Kobberbronse i CNC-maskinering

Bronse er et metall som brukes i en rekke ulike bransjer og bruksområder. Det er laget av kobber, tinn og andre legeringer for å gi styrke, holdbarhet og korrosjonsbestandighet. På grunn av sin allsidighet er det mye brukt i CNC-maskineringsapplikasjoner, spesielt i produksjon av deler med høy nøyaktighet, som lagre, tannhjul og andre komplekse deler.

Bearbeidbarhet og bruksområder for bronse

Bronse har gode bearbeidingsegenskaper som gjør det enkelt å skjære, bore og forme ved hjelp av datastyrte maskiner som CNC, noe som gjør den viktig i bransjer som krever høy nøyaktighet, som romfart, bilindustri og produksjon av medisinsk utstyr.

Forbedring av bronsens egenskaper

Derfor kan bronsens mekaniske egenskaper og ytelse forbedres ved å endre bronsens sammensetning og behandling. Fosfor forbedrer for eksempel slitestyrken, mens aluminium øker styrken og hardheten for å passe til et gitt bruksområde.

CNC-bearbeiding av bronse: Prosessens trinn

CNC-maskinering av bronse innebærer bruk av CNC-maskiner (Computer Numerical Control). Prosessen begynner med en CAD-modell, og CAM-programvaren lager verktøybaner. Bronsematerialet blir deretter kondisjonert og plassert på CNC-maskinens arbeidsbord for fresing, dreining, boring og annet detaljarbeid som gravering eller etsing.

Kvalitetskontroll og polering

Etter bearbeidingen foretas det inspeksjon ved hjelp av nøyaktige måleverktøy for å kontrollere at de fastsatte toleransene og kvaliteten overholdes. Noen av de siste operasjonene, som polering eller sliping, kan utføres for å gi den nødvendige overflatefinishen før riktig pakking for transport eller for etterfølgende operasjoner.

Ekspertise og optimalisering

CNC-operatører er svært viktige i prosessen med å bruke CNC-maskiner til å bearbeide bronse, siden de bidrar til å oppnå de beste resultatene når det gjelder nøyaktighet, ytelse og holdbarhet for de bearbeidede komponentene.

Fordeler med CNC-bearbeiding av bronse

CNC-maskinering av bronse har mange fordeler som gjør at det brukes mye i ulike bransjer. Den første fordelen er at friksjonskoeffisienten er lav, og det er derfor ikke nødvendig å bruke smøremiddel ofte under skjæring, slik tilfellet er med andre metaller som er tettere. Denne egenskapen øker ikke bare effektiviteten i produksjonsprosessen, men påvirker også kostnadene på en positiv måte. Bronse har også høy slitestyrke og brukes på deler som må være mer slitesterke enn andre elementer i en maskin.

Når det gjelder maskinering, kan følgende fordeler tilskrives bruken av bronse på en rekke måter. Den har høy maskinbearbeidbarhet og kan derfor enkelt bearbeides til ønsket form og fasong. Den kan også formes til intrikate former uten at skjæreverktøyene blir sløve. Dette sparer ikke bare tid, men også skjæreverktøyene, noe som i sin tur bidrar til å redusere kostnadene i det lange løp.

En annen egenskap ved dette metallet er at det er svært korrosjonsbestandig, som nevnt ovenfor. Dette gjør det til et foretrukket materiale for deler som er i kontakt med miljøet eller korrosive stoffer.

Dessuten er bronse ganske motstandsdyktig og samtidig ganske formbar, noe som gjør den ganske allsidig. Det er ikke det hardeste av alle metaller, men den tilfredsstillende styrken, kombinert med fleksibiliteten, gjør det velegnet til konstruksjonsdeler og ornamenter.

Når det gjelder varmeledningsevne, er det en fordel med bronse at den har høy varmeledningsevne. Det bidrar også til avkjøling under bronsemaskineringsprosessen, slik at arbeidsstykket ikke blir varmt og reduserer muligheten for at det krymper eller ekspanderer i størrelse. Dette er viktig for å sikre nøyaktighet i produksjonsprosessene og for å unngå sløsing med materialer og verktøy.

Komponenter som lagre, tannhjul og glidelementer egner seg spesielt godt til bruk i bronse på grunn av den lave friksjonskoeffisienten som gjør at delene glir jevnt og lenge.

Ulemper med CNC-bearbeiding av bronse

CNC-maskinering av bronse har faktisk sine fordeler, men det har også sine ulemper som bør vurderes. Problemet med bronse er at det er relativt kostbart å skaffe de riktige materialene å jobbe med i utgangspunktet. Bronse er en kombinasjon av kobber og tinn, og som sådan er det relativt kostbart enn andre materialer som kan brukes i CNC-bearbeiding av bronse, noe som gjør de totale kostnadene for prosjekter som krever bruk av bronse høye.

En annen ulempe er problemet med når verktøyene blir sløve og må slipes. Bronse er relativt mykere, og det fører til raskere slitasje på maskineringsverktøyene, som derfor må skiftes ut ofte. Dette øker produksjonskostnadene og krever overvåking av verktøyene fra tid til annen.

Når det gjelder maskinering av bronse vs messing, er CNC-maskinering av bronse også relativt lettere å få fine detaljer og former enn andre metaller. Det er på grunn av dets mykhet. Materialet er ikke like hardt som metall, og derfor holder det kanskje ikke like godt på finere detaljer, noe som kan være en ulempe, spesielt for detaljerte prosjekter.

Den siste ulempen med å bruke bronse i CNC-maskinering er at det vil ta lengre tid å bearbeide materialet. Den andre ulempen med bronse er at det tar relativt lengre tid å utføre maskineringsoperasjoner på bronsen enn på stål, noe som øker tiden det tar å produsere. Dette kan påvirke prosjektets tidslinje og kan kreve endringer i planleggingen og programmeringen av prosjektet.

Bearbeiding av bronselager genererer også mer varme enn bearbeiding av andre harde metaller som aluminium og stål. Denne varmen kan være svært ødeleggende for verktøyene og kvaliteten på bearbeidingen, og det kan derfor være nødvendig å overvåke den ofte og redusere maskineringstakten for å sikre at varmerelaterte problemer er under god kontroll. Disse utfordringene viser at det er behov for å ta hensyn til og legge en strategi når man skal utføre CNC-maskinering av bronse på prosjekter.

Vanlige bronselegeringer for CNC-maskinering

Her er noen av de mest brukte bronselegeringene som brukes til CNC-maskinering: Noen populære inkluderer;

1. Kobber 932 (SAE 660):

• Denne lagerbronselegeringen består av en høy andel kobber, tinn og sink.
• Det brukes i stor utstrekning til produksjon av gjennomføringer, lagre og andre presise komponenter som krever høy styrke og slitestyrke.
• Det skaper et tynt lag på overflaten som bidrar til å minimere kontakten mellom overflatene og dermed minimere slitasje og øke produktets ytelse.
• Den er fleksibel og kan enkelt formes og dimensjoneres til ønsket form og dimensjon ved hjelp av datastyrte maskiner.

2. PB1-klasse (fosforbronse):

• Finnes i kvaliteter som er i samsvar med BS1400-standarden og er kjent for sine utmattingsegenskaper.
• Inneholder fosfor som forbedrer materialets slitestyrke og stivhet.
• Det egner seg godt til lagre, tannhjul, ventilhus og bøssinger på grunn av sin formbarhet og bedre fjæregenskaper.
• Tinninninnholdet øker de mekaniske egenskapene og korrosjonsbestandigheten, noe som gjør det ideelt for bruk i romfart, marine og kjemiske applikasjoner.

3. Silisiumbronse:

• Det er en legering basert på kobber, silisium og sink, der silisium varierer mellom 0% og 6% i gjennomsnitt.
• Det har høy styrke, er lett å helle og har god korrosjonsbestandighet.
• På grunn av den høye overflatepoleringen er den mye brukt i pumpe- og ventildeler.

4. Aluminium bronse:

• Den består av kobber, aluminium (6-12%) og andre elementer som jern, nikkel, mangan og silisium.
• Austenittisk, sterk, korrosjonsbestandig og brukes i marineutstyr, pumper og petrokjemisk industri.
• Det er korrosjonshindrende i sjøvann og brukes i olje-, petrokjemi- og vannforsyningsindustrien.

5. Lager av bronse:

• Den har en 6-8%-ledning for lav friksjon, noe som gjør den godt egnet for bruk der det er mye friksjon.
• På grunn av den lave friksjonen brukes det mye i lagre og gjennomføringer.

6. Vismutbronse:

• Den har 1-6% vismut som gir den fleksibilitet, varmeledningsevne og korrosjonsbestandighet.
• Det brukes i lagre, lysreflektorer, speil og i matlaging.

7. Manganbronse:

• Kan inneholde opptil 3% mangan og har god motstand mot støt og korrosjon i saltvann.
• Brukes i båtpropeller, ventildeler, tannhjul og hurtigverktøy på grunn av sine ikke-korroderende egenskaper.

8. Kobber-nikkelbronse (Cupronickel):

• Har mer nikkel (2-30%), er sterk og korrosjonsbestandig.
• Det brukes i elektronikk, marine, skip, pumper, ventiler og mange andre bransjer.

Overflatebehandlinger for CNC-bearbeiding av bronse

Bronse har gode mekaniske egenskaper, er lett å bearbeide og har god korrosjonsbestandighet, og egner seg derfor godt for CNC-maskinering. Ulike overflatebehandlinger kan forbedre ytelsen og utseendet: Det er også mulig å forbedre ytelsen og utseendet ved å variere overflatebehandlingen:

1. Overflatebehandling som bearbeidet:

• Den siste prosessen etter CNC-maskinering er vanligvis en overflatebehandling som kan være blank med en ikke-reflekterende overflate.
• Den er billig og krever ikke at det utføres andre prosesser.
• Kan ha mindre verktøymerker eller grader som kan fjernes ved etterbearbeiding.

2. Perleblåsingsfinish:

• Denne prosessen innebærer bruk av fine glassperler for å polere overflaten og gjøre den så glatt som mulig uten ujevnheter.
• Forbedrer utseendet og visker ut mindre ujevnheter som kan være på overflaten av materialet.
• Det tar lengre tid og koster mer å produsere materialet, men materialets overflatefinish blir bedre.

3. Kjemisk overflatebehandling:

• Kjemikalier påføres overflaten for å oppnå spesifikke egenskaper, for eksempel korrosjonshindrende eller estetiske egenskaper.
• Gir et langsiktig og individuelt tilpasset underlag.
• Det er mer komplekst og krever flere trinn, men gir visse egenskaper ved overflaten.

Hver overflatebehandlingstype har sine fordeler og ulemper, og valget avhenger av bruksområde, funksjonalitet og pris for CNC-maskinering av bronsedeler.

Tips om kostnadsoptimalisering og design for CNC-bearbeiding av bronse

CNC-maskinering av bronse har flere kostnadsbesparende designstrategier. Først og fremst er det flere prosesser som kan være nødvendige etter maskineringsprosessen for å oppnå ønsket overflatefinish eller for å forbedre komponentens ytelse, og disse bør innlemmes i designfasen for å minimere ekstra kostnader og tid.

Dessuten bør tykkelsen på veggene i bronsedelene også forbedres. Det er også viktig å ikke gjøre delene for tynne, da dette kan føre til forvrengning ved maskinering, mens det på den andre siden kan være utfordrende å maskinere tykke deler, noe som kan føre til sløsing med materiale.

Velge riktig bronsetype

En annen viktig faktor er valget av riktig bronsetype. De spesifikke kravene til bruksområdet kan matches med riktig bronselegering, noe som vil forbedre effektiviteten og holdbarheten og samtidig redusere utgiftene. I tillegg kan det være nyttig å unngå underskjæringer i designet for å redusere vanskelighetsgraden og kostnadene ved bearbeiding av komplekse former.

Designhensyn for CNC-bearbeiding av bronse

Det er også nødvendig å unngå skarpe hjørner og kanter. Bronse, som er et mykere materiale, er sårbart for spenningskonsentrasjoner på skarpe punkter og kan sprekke eller svikte strukturelt. Ved å designe hjørnene på delen eller filetene fordeles spenningen jevnt, noe som gjør delen sterkere og mer holdbar.

Hvor brukes CNC-maskineringsdelene i bronse?

CNC-bearbeidede bronsedeler er svært populære i mange bransjer på grunn av bronsematerialets utmerkede egenskaper. I landbruket brukes de i produksjonen av komponenter som gjennomføringer og lagre som brukes i belastninger og tøffe miljøer. Bilindustrien bruker bronse i gjenger, tannhjul og elektriske terminaler, som brukes i nesten alle systemer i biler.

På samme måte er bronsedeler som skruer og gjennomføringer i tunge maskiner sektorer innlemmet som viktige deler som hjelper til med å kjøre maskineriet jevnt og redusere nedbrytningshastigheten. Bronse er et veldig nyttig materiale når det gjelder maskinering av deler som kreves for å være sterke, slitesterke og svært pålitelige under visse forhold på grunn av materialets elastisitet.

Oppsummering

CNC-bearbeidede bronsedeler er avgjørende i landbruks-, bil- og tungmaskinindustrien på grunn av materialets hardhet, styrke og fleksibilitet. Disse delene er viktige for å sikre at driften er effektiv, pålitelig og langvarig i tøffe miljøer, noe som er en del av moderne produksjonsprosesser.

CNM TECH er en av de 10 beste produsenter av støpegods i aluminium i Kina, som spesialiserer seg på produksjon av bronsedeler gjennom CNC-maskinering, støpegodsdeler, og vi sørger for at produktene våre er av høy kvalitet og presisjon. Siden vi er spesialister på CNC-maskinering av bronse, tilbyr vi løsninger som er i samsvar med behovene til en bestemt bransje, og fremmer fremskritt innen den aktuelle sektoren. Velg CNM Tech som din leverandør av CNC-bearbeidede bronsedeler for å oppnå bedre ytelse og resultater innen ditt felt.