Люди использовали бронзу с древних времен, но фабрики по-прежнему полагаются на нее сегодня. Бронзовые детали могут выдерживать суровые условия лучше, чем многие другие металлы. Например, бронзовые подшипники устойчивы к износу и трению, что обеспечивает бесперебойную работу машин. Бронзовые фитинги не ржавеют в морской воде, поэтому судостроители используют их для критически важных компонентов.
В этом руководстве объясняется процесс обработки бронзы, рассказывается о том, как это происходит, изучаются различные типы бронзы и даются советы по достижению наилучших результатов.
Что такое обработка бронзы?
Обработка бронзы относится к процессу формования бронзы в полезные детали с использованием режущих инструментов и машин. Сама бронза представляет собой сплав, состоящий в основном из меди и олова. Производители часто выбирают бронзу, поскольку она обеспечивает хорошее сочетание прочности, коррозионной стойкости и износостойкости. В современной обработке мы режем, сверлим и формуем бронзу, чтобы изготавливать детали, которым нужна прочность, низкое трение или устойчивость к соленой воде. Бронзовые детали могут служить долго, и они часто работают в жестких условиях.
Как обрабатывается бронза?
Обработка бронзы начинается с выбора подходящего сплава (например, алюминиевой бронзы для прочности или фосфорной бронзы для мелких деталей) и разрезания его на более мелкие части. Затем машины вырезают или вращают бронзу, чтобы придать ей форму. После формовки рабочие удаляют грубые края, полируют для придания чистого вида и иногда подвергают металл термической обработке, чтобы сделать его более твердым. Наконец, каждая деталь измеряется, чтобы убедиться, что она соответствует требуемому размеру и отделке, перед очисткой и упаковкой.
Краткая история обработки бронзы
Люди впервые отлили бронзовые инструменты и оружие около 3000 г. до н. э. Они узнали, что смешивание меди с оловом дает металл, который остается острым и не ржавеет. Со временем бронза превратилась из простых инструментов в детали машин. Сегодня современные механические цеха используют ЧПУ (компьютерное цифровое управление) оборудование для резки, сверления, токарной обработки и отделки бронзовых деталей с высочайшей точностью.
Почему стоит выбрать бронзу для обработанных деталей?
Бронза обладает рядом качеств, которые делают ее хорошим выбором для многих деталей:
- Бронза не ржавеет. Эта особенность делает ее идеальной для использования в воде или влажном воздухе.
- Многие бронзовые сплавы не изнашиваются быстро. Это свойство позволяет подвижным частям работать дольше.
- Бронза не искрит при ударе молотком. Это качество делает ее более безопасной для мест, где искры могут стать причиной пожара.
- Некоторые виды бронзы хорошо режутся и позволяют изготавливать гладкие детали, не создавая при этом слишком большой нагрузки на инструменты.
- Бронза хорошо проводит тепло и электричество. Производители используют бронзу в электрических деталях и теплообменниках.
- Блестящие бронзовые детали выглядят красиво. Художники часто используют бронзу для скульптур, а архитекторы — для декоративных изделий.
Благодаря этим свойствам бронза находит применение в производстве морского оборудования, электрических разъемов, подшипников и предметов искусства.
Распространенные процессы обработки бронзы на станках с ЧПУ
Бронза универсальна, поэтому в мастерских используют множество различных методов для придания ей формы. Ниже приведены основные процессы:
Фрезерные
A фрезерный станок использует вращающиеся фрезы для удаления материала со стационарного бронзового блока. Контроллер ЧПУ следует точному набору инструкций, позволяя цехам создавать сложные формы, такие как пользовательские втулки или фланцы. Фрезерование с ЧПУ хорошо подходит для деталей, требующих жестких допусков и подробных шаблонов.
Токарная обработка с ЧПУ
При повороте, а токарный станок вращает бронзовую заготовку, в то время как режущий инструмент движется против нее. Оператор программирует токарный станок с ЧПУ для создания цилиндрических форм: типичными примерами являются валы, стержни и кольца. Точение создает однородные поверхности, что имеет решающее значение для деталей, которые должны плотно прилегать или плавно вращаться.
Шлифование с чпу
Шлифовальные использует высокоскоростной абразивный круг для удаления очень небольшого количества материала. В мастерских шлифуют бронзовые детали для достижения точных диаметров и гладкой отделки. Этот этап часто следует за точением или фрезерованием, когда деталь должна соответствовать очень жестким требованиям к отделке поверхности (например, поверхность подшипника).
Сверление с ЧПУ
Сверление с ЧПУ создает круглые отверстия в бронзовых компонентах, часто для крепежа или для проходов жидкости. Механики должны выбирать сверла, рассчитанные на бронзу или латунь, поскольку эти сплавы могут забивать стандартные стальные сверла. Они также регулируют скорость и подачу, чтобы избежать упрочнения, которое может произойти, если бронза нагревается слишком быстро.
Протяжные
Протяжка — это протягивание многозубчатого инструмента (называемого протяжкой) через предварительно сформированное отверстие или вдоль поверхности детали. Этот метод позволяет создавать шпоночные пазы, шлицы, или внутренние профили за один проход. Мастерские обращаются к протяжке, когда им нужно производить эти формы быстрее, чем с помощью комбинации фрезерования и опиливания.
Электроэрозионная обработка (EDM)
Электроэрозионная обработка использует контролируемые электрические искры для эрозии бронзы. Профилированный электрод «выжигает» небольшие кусочки металла, что делает электроэрозионную обработку идеальным методом для сложных контуров и внутренних вырезов, которые труднодоступны для стандартных режущих инструментов. Этот метод подходит для деталей из фосфористой бронзы, используемых в электрических контактах и прецизионных штампах.
Гидроабразивная резка
Гидроабразивная резка подает тонкую струю воды, смешанную с абразивными частицами, под очень высоким давлением. Она режет бронзовый лист или пластину, не нагревая металл, поэтому бронза сохраняет свою первоначальную прочность и структуру зерна. Магазины часто выбирают гидроабразивная резка для сложных узоров или когда необходимо избежать зон термического воздействия.
Распиловка
Перед детальной обработкой рабочие часто разрезают большие бронзовые заготовки на более мелкие части с помощью ленточной пилы или дисковой пилы с твердосплавными лезвиями. Распиловка выполняется быстро и предотвращает ненужный износ фрезерных или токарных инструментов.
Если вам нужны прототипы, мелкосерийные операции или крупномасштабное производство, попробуйте BOYI Technology. Мы являемся услуги по обработке бронзы с ЧПУ поставщик с 20-летним опытом. Загрузите ваш 3D-файл и получите немедленную расценку на бронзовые детали.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Типы бронзы, используемые в обработке на станках с ЧПУ
В механических цехах используется несколько видов бронзовых сплавов, каждый из которых имеет свои преимущества и области применения:
| сплав | Ключевые характеристики |
|---|---|
| Висмутовая бронза | Улучшенная литейная и обрабатываемая способность; используется для изготовления ювелирных изделий и мелких прецизионных деталей. |
| Алюминиевая бронза | Высокая прочность и коррозионная стойкость; используется для винтов, подшипников. |
| Оловянная бронза | Коррозионностойкий и долговечный под нагрузкой; используется для изготовления шестерен, подшипников и скульптур. |
| Никель-алюминиевая бронза | Высокая нагрузочная способность и коррозионная стойкость; используется в валах морской и аэрокосмической техники. |
| Кремниевая бронза | Отличная устойчивость к соленой воде; используется в морской арматуре и клапанах. |
| Медно-никелевая бронза | Прочен и обладает высокой коррозионной стойкостью в морской воде; используется для корпусных листов и трубопроводов. |
| Фосфорная бронза | Хорошая износостойкость и обрабатываемость; используется в пружинах, электрических деталях. |
| Свинцовая бронза | Низкий коэффициент трения и простота обработки; используется в подшипниках и втулках. |
| Марганцевая бронза | Очень прочный и износостойкий; используется для изготовления шестерен и деталей тяжелой техники. |
Как выбрать лучший бронзовый сплав для моего проекта?
Решите, что должна делать ваша часть:
- Если вам нужна высокая прочность и хорошая устойчивость к ржавчине, выбирайте алюминиевую бронзу.
- Если вам нужна хорошая проводимость или мельчайшие детали, выбирайте фосфористую бронзу.
- Если вам нужна простая обработка скользящих деталей, рассмотрите свинцовую бронзу.
Какие бронзы легче всего обрабатывать?
Если вам нужна самая простая работа, обработанная свинцовая бронза или мелкозернистая фосфорная бронза часто являются самыми быстрыми и легкими. Эти сплавы позволяют вам работать на более высоких скоростях шпинделя, плавно очищать стружку и использовать менее дорогостоящие инструменты.
Лучшие марки бронзы для обработки на станках с ЧПУ
Определенные стандартизированные сорта бронзы заслужили репутацию за хорошие характеристики обработки и производительности. Ниже приведены некоторые широко используемые сорта:
- C93200 (свинцово-оловянная бронза): Этот сорт, известный как подшипниковая бронза, легко обрабатывается, образует поверхности с низким коэффициентом трения и устойчив к износу.
- C95400 (алюминиевая бронза): Обеспечивает прочный баланс обрабатываемости и высокой износостойкости. Хорошо работает в морских и промышленных условиях.
- C51000 (Фосфорная бронза): Обеспечивает превосходные пружинные характеристики и стабильную электропроводность, что делает его популярным для соединителей и оборудования.
- C63000 (кремниевая бронза): Легко обрабатывается и имеет хорошую прочность, а также получается привлекательная поверхность, идеально подходящая для видимых деталей.
Выбор марки подразумевает проверку состава сплава, механических характеристик и рекомендуемых скоростей резки, соответствующих возможностям вашего цеха.
Поверхностная обработка обработанных бронзовых деталей
После обработки в цехе выполняются операции по очистке и отделке. Обычные виды отделки бронзой включают:
- После обработки: Состояние по умолчанию после резки, показывающее следы инструмента и мелкие выступы. Подходит для внутренних компонентов или скрытых поверхностей.
- Бусина взорвана: Приведение в движение мелких стеклянных шариков по бронзе дает однородный матовый вид. Этот метод скрывает недостатки и обеспечивает однородный вид.
- полированный: Использует полировальные круги и полировальные пасты для создания зеркального блеска. Часто применяется для художественных и декоративных изделий.
- шлифованные: Используя абразивную бумагу или ленты, машинисты шлифуют поверхность, чтобы удалить мелкие царапины и добиться однородной текстуры.
- гальванопокрытие: Нанесение другого металла, например никеля или золота, на бронзовые поверхности повышает коррозионную стойкость и может создать декоративный эффект.
- Патинирование: Используя контролируемые химические ванны, специалисты создают цвета, такие как зеленый или коричневый, чтобы имитировать естественное старение, часто наблюдаемое на статуях и памятниках.
- Химические покрытия: Применение химикатов для реакции с бронзовой поверхностью может добавить цвет, замедлить ржавчину или защитную патину. Эта отделка подходит для наружных архитектурных элементов.
- Матовый: Проволочная или абразивная щетка создает матовую отделку параллельных линий. Идеально подходит для декоративных панелей или архитектурных приспособлений с поверхностью с низким бликованием.
Выбор правильной отделки зависит от того, нужна ли детали только функциональность или дизайнеры хотят, чтобы поверхность была привлекательной. Полированная отделка может хорошо подойти для компонента часов, тогда как дробеструйная обработка имеет смысл для прочной промышленной арматуры.
Распространенные области применения обработанных бронзовых деталей
Почти каждая крупная отрасль промышленности использует бронзу в той или иной форме. Ниже приведены типичные изделия из обработанной бронзы:
| Подача заявки | часть |
|---|---|
| Спецтехника | Подшипники, втулки |
| Морское и оффшорное проектирование | Компоненты судна, гребные валы, подводные крепежи |
| Системы теплообмена | Компоненты радиатора, трубки теплообменника |
| Автомобильная | Компоненты сцепления, кольца синхронизатора |
| Аэрокосмическая индустрия | Втулки, опоры подшипников |
| Соединители | Компоненты для смесителей, Декоративные элементы |
| Нефтегазовая промышленность | Седла клапанов, рабочие колеса насосов |
| Электроника и Телекоммуникации | Трансформаторные втулки, корпуса радиочастотных разъемов |
| Промышленные компрессоры | Подшипники коленчатого вала, втулки цилиндров |
Распространенные проблемы при обработке бронзы
1. Закалка
Некоторые бронзовые сплавы, особенно с высоким содержанием никеля, имеют тенденцию к затвердеванию при обработке. Это увеличивает сопротивление резанию и может привести к поломке инструмента или неточным резам при последующих проходах.
2. Контроль стружки
Бронза может образовывать длинную, волокнистую стружку, которая наматывается на инструмент или шпиндель. Это не только затрудняет эффективную обработку, но и создает риски для безопасности и может повредить отделку поверхности.
3. Накопление тепла
Бронза расширяется больше, чем многие металлы при нагревании. Без надлежащего охлаждения накопленное тепло может вызвать искажение размеров, что затрудняет поддержание жестких допусков.
4. Износ инструмента
Твердые или абразивные бронзовые сплавы могут быстро привести к износу режущих инструментов, что приведет к частой замене, увеличению простоев и повышению общих затрат на обработку.
Лучшие практики обработки бронзы
- Чистая рабочая зона: Поддерживайте чистоту пола и станины станка, удаляя стружку и пролитую охлаждающую жидкость, чтобы снизить риски для безопасности и предотвратить повреждение инструмента.
- Скорость резания и скорость подачи: Используйте средние и высокие скорости резания, чтобы избежать упрочнения. Отрегулируйте скорость подачи в соответствии с твердостью сплава — более мягкие сплавы позволяют более быструю подачу.
- Обслуживание инструмента: Регулярно проверяйте режущие инструменты и заменяйте их, прежде чем затупление повлияет на качество детали или увеличит время обработки.
- Управление чипом: Используйте стружколомы или специальные вставки, чтобы минимизировать длинную, волокнистую стружку. Очищайте зону от стружки для более плавной и безопасной работы.
- Безопасная работа Холдинг: Надежно закрепите бронзовые заготовки, чтобы предотвратить их перемещение во время резки, которое может привести к браку детали или поломке инструмента.
- Выбор инструмента: Выбирайте инструменты с твердосплавными наконечниками или из быстрорежущей стали, которые выдерживают абразивность бронзы. Инструменты с покрытием могут повысить срок службы и производительность инструмента.
- Использование охлаждающей жидкости:Применяйте соответствующие охлаждающие жидкости в процессе обработки, чтобы контролировать накопление тепла, поддерживать точность размеров и продлевать срок службы инструмента.
Получите услуги по обработке бронзы на станках с ЧПУ
Не каждый цех может заниматься обработкой бронзы на месте. Если вы дизайнер или инженер, ищущий аутсорсинг, вам следует выбрать надежного партнера. Например, BOYI TECHNOLOGY предлагает ряд Обработка с ЧПУ, от небольших прототипов до крупных производственных партий.
Загрузите ваши файлы CAD сейчас, чтобы получить быструю и точную смету от BOYI TECHNOLOGY. Наша команда экспертов рассмотрит ваш проект и предоставит предложения по ценам, срокам выполнения и DFM (проектирование для технологичности) — все без каких-либо обязательств. Позвольте нам превратить ваши идеи в прецизионные детали.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Заключение
Выбирая правильный бронзовый сплав, следуя передовым методам резки и уделяя пристальное внимание безопасности и качеству, машинисты могут производить детали, выдерживающие жесткие условия. От подшипников в промышленном оборудовании до декоративных статуй, обработанная бронза остается ключевым материалом во многих областях.
FAQ
Бронза, как правило, представляет больше проблем при обработке, чем латунь, поскольку многие бронзовые сплавы содержат более твердые элементы и могут быстрее закаляться.
Используйте скорость резания 150–250 SFM, чтобы избежать упрочнения. Отрегулируйте скорость подачи в зависимости от твердости сплава (например, 0.005–0.015 дюймов/об для фосфористой бронзы). Выполняйте более легкие резы на более жестких сплавах, чтобы уменьшить износ инструмента. Всегда используйте водорастворимую или масляную охлаждающую жидкость для охлаждения и смазки.
Бронзовые детали для аэрокосмической отрасли должны соответствовать строгим стандартам AMS, а детали для судостроения требуют коррозионно-стойких сплавов согласно правилам ASTM или ISO. Всегда обеспечьте надлежащую документацию и прослеживаемость, чтобы гарантировать качество и соответствие.
Мы начинаем с проверки сплава материала с помощью химических тестов. Во время обработки мы отслеживаем ключевые размеры, чтобы выявить проблемы на ранней стадии. После завершения мы проводим окончательные измерения с помощью точных инструментов и документируем каждый шаг для полной прослеживаемости.
Обеспечьте хорошую вентиляцию, чтобы избежать вдыхания пыли и стружки. Всегда надевайте защитные очки, перчатки, средства защиты органов слуха и защитную маску. Регулярно проводите техническое обслуживание машин, чтобы предотвратить неисправности. Держите огнетушитель поблизости и используйте щетки или пылесосы, а не руки, чтобы безопасно убирать стружку.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
