Le magnésium d’usinage CNC offre des avantages inégalés. Dans ce blog, des informations sont dévoilées sur les caractéristiques d'usinage. Attendez-vous à une exploration détaillée. Découvrez les avantages, les défis et les applications du magnésium. Plongez en profondeur dans ce segment industriel crucial.
Les alliages de magnésium se distinguent par leur poids incroyablement faible. Dans le génie aérospatial et automobile, les matériaux légers permettent des économies de carburant substantielles.
Bien qu’ils soient légers, les alliages de magnésium offrent une résistance louable. De nombreuses industries les apprécient pour leur rapport résistance/poids, qui rivalise même avec celui de l'acier.
Les alliages de magnésium présentent une forte résistance à la corrosion, notamment lorsqu'ils sont traités avec des revêtements protecteurs. Ainsi, les pièces fabriquées à partir de ces alliages nécessitent moins d’entretien.
La ductilité fait référence à la capacité d'un matériau à se déformer sans se briser. Les alliages de magnésium, grâce à leur ductilité décente, peuvent subir une flexion ou un étirement important sans rupture.
Une dispersion efficace de la chaleur est cruciale dans de nombreuses applications. Les alliages de magnésium ont un taux de conductivité thermique remarquable, facilitant le transfert de chaleur dans des dispositifs tels que les dissipateurs thermiques.
La conductivité électrique du magnésium permet son utilisation dans les composants électroniques. Bien qu’elle ne corresponde pas au cuivre, sa conductivité sert à des applications où le poids et la conduction comptent.
Dans les processus d'usinage CNC, le maintien de dimensions précises est crucial. Les alliages de magnésium offrent une excellente stabilité dimensionnelle, garantissant que les pièces conservent leur forme et leur taille après la production.
Les alliages de magnésium présentent une grande coulabilité, ce qui les rend idéaux pour les conceptions complexes. Les industries ayant besoin de pièces complexes optent fréquemment pour ces alliages en raison de cette propriété.
L'assemblage de pièces devient plus simple avec des matériaux qui se soudent bien. Les alliages de magnésium présentent une bonne soudabilité, garantissant des connexions sans couture dans les structures fabriquées.
Les machines et les véhicules bénéficient de matériaux qui absorbent les vibrations. Les alliages de magnésium excellent dans cet aspect, offrant des opérations plus fluides dans de nombreuses applications.
Le module élastique est une mesure de la rigidité du matériau. Les alliages de magnésium ont un module décent, offrant une rigidité là où cela est nécessaire.
Dans les environnements sensibles aux champs magnétiques, comme les salles d’électronique ou d’IRM, les matériaux non magnétiques sont essentiels. Les alliages de magnésium répondent efficacement à ce critère.
En plus d'être légers, les alliages de magnésium ont une faible densité. Cette propriété amplifie encore leur attrait dans les industries soucieuses de gagner du poids.
Les préoccupations environnementales dictent le besoin de matériaux recyclables. Les alliages de magnésium sont 100 % recyclables, contribuant ainsi aux efforts de durabilité.
Les implants et dispositifs médicaux nécessitent des matériaux biocompatibles. Les alliages de magnésium, reconnus pour leur biocompatibilité, ont trouvé des applications dans le domaine biomédical.
L'alliage de magnésium, une fois usiné, offre des vitesses de coupe rapides. Dans les opérations d'usinage typiques, la vitesse de coupe peut atteindre jusqu'à 600 mètres par minute. Des taux de coupe rapides se traduisent par des cycles de production plus rapides, garantissant un débit maximal en un minimum de temps.
La nature molle du magnésium entraîne moins de contraintes sur les outils d’usinage. Par conséquent, les outils durent plus longtemps, ce qui se traduit par des coûts de maintenance et de remplacement inférieurs.
Le magnésium, avec une densité d'environ 1,74 g/cm³, fait partie des matériaux structurels les plus légers. Les composants en magnésium sont nettement plus légers que ceux fabriqués à partir d’autres métaux.
L'usinage CNC du magnésium garantit que les composants atteignent des tolérances aussi serrées que ± 0,005 pouces. Une telle précision favorise la création de pièces complexes et très détaillées, essentielles pour les industries exigeant des spécifications strictes.
L'usinabilité du magnésium permet une production efficace ébrécher et l'élimination des bavures. Avec une vitesse d'avance et une vitesse de broche correctes, des taux d'enlèvement de matière (MRR) efficaces peuvent être obtenus, minimisant ainsi le risque de défauts.
Une usure réduite des outils, une coupe plus rapide et un enlèvement de matière efficace réduisent collectivement les coûts de production. Les économies proviennent également de la réduction de la consommation d’énergie et des dépenses de remplacement des outils.
L'usinage du magnésium génère des copeaux recyclables. La récupération et le recyclage de ces copeaux contribuent en outre à la conservation des ressources et à la préservation de l'environnement.
Compte tenu de l’usinabilité favorable du magnésium, les opérations telles que le perçage, le fraisage et le tournage demandent moins de temps. Les processus d’usinage accélérés augmentent la productivité globale.
Après usinage, les pièces en magnésium présentent souvent une surface lisse, éliminant ainsi le besoin de processus de finition secondaires. La rugosité de surface est en moyenne de Ra 0,8, ce qui la rend adaptée à la plupart des applications.
La nature du magnésium nécessite moins d’énergie lors des processus d’usinage. Par conséquent, les opérations sont plus économes en énergie, contribuant ainsi à réduire les coûts d’exploitation.
L'usinage de précision du magnésium génère un minimum de déchets. L'utilisation de technologies CNC avancées garantit une utilisation optimale des matériaux, réduisant ainsi la génération de déchets.
L'usinage CNC permet la création de conceptions complexes et personnalisées en magnésium. Une telle polyvalence encourage l’innovation et répond aux diverses exigences de l’industrie.
Les composants en magnésium intègrent souvent des fonctionnalités qui simplifient les processus d'assemblage. Des fonctionnalités telles que les éléments de fixation intégrés réduisent le besoin de matériel supplémentaire.
Les pièces en magnésium dissipent efficacement la chaleur. De telles caractéristiques thermiques sont particulièrement utiles dans des applications telles que les boîtiers électroniques, où la gestion de la chaleur est vitale.
Malgré sa légèreté, le magnésium présente un rapport résistance/poids impressionnant, ce qui le rend idéal pour les applications exigeant une résistance sans poids supplémentaire.
L'AZ31B est un choix populaire dans les projets d'usinage CNC du magnésium. Bénéficiant d’un solide équilibre entre résistance et ductilité, cet alliage réduit considérablement les vibrations pendant les opérations. Sa composition comprend 3% d'aluminium et 1% de zinc, renforçant ainsi sa résistance à la corrosion.
Reconnu pour son excellente résistance à la corrosion, l’AZ91D a une composition de 9 % d’aluminium et 1 % de zinc. Pour les pièces moulées nécessitant une grande durabilité, les professionnels de l’industrie se tournent vers cet alliage. Son utilisation généralisée témoigne de ses performances exceptionnelles.
L'AM60B, avec une composition de 6 % d'aluminium et 0,15 % de manganèse, est utilisé là où la ductilité et l'absorption d'énergie sont primordiales. Les industries de pièces automobiles exploitent cet alliage pour sa résistance aux chocs.
L'AM50A démontre une résistance légèrement inférieure à celle de l'AM60B mais excelle dans ses capacités d'allongement. Principalement composé de 5 % d’aluminium, cet alliage est choisi pour les conceptions complexes d’usinage CNC.
L'ajout de zirconium et d'éléments de terres rares au magnésium crée le ZE41A. Cet alliage excelle en termes de résistance à des températures élevées, ce qui le rend adapté aux composants aérospatiaux.
L'EQ21A, contenant 2 % d'argent et 1 % d'éléments de terres rares, apparaît comme un alliage pour une soudabilité supérieure. Pour les structures soudables à haute résistance, EQ21A devient une norme industrielle.
WE54A, connu pour ses propriétés de haute résistance et de faible fluage à des températures élevées, comprend de l'yttrium et des éléments de terres rares. Les industries ayant des exigences strictes en matière de résistance à la fatigue privilégient cet alliage.
Les éléments des terres rares, avec l’yttrium, constituent la composition du WE43. Remarqué pour sa stabilité à long terme à des températures élevées, cet alliage convient à des applications telles que les composants de moteurs d'avion.
Pour une résistance élevée et une bonne ductilité, optez pour le ZK60A. Il contient 5 à 6 % de zinc et une quantité minimale de zirconium, ce qui lui confère une place dans les applications hautes performances.
L'AZ80, composé de 8,2 % d'aluminium et de 0,7 % de zinc, est apprécié pour sa résistance importante. Il convient aux applications qui exigent une résistance élevée sans pénalité de poids significative.
Composé de 2 % de thorium et de 1 % de zirconium, le HM21A est utilisé là où la résistance aux températures élevées est cruciale. Les applications nucléaires et les pièces de moteurs à réaction sont des applications courantes de cet alliage.
L'AE42 constitue un choix remarquable pour les applications à températures élevées. Avec 4% d'aluminium et 2% d'éléments de terres rares, il offre une résistance au fluage importante.
QE22 contient 2 % d’argent et 2 % d’éléments de terres rares, formant une microstructure très stable. Pour les pièces nécessitant résistance et stabilité à haute température, cet alliage est exceptionnel.
Le ZC71, dont les principaux éléments sont 7 % de zinc et 1 % de zirconium, est conçu pour une résistance et une dureté supérieures. Cette combinaison offre une alternative solide aux alliages d’aluminium pour de nombreux composants.
Composé de 3 % de zirconium et d'une touche de terre rare, l'EZ33 excelle en termes de résistance au fluage. Dans les secteurs où une stabilité à long terme aux températures élevées est nécessaire, l’EZ33 est un leader.
Type d'alliage | Limite d'élasticité (MPa) | Résistance à la traction ultime (MPa) | Densité (g/cm^3) | Résistance à la corrosion | Conductivité thermique (W/m·K) | Application typique |
AZ31B | 125 | 270 | 1,77 | Bien | 75 | Aérospatial |
AZ91D | 160 | 290 | 1,81 | Excellent | 72 | Automobile |
AM60B | 110 | 230 | 1,78 | Équitable | 70 | Électronique |
AM50A | 105 | 240 | 1,77 | Bien | 69 | Ingénierie générale |
ZE41A | 145 | 275 | 1,79 | Très bien | 68 | Militaire |
EQ21A | 130 | 255 | 1,80 | Bien | 71 | Machines industrielles |
WE54A | 170 | 300 | 1,82 | Excellent | 73 | Aérospatial |
Tableau sur les types d'alliages de magnésium couramment utilisés dans l'usinage CNC !
Le magnésium se distingue comme le plus léger de tous les métaux structurels, ce qui en fait un choix privilégié dans les applications aérospatiales. Un alliage de magnésium typique pèse environ 1,8 g/cm³, tandis que les alliages d'aluminium pèsent environ 2,7 g/cm³.
Lorsque vous travaillez avec du magnésium, attendez-vous à des vitesses d’usinage plus rapides. La formation de copeaux de magnésium garantit une alimentation plus élevée
Rentabilité
Finition de surface
Dissipation de la chaleur
Résistance à la corrosion
Résistance à la fatigue
Soudabilité
Recyclabilité
Absorption des vibrations
Conductivité
Résistance à la traction
Élasticité
Dureté La dureté des alliages de magnésium peut varier entre 60 et 100 sur leÉchelle Brinell
Durabilité
Fraises en carbure
Acier rapide (HSS)
Diamant polycristallin (PCD)
Fraises en bout
Fraises à surfacer
Forets Quand forage
Outils de tournage
Robinets
Alésoirs
Moulins creux
Moulins à fileter
Revêtements d'outils
Vitesse de broche
Géométrie de l'outil
Liquides de refroidissement solubles dans l'eau
Huiles pures
peut se dégrader avec le temps.
Une émulsion mélange de l'eau et de l'huile. Pour le magnésium, une émulsion apporte une dissipation thermique efficace. Ainsi, la pièce reste plus froide, réduisant ainsi le risque de déformation.
Les liquides de refroidissement synthétiques se distinguent par leur stabilité chimique. Lors de l’usinage du magnésium, optez pour ceux sans soufre, sans chlore ni phosphore. De tels éléments peuvent réagir négativement avec le magnésium, entraînant des défauts de surface.
Lorsque l’espace et la fluidité comptent, envisagez les applications de brouillard. Ces fines pulvérisations se dispersent directement sur la zone de coupe, assurant un refroidissement précis. De plus, le brouillard réduit le volume de liquide de refroidissement utilisé.
Pour les tâches d'usinage CNC à haute intensité avec du magnésium, le refroidissement par inondation fait des merveilles. Il offre une couverture complète, garantissant que chaque pièce refroidit uniformément. Cependant, gardez à l’esprit : l’excès peut conduire au gaspillage. Lubrification en quantité minimale (MQL)
représente une technique utilisant une lubrification minimale. Ici, l’objectif est l’efficacité. Vous fournissez juste la bonne quantité de lubrifiant à la pointe, économisant ainsi les ressources et réduisant les coûts.
Incontournable dans le monde de l’usinage, l’huile de coupe contribue à réduire la friction. Ce faisant, il prolonge la durée de vie de l'outil et garantit des coupes plus douces sur les surfaces en magnésium.
Bien que bénéfiques dans certaines applications, les composés chlorés posent des problèmes avec le magnésium. Évitez-les car ils peuvent provoquer de la corrosion.
Introduire des antioxydants pour contrer les menaces d’oxydation. L'oxydation peut détériorer la qualité du magnésium. Les antioxydants jouent donc un rôle crucial dans le maintien de l’intégrité du matériau.
Le magnésium, bien que moins sujet que certains métaux, peut se corroder. Appliquez des produits antirouille après l'usinage pour protéger le produit final de la rouille indésirable.
Techniques d'usinage du magnésium !
Commencez avec des forets hélicoïdaux spécifiques au magnésium. Optez pour des vitesses de 300 tr/min pour des trous de 1/4 de pouce de diamètre, passant à 1 500 tr/min pour des trous de 1/8 de pouce de diamètre. Un perçage approprié empêche toute déformation indésirable. FraisageLes outils en acier rapide (HSS) ou en carbure gèrent efficacement
. Visez une vitesse de coupe de 285 pieds par minute (FPM) à l'aide d'outils HSS, tandis que le carbure permet des vitesses allant jusqu'à 1 000 FPM.
Utilisez des outils tranchants avec des angles de coupe positifs. Obtenez des finitions de surface de 32 micropouces ou mieux avec des vitesses d'avance de 0,005 à 0,015 pouces par tour. Ennuyeux Utilisez des outils HSS tranchants avec une vitesse d'avance de 0,002 à 0,010 pouces par tour. Correct
la géométrie de l'outil garantit des trous précis sans écaillage.
Optez pour 10 à 12 fils par pouce. Un angle d'outil de 29 degrés garantit des filetages de qualité sur les composants en magnésium.
Appuyez à 60-75 FPM pour de meilleurs résultats. Utilisez des tarauds à pointe en spirale ou à cannelures en spirale pour une forme et une finition de filetage optimales.
Gardez les broches bien aiguisées. Utilisez une pression légère et continue pour obtenir des surfaces de qualité.
Pour un travail de précision, utilisez des meules en carbure de silicium ou en oxyde d'aluminium. Maintenez des vitesses de roue comprises entre 4 500 et 6 500 FPM pour un enlèvement de matière optimal.
Le magnésium bénéficie de l'utilisation de pierres à aiguiser standards. Visez des vitesses de pierre comprises entre 120 et 150 FPM.
Les scies à ruban et les scies circulaires fonctionnent mieux. Des vitesses de lame de 10 000 à 15 000 FPM maximisent l'efficacité.
Obtenez une précision de trou de 0,0005 pouces ou mieux. Utilisez des alésoirs en carbure ou HSS à des vitesses de 150 à 300 tr/min. Gravure La géométrie précise de l'outil garantit des lignes nettes et nettes. Utilisez des vitesses similaires à celles du fraisage pour des résultats optimaux. Dans ce cas,
peut être utile.
Une méthode non traditionnelle, l'EDM, peut façonner le magnésium sans contact direct avec l'outil. Les spécificités du fluide diélectrique pour le magnésium améliorent le processus.
Conseils pour obtenir les finitions de surface souhaitées !
Pour garantir une finition de surface exceptionnelle lors de l'usinage CNC Magnesium, déterminez la meilleure vitesse d'avance. N'oubliez pas que des vitesses d'avance plus élevées peuvent entraîner des imperfections de surface. Utilisez des valeurs comprises entre 0,004 et 0,006 pouces par dent.
Un outil émoussé endommage les surfaces en magnésium. Inspectez et maintenez régulièrement l’affûtage des outils. Les bords tranchants doivent rester tranchants ; une inspection fréquente des outils réduit l’usure.
Une utilisation appropriée du liquide de refroidissement évite la surchauffe et maximise la durée de vie de l'outil. Distribuez le liquide de refroidissement directement au point de contact outil-magnésium, garantissant ainsi une efficacité maximale.
Fixez fermement tous les composants de la machine. Une rigidité accrue garantit un contact constant entre l'outil et le magnésium, évitant ainsi les imperfections inutiles.
Les vibrations provoquent des imperfections de surface. Utiliser un outil anti-vibration
Vitesses appropriées
Passes de finition
Sélection d'outils
Processus en plusieurs étapes
Ébavurage
Traitements de surfaces
Stratégies de serrage
Chaque changement d'outil introduit un potentiel d'erreurs. Limitez les changements en utilisant des outils multifonctionnels et en optimisant les séquences opérationnelles.
Aérospatial
Automobile
Équipement médical
Électronique
Équipement sportif La durabilité et le poids influencent les performances sportives. Par conséquent, les raquettes, les clubs et les équipements de protection utilisent du magnésium usiné CNC. Leur présence garantit aux athlètes une efficacité optimale.
Militaire
Télécommunications
Robotique
Appareils optiques
Outils électroportatifs
Instruments de musique
Implants biomédicaux
Drones
Les chemins de fer
Les trains exigent de la force et une gestion du poids. Les composants tels que les cadres des sièges bénéficient du magnésium usiné CNC, offrant aux passagers confort et sécurité. Conclusion. L'usinage CNC du magnésium présente de multiples avantages et défis. Des composants légers aux problèmes d’inflammabilité, c’est diversifié. Une gamme d'alliages de magnésium permet des applications variées. La sélection des outils et les précautions garantissent la qualité et la sécurité.