Часто называемый «форталем» или «авиационным алюминием», A7075 представляет собой высокоэффективный сплав, известный своим исключительным соотношением прочности и веса, которое не уступает многим сталям. Основным легирующим элементом станков серии 7000 является цинк, который придает им замечательные механические свойства. В этом руководстве представлен подробный профессиональный обзор для успешной обработки A7075, описывающий его характеристики, проблемы и рекомендации по достижению точных результатов.
Мы подробно рассматриваем стратегии, способствующие достижению эффективных результатов при работе со сложными деталями.
Введение Около 7075 Алюминия
Алюминиевый сплав 7075 стал незаменимым основным материалом в современной промышленности благодаря своей высокой прочности, легкости и коррозионной стойкости.
Ингредиенты и технологический процесс:
Алюминиевый сплав 7075 относится к сверхтвердому алюминию серии Al Zn Mg Cu, и его основные компоненты включают:
Цинк (Zn): содержание 5,1% -6,1%, образует упрочняющую фазу MgZn ₂ с магнием, значительно улучшая эффект термообработки
Магний (Mg): содержание 2,1% -2,9%, повышает прочность и твердость сплава.;
Медь (Cu): содержание 1,2% -2,0%, повышает термостойкость и усталостную стойкость.;
Хром (Cr): содержание 0,18 — 0,28%, препятствует рекристаллизации и повышает устойчивость к коррозии под напряжением.
Преимущества в производительности
Высокая прочность и легкий вес
Алюминиевый сплав 7075 обладает прочностью, близкой к прочности высококачественной стали, однако его плотность составляет лишь треть от плотности стали. Эта характеристика делает его предпочтительным материалом в аэрокосмической промышленности для изготовления таких важных компонентов, как фюзеляжи самолетов, крылья и шасси. Он способен выдерживать экстремальные нагрузки, значительно снижая при этом вес и повышая топливную экономичность.
Устойчивость к коррозии и окислению
При анодировании на поверхности алюминиевого сплава 7075 образуется плотная оксидная пленка, значительно повышающая его коррозионную стойкость. В морской среде и в химической промышленности его коррозионная стойкость превосходит коррозионную стойкость обычных алюминиевых сплавов, что делает его пригодным для использования в средах с высокой коррозионной активностью, таких как судовые конструкции и трубопроводные системы.
Обрабатываемость и износостойкость
Мелкозернистая структура алюминиевого сплава 7075 обеспечивает отличную обрабатываемость, что делает его пригодным для прецизионной обработки с ЧПУ. Его износостойкость намного превышает износостойкость обычных алюминиевых сплавов, что делает его широко используемым при изготовлении компонентов с высокой нагрузкой, таких как пресс-формы (например, для выдувания и ультразвуковой сварки) и крепежные детали. Низкотемпературная прочность и термическая стабильность
Алюминиевый сплав 7075 сохраняет высокую прочность и стабильность в диапазоне температур от -150°C до 150°C, что делает его пригодным для использования в экстремальных условиях, таких как полярное оборудование и криогенные контейнеры.
Разница между Алюминиевыми Материалами 6061 И 7075
Выбор между алюминием 7075 и алюминием 6061 во многом зависит от предполагаемого использования. Согласно тенденциям в области данных и последним запросам, одним из главных преимуществ алюминия 7075 является его непревзойденное соотношение прочности и веса среди легких материалов. Предел прочности при растяжении алюминия 7075 составляет около 83000 фунтов на квадратный дюйм, что лучше, чем относительно более низкие 45000 фунтов на квадратный дюйм у алюминия 6061. Это отличие делает сплав 7075 предпочтительным для отраслей промышленности, где требуется высокая устойчивость к деформациям, и его можно использовать для изготовления высоконапряженных аэрокосмических компонентов и аксессуаров, а также высококачественного спортивного инвентаря.
Однако из-за превосходной коррозионной стойкости и свариваемости алюминия марки 6061 этот материал может быть использован в цементной промышленности и в каркасах морских зданий. Было доказано, что алюминий марки 6061 очень полезен в ситуациях, когда требования к механической обработке невелики, бюджет невелик, а экономическая эффективность высока. Это делает простоту его изготовления преимуществом, а не приоритетным фактором.
Каковы Основные Параметры Обработки Алюминиевого Сплава 7075?
Выбор оптимальных параметров резания
Для алюминиевого сплава 7075 скорость резания обычно составляет от 300 до 500 об/мин, в зависимости от типа используемого инструмента и метода обработки.
Для получения оптимальной отделки поверхности требуется скорость удаления материала 0,004-0,012 МПА.
Для увеличения срока службы инструмента рекомендуется использовать сбалансированные параметры резания с глубиной резания от 0,05 до 0,15 дюйма.
Чтобы избежать проскальзывания материала, следует использовать водорастворимую охлаждающую жидкость, которая также может снизить тепловыделение.
Роль смазочно-охлаждающей жидкости в процессе обработки алюминиевых сплавов
Отрегулируйте SFM в соответствии с материалом инструмента и методом обработки.
Поддерживайте IPT для достижения эффективной обработки поверхности.
Установите соответствующую глубину резания, чтобы поддерживать баланс между скоростью съема материала и износом инструмента.
Используйте водорастворимую охлаждающую жидкость или охлаждающий туман, чтобы предотвратить перегрев и прилипание материалов к обрабатываемой детали.
Устраните проблемы с износом инструмента и шероховатостью поверхности
На протяжении многих лет использование режущих инструментов на основе алюминия было одним из важных процессов обработки, требующих постоянного совершенствования. Его эффективность и простота использования делают его важным дополнением к работе в мастерской. Несмотря на то, что эти инструменты работают эффективно и экономят время, их точность зависит от ухода за поверхностью инструмента и его износа. Последние тенденции рынка показывают, что использование инструментальных материалов с покрытием из твердых сплавов позволяет максимально снизить износ инструмента.
С помощью прецизионного контроля можно отслеживать факторы, необходимые для достижения желаемой шероховатости поверхности, такие как температура, смазка и нагрев. Согласно информации в Интернете, все больше людей начинают использовать станки с ЧПУ, что способствует внедрению системы мониторинга состояния инструмента в режиме реального времени. Согласно исследованию, проведенному Мэрилендским университетом, данные датчиков в режиме реального времени могут значительно повысить эффективность процесса обработки на 30%, а это означает, что шероховатость поверхности обрабатываемых деталей также увеличится.
Проблемы, связанные с механической обработкой A7075
Несмотря на то, что сплав A7075 классифицируется как имеющий хорошую или среднюю обрабатываемость, он представляет собой ряд препятствий, отличающихся от более распространенных сплавов, таких как 6061.
Высокая прочность и абразивность: Твердость A7075 обеспечивает большее усилие резания и повышенный износ инструмента по сравнению с более мягкими сортами алюминия. Образующаяся мелкая твердая стружка может стать абразивной для режущей кромки инструмента.
Внутренние напряжения и коробление: Температуры T6 и T651, достигаемые за счет термообработки и старения в растворах, фиксируют значительные внутренние напряжения в материале. При удалении материала во время механической обработки эти напряжения снимаются неравномерно, что может привести к деформации, изгибу или скручиванию заготовки. Это одна из наиболее серьезных проблем при обеспечении жестких допусков.
Контроль стружки: Хотя A7075 и не такой «вязкий», как некоторые сплавы, он может образовывать длинную тягучую стружку, если не оптимизировать параметры резания. Эффективное удаление стружки имеет решающее значение для предотвращения образования стружки в канавках, что может привести к поломке инструмента и ухудшению качества поверхности.
Наплавленная кромка (BUE): Высокая температура и давление в зоне резания могут привести к тому, что частицы алюминия приварятся к режущей кромке инструмента. Это явление, известное как наплавленная кромка, ухудшает качество поверхности, увеличивает усилие резания и ускоряет износ инструмента.
Стратегии использования охлаждающей жидкости и смазки
Эффективное применение охлаждающей жидкости при обработке A7075 не подлежит обсуждению. Его основными функциями являются:
Отвод тепла: Предотвращает перегрев инструмента и заготовки, что позволяет сохранить температуру материала и срок службы инструмента.
Смазка: Уменьшает трение и предотвращает образование наростов на кромке.
Удаление стружки: Удаляет стружку из зоны резания.
Наиболее распространенным и эффективным методом является заливка охлаждающей жидкости с использованием высококачественного водорастворимого масла в концентрации 7-10%. Для сверления и фрезерования глубоких отверстий охлаждающая жидкость, подаваемая через шпиндель, очень полезна, поскольку она очищает стружку изнутри. При некоторых высокоскоростных чистовых операциях для удаления стружки может быть достаточно сильной струи сжатого воздуха без теплового удара, который иногда может вызвать охлаждающая жидкость.
Сочетая понимание свойств материала с дисциплинированным подходом к инструменту, параметрам и технологическому процессу, механики могут эффективно изготавливать высококачественные компоненты из алюминия марки A7075. Успех заключается в управлении нагревом, контроле стружки и соблюдении внутренних напряжений, присущих материалу.