Lavorazione CNC del bronzo
La lavorazione CNC del bronzo si riferisce al processo di utilizzo della tecnologia a controllo numerico computerizzato (CNC) per eseguire operazioni di taglio, fresatura, foratura, tornitura, rettifica e altre lavorazioni di precisione su materiali in bronzo. In questo modo si ottengono componenti o prodotti in bronzo che soddisfano i requisiti dei disegni di progetto (dimensioni, range di tolleranza). Il bronzo è una lega di rame e stagno (Sn), con alcuni tipi che incorporano elementi come piombo (Pb), zinco (Zn) e fosforo (P) per regolare le proprietà. I vantaggi dell'automazione e dell'alta precisione della lavorazione CNC ne fanno uno dei processi principali comunemente utilizzati nella produzione meccanica, nella strumentazione di precisione, nel settore aerospaziale e in altri campi.
Prezzo : 15-70 USD / PC
Spessore minimo della parete : 0,5 mm
Tolleranze : 0,001 mm
Parte massima del pezzo da lavorare : 2000mm*1000mm*1000mm
Altri tipi di bronzo disponibili a Weldo : Bronzo allo stagno, bronzo all'alluminio, bronzo per cuscinetti, bronzo al piombo-stagno (C952, C932, C642, C863).
Proprietà fisiche di diverse leghe di bronzo CNC
Resistenza alla trazione, resistenza alla fatica, allungamento a rottura, durezza, densità.
| Materiale | Grado | Resistenza alla trazione | Resistenza alla fatica | Allungamento | Durezza | Densità | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bronzo allo stagno | CuSn10 (GB/T 5231) | 310-550 MPa | 120-180 MPa | 10%-40% | 65-110 HB | 8,7-8,9 g/cm³ | 9%-11% Sn, fuso |
| CuSn6 (ASTM B103) | 280-480 MPa | 110-160 MPa | 15%-45% | 60-100 HB | 8,6-8,8 g/cm³ | 5%-7% Sn, ricotto | |
| Alluminio Bronzo | CuAl10Fe3 (GB/T 5231) | 650-850 MPa | 250-320 MPa | 5%-15% | 180-240 HB | 7,5-7,8 g/cm³ | 9%-11% Al, forgiato |
| CuAl11Ni6Fe5 (ASTM B150) | 750-950 MPa | 280-350 MPa | 3%-10% | 200-260 HB | 7,6-7,9 g/cm³ | 10%-12% Al, bonificato | |
| Cuscinetto di bronzo | 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 | |
| Bronzo al piombo e stagno | 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 |
Finiture superficiali per la lavorazione cnc del bronzo
Il bronzo possiede un'eccellente resistenza alla corrosione e generalmente non richiede alcun trattamento superficiale. Tuttavia, per migliorarne ulteriormente la durata o soddisfare requisiti estetici e funzionali, noi di Weldo offriamo servizi quali sabbiatura, lucidatura elettrolitica, verniciatura, galvanotecnica e rivestimento chimico.
| Processo | Descrizione |
|---|---|
| Come lavorato | Dopo la fresatura, la tornitura, la rettifica e altri processi di lavorazione CNC, viene mantenuta la condizione superficiale originale. |
| Lucidatura | Abradono la superficie fino a renderla liscia e lucente, eliminando i graffi e migliorando la riflettività. Ra varia da 0,025-0,1 µm |
| Sabbiatura | Utilizza getti abrasivi ad alta velocità (ad esempio, sabbia di quarzo) per creare texture uniformi ruvide/opache, rimuovendo gli ossidi o migliorando l'adesione del rivestimento. |
| Rotolamento | Ruota i pezzi con gli abrasivi in un tamburo per sbavare, arrotondare gli spigoli e affinare le superfici, ideale per i piccoli lotti di pezzi. |
| Elettrolucidatura | Rimuove le micro-protrusioni tramite elettrolisi per ottenere una superficie liscia e brillante; aumenta la resistenza alla corrosione, utilizzato per parti di precisione in acciaio inossidabile. |
| Alodio | Rivestimento a conversione chimica per il bronzo, che forma uno strato di ossido per migliorare la resistenza alla corrosione e favorire l'adesione della vernice. |
| Trattamento termico | Modifica la struttura del materiale tramite riscaldamento/raffreddamento per migliorare la durezza/resistenza (ad esempio, tempra), senza modifiche dirette dell'aspetto. |
| Ossidazione nera | Forma una pellicola di ossido nero sul pezzo in bronzo per la prevenzione della ruggine, la decorazione o la riduzione dei riflessi; sottile, di minimo impatto dimensionale. |
| Nichel elettrolitico | Deposita uno strato uniforme di nichel per reazione chimica (senza elettricità), resistente all'usura e alla corrosione, spessore controllabile. |
| Cromatura | Depositi elettrolitici di cromo; cromo decorativo (brillante) o cromo duro (resistente all'usura), utilizzato per parti di automobili, articoli sanitari. |
| Rivestimento in polvere | Applicazione elettrostatica di polvere secca, polimerizzata ad alta temperatura per ottenere un rivestimento tenace e di colore variabile; resistente all'usura e alla corrosione. |
| Finitura spazzolata | Sfrega la superficie in un'unica direzione per creare linee sottili e continue; decorativa e resistente all'usura, utilizzata per apparecchi in bronzo. |
Pro e contro della lavorazione CNC del bronzo
Pro
1. Buona lavorabilità: Il bronzo è relativamente morbido, con una bassa resistenza al taglio. Provoca una minore usura degli utensili e si adatta a pezzi di forma complessa.
2. Eccellente resistenza all'usura: Il bronzo contenente stagno ha una durezza superficiale moderata, che rende le parti lavorate ideali per i componenti a frizione come cuscinetti e ingranaggi.
3. Forte resistenza alla corrosione: Migliore dell'acciaio ordinario all'aria, all'acqua di mare e così via, adatto ad ambienti esterni o umidi.
4. Buona conducibilità termica ed elettrica: Mantiene le proprietà intrinseche del bronzo, adatto a parti che dissipano il calore o a parti conduttrici.
5. Elevata stabilità dimensionale: Minima deformazione post-lavorazione, che garantisce un'elevata precisione per i pezzi di precisione.
Contro
1. Costo elevato del materiale: Il bronzo è più costoso dell'acciaio, dell'alluminio, ecc. e ciò comporta una pressione sui costi nella produzione di massa.
2. Alta densità: Le parti lavorate sono pesanti e possono aumentare il peso complessivo dell'apparecchiatura, inadatta alle esigenze di leggerezza.
3. Efficienza di lavorazione limitata: Sebbene siano facili da tagliare, le leghe di bronzo ad alta durezza (ad esempio, il bronzo all'alluminio) possono causare l'adesione dell'utensile durante la lavorazione ad alta velocità.
4. Limiti del trattamento di superficie: Alcune leghe di bronzo hanno una lucentezza media dopo la lavorazione; per un'elevata decoratività è necessaria una lucidatura supplementare.
5. Scarsa saldabilità: Più difficile da saldare rispetto all'acciaio o all'alluminio; la giunzione meccanica è preferibile per l'assemblaggio dopo la lavorazione.
Campi di applicazione della lavorazione CNC di parti in bronzo
Grazie all'eccellente resistenza alla corrosione, alla durata e alla stabilità chimica del bronzo, produciamo spesso componenti lavorati CNC per i nostri clienti. Di seguito sono riportate le principali aree di applicazione:
Settore dei macchinari industriali e della trasmissione: Sfruttando la resistenza all'usura e il basso coefficiente di attrito del bronzo, produce principalmente cuscinetti radenti, ingranaggi, viti senza fine e cursori per valvole idrauliche.
Settore dell'ingegneria navale e della costruzione navale: Sfrutta la resistenza del bronzo alla corrosione salina e alcalina, producendo principalmente componenti per sistemi di propulsione navale, accessori per strumenti marini e parti di macchinari portuali.
Settore aerospaziale: La resistenza alle alte temperature, la conducibilità elettrica, la moderata robustezza e la resistenza alla corrosione del bronzo consentono di produrre corpi valvola, raccordi per condotti, guide d'onda in bronzo e boccole di precisione.
Settore dell'elettronica 3C: La conducibilità termica ed elettrica del bronzo facilita la produzione di connettori di segnale per strumenti di fascia alta, terminali conduttivi per circuiti stampati, alloggiamenti protettivi per sensori, dissipatori di calore per chip e pad termici.
Settore delle apparecchiature medicali: Le leghe di bronzo medicali offrono biocompatibilità per i connettori delle articolazioni protesiche, le guide delle macchine per la TAC, i componenti di posizionamento degli strumenti diagnostici e i cuscinetti delle manipolazioni dentali.
Lavorazione artistica e vintage: La finitura testurizzata e l'aspetto decorativo antico del bronzo sono utilizzati principalmente nelle sculture in bronzo, nelle maniglie in bronzo, negli ingranaggi degli orologi, nelle anime delle valvole degli strumenti a fiato e nelle guaine degli alberi delle chiavi.
FAQ sulla lavorazione CNC di parti in bronzo
Bronzo all'alluminio: comunemente utilizzato per la produzione di parti meccaniche per impieghi gravosi che richiedono un'elevata forza e resistenza all'usura, come cuscinetti e ingranaggi. A causa della sua elevata durezza, sono necessari utensili resistenti all'usura come gli inserti in carburo.
Bronzo al piombo: dimostra vantaggi significativi nella lavorazione di pezzi di forma complessa come i cursori delle valvole idrauliche. Le sue eccezionali proprietà rompitruciolo riducono l'aggrovigliamento dei trucioli durante la lavorazione CNC.
Deformazione dei pezzi a parete sottile: La bassa rigidità del bronzo rende le strutture a parete sottile soggette a deformazioni indotte dalle vibrazioni durante la lavorazione. Le soluzioni prevedono l'ottimizzazione dei percorsi utensile (ad esempio, il taglio a strati), l'impiego di dispositivi di serraggio morbidi (ad esempio, cuscinetti di gomma) e la selezione di parametri a bassa forza di taglio.
Piccole bave di fori o bordi: La duttilità del bronzo provoca bave su aree di precisione. Aggiungere fasi di post-lavorazione come la brunitura o la sbavatura laser, abbinate a strumenti affilati e di alta precisione (ad esempio, micropunte ad alta elica).
Elettrolucidatura: migliora la levigatezza della superficie e rimuove le bave microscopiche. È adatta per strumenti di precisione o parti decorative come le valvole degli strumenti musicali.
Stagno o nichelatura: Migliora la resistenza all'usura e la conduttività. Si usa comunemente per i connettori in bronzo o per i contatti conduttivi dei dispositivi elettronici.
Annerimento: Crea una finitura nera opaca per soddisfare requisiti estetici o antiriflesso, come nel caso di macchinari d'epoca o componenti di apparecchiature ottiche.
Semplificare il flusso di processo: per le superfici non critiche con requisiti decorativi minimi, adottare un approccio di "superficie grezza lavorata". Consolidare le caratteristiche in un unico percorso utensile per ridurre i cicli di lavorazione.
Pianificazione della produzione per lotti: Per gli ordini di piccoli lotti (10-50 pezzi), assegnare il tempo di preparazione a più parti. Per ordini di grandi volumi (>100 pezzi), utilizzare macchine CNC ad alta velocità per aumentare l'efficienza e ridurre i costi unitari di manodopera.
Fattori d'influenza: È preferibile una maggiore precisione della macchina utensile (precisione di posizionamento ≤ 0,003 mm); utilizzare utensili da taglio ad alta rigidità per ridurre al minimo le deviazioni indotte dalle vibrazioni; sostituire tempestivamente gli utensili durante la lavorazione per ridurre la probabilità di errore; controllare la temperatura dell'ambiente di lavorazione (ad esempio, 20±2°C); evitare la lavorazione continua e prolungata di componenti di grandi dimensioni per ridurre i problemi di espansione termica.
