces en petites séries. |
| Électropolissage | Élimine les micro-protrusions par électrolyse pour une surface brillante et lisse ; augmente la résistance à la corrosion, utilisé pour les pièces de précision en acier inoxydable. |
| Alodine | Revêtement de conversion chimique pour le bronze, formant une couche d'oxyde pour améliorer la résistance à la corrosion et faciliter l'adhérence de la peinture. |
| Traitement thermique | Modification de la structure du matériau par chauffage/refroidissement pour améliorer la dureté/la résistance (par exemple, trempe), pas de changement d'aspect direct. |
| Oxydation noire | Forme un film d'oxyde noir sur les pièces en bronze pour la prévention de la rouille, la décoration ou la réduction de l'éblouissement ; mince, impact de taille minimal. |
| Nickel chimique | Dépose une couche uniforme de nickel par réaction chimique (pas d'électricité), résistant à l'usure et à la corrosion, épaisseur contrôlable. |
| Chromage | Dépôt électrolytique de chrome ; chrome décoratif (brillant) ou chrome dur (résistant à l'usure), utilisé pour les pièces automobiles, les articles sanitaires. |
| Revêtement par poudre | Application électrostatique d'une poudre sèche, durcie à haute température pour un revêtement résistant, de couleur variée ; résistant à l'usure et à la corrosion. |
| Finition brossée | Frotter la surface dans une seule direction pour créer des lignes fines continues ; décoratif et résistant à l'usure, utilisé pour les appareils en bronze. |
Avantages et inconvénients de l'usinage CNC du bronze
Pour
1. Bonne usinabilité: Le bronze est relativement tendre, avec une faible résistance à la coupe. Il provoque une usure moindre de l'outil et convient aux pièces de forme complexe.
2. Excellente résistance à l'usure: Le bronze contenant de l'étain présente une dureté de surface modérée, ce qui rend les pièces usinées idéales pour les composants de friction tels que les roulements et les engrenages.
3. Forte résistance à la corrosion: Meilleure résistance à l'air, à l'eau de mer, etc. que l'acier ordinaire, convient aux environnements extérieurs ou humides.
4. Bonne conductivité thermique et électrique: Conserve les propriétés inhérentes au bronze, convient pour les pièces dissipant la chaleur ou conductrices.
5. Stabilité dimensionnelle élevée : Déformation post-usinage minimale, garantissant une grande précision pour les pièces de précision.
Cons
1. Coût élevé des matériaux: Le bronze est plus cher que l'acier, l'aluminium, etc., ce qui entraîne une pression sur les coûts dans la production de masse.
2. Haute densité: Les pièces usinées sont lourdes, ce qui peut augmenter le poids total de l'équipement - inadapté aux besoins de légèreté.
3. Efficacité limitée de l'usinage: Bien que faciles à couper, les alliages de bronze à dureté élevée (par exemple, le bronze d'aluminium) peuvent provoquer l'adhérence de l'outil lors de l'usinage à grande vitesse.
4. Limites du traitement de surface: Certains alliages de bronze ont une brillance moyenne après l'usinage ; un polissage supplémentaire est nécessaire pour obtenir une décoration élevée.
5. Mauvaise soudabilité: Plus difficile à souder que l'acier ou l'aluminium ; l'assemblage mécanique est préférable pour l'assemblage après usinage.
Domaines d'application de l'usinage CNC des pièces en bronze
En raison de l'excellente résistance à la corrosion, de la durabilité et de la stabilité chimique du bronze, nous fabriquons fréquemment des composants usinés CNC pour nos clients. Voici les principaux domaines d'application :
Secteur des machines industrielles et de la transmission : Tirant parti de la résistance à l'usure et du faible coefficient de frottement du bronze, il produit principalement des paliers lisses, des engrenages, des engrenages à vis sans fin et des tiroirs de vannes hydrauliques.
Secteur du génie maritime et de la construction navale : Utilisant la résistance du bronze à la corrosion saline et alcaline, ce secteur fabrique principalement des composants pour les systèmes de propulsion des navires, des accessoires d'instruments marins et des pièces de machines portuaires.
Secteur aérospatial : La résistance à haute température, la conductivité électrique, la solidité modérée et la résistance à la corrosion du bronze permettent de produire des corps de vannes, des raccords de conduits, des guides d'ondes en bronze et des bagues de précision.
Secteur de l'électronique 3C : La conductivité thermique et électrique du bronze facilite la fabrication de connecteurs de signaux pour les instruments haut de gamme, de bornes conductrices pour les circuits imprimés, de boîtiers de protection pour les capteurs, de dissipateurs de chaleur pour les puces et de tampons thermiques.
Secteur de l'équipement médical : Les alliages de bronze médical offrent une biocompatibilité pour les connecteurs d'articulations prothétiques, les rails de guidage des machines de tomodensitométrie, les composants de positionnement des instruments de diagnostic et les roulements des pièces à main dentaires.
Traitement artistique et ancien : La finition texturée et l'aspect décoratif antique du bronze sont principalement utilisés pour les sculptures en bronze, les poignées en bronze, les engrenages d'horlogerie, les noyaux de soupapes d'instruments à vent et les manchons d'arbres à clés.
FAQ sur l'usinage CNC de pièces en bronze
Bronze d'aluminium : couramment utilisé pour la fabrication de pièces mécaniques lourdes exigeant une grande solidité et une grande résistance à l'usure, telles que les roulements et les engrenages. En raison de sa dureté élevée, des outils résistants à l'usure, tels que des inserts en carbure, sont nécessaires.
Bronze au plomb : il présente des avantages significatifs lors de l'usinage de pièces de forme complexe telles que les tiroirs de vannes hydrauliques. Ses excellentes propriétés de brise-copeaux réduisent l'enchevêtrement des copeaux lors de l'usinage CNC.
Déformation des pièces à parois minces : La faible rigidité du bronze rend les structures à parois minces sujettes à la déformation induite par les vibrations pendant l'usinage. Les solutions consistent à optimiser les parcours d'outils (par exemple, la coupe en couches), à utiliser des dispositifs de serrage souples (par exemple, des tampons en caoutchouc) et à sélectionner des paramètres à faible force de coupe.
Petites bavures de trous ou d'arêtes : La ductilité du bronze provoque des bavures sur les zones de précision. Ajoutez des étapes de post-traitement telles que le brunissage ou l'ébavurage au laser, associées à des outils tranchants et de haute précision (par exemple, des micro-perceurs à grande hélice).
Électropolissage : améliore le lissage de la surface et élimine les bavures microscopiques. Convient aux instruments de précision ou aux pièces décoratives telles que les soupapes d'instruments de musique.
Placage d'étain ou de nickel : Améliore la résistance à l'usure et la conductivité. Couramment utilisé pour les connecteurs en bronze ou les contacts conducteurs dans les appareils électroniques.
Noircissement : Crée une finition noire mate pour répondre aux exigences esthétiques ou antireflet, par exemple pour les machines anciennes ou les composants d'équipements optiques.
Rationalisation du flux de processus : pour les surfaces non critiques avec des exigences décoratives minimales, adoptez une approche de "surface brute usinée". Consolidez les caractéristiques en un seul parcours d'outil pour raccourcir les cycles d'usinage.
Planification de la production par lots : Pour les commandes en petites séries (10-50 pièces), répartir le temps de préparation sur plusieurs pièces. Pour les commandes de gros volumes (>100 pièces), utilisez des machines CNC à grande vitesse pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts unitaires de main-d'œuvre.
Facteurs d'influence : Une plus grande précision de la machine-outil est préférable (précision de positionnement ≤ 0,003 mm) ; utiliser des outils de coupe à haute rigidité pour minimiser les écarts induits par les vibrations ; remplacer rapidement les outils pendant l'usinage pour réduire la probabilité d'erreur ; contrôler la température de l'environnement de traitement (par exemple, 20±2°C) ; éviter l'usinage continu prolongé de grands composants pour atténuer les problèmes de dilatation thermique.
