O alumínio puro possui características como baixa densidade, baixo ponto de fusão e excelente plasticidade. Sua densidade é cerca de um{1}}terço da do ferro, e sua estrutura cúbica-centrada na face proporciona boa conformabilidade, facilitando a laminação em folhas e a extrusão em perfis. Também exibe excelente resistência à corrosão em ambientes naturais. No entanto, o próprio alumínio puro tem resistência relativamente baixa, dificultando seu uso direto em serviços de usinagem de alumínio. Para ampliar suas aplicações, a indústria o fortalece adicionando elementos de liga e utilizando tratamento térmico, criando uma série de ligas de alumínio. Embora mantenham sua vantagem de leveza, as ligas de alumínio alcançam alta resistência, com uma resistência específica superior a muitos aços-liga, tornando-as materiais estruturais ideais para fabricação de máquinas, transporte, equipamentos de energia e aeroespacial. Fuselagens, revestimentos, compressores e outros componentes de aeronaves são amplamente feitos de ligas de alumínio. A substituição da soldagem de aço por ligas de alumínio pode reduzir o peso estrutural em mais de 50%, melhorando significativamente o desempenho do equipamento.
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia industrial e da fabricação, a demanda por peças usinadas de alumínio continua a crescer, impulsionando o aprofundamento contínuo da tecnologia de processamento de ligas de alumínio. A promoção mútua da aplicação de materiais e da tecnologia de processamento tornou a fundição, fundição, laminação e usinagem de precisão de ligas de alumínio áreas de pesquisa importantes no setor, proporcionando amplo espaço para-campos de fabricação de ponta, como usinagem de precisão de alumínio.
O primeiro processo crítico no fresamento CNC de peças de alumínio é a fundição, principalmente para preparar lingotes qualificados para posterior processamento de plástico. Fornos reverberatórios a gás-ou a óleo-são comumente usados na produção industrial, com capacidades que variam de 20 a 40 toneladas. Linhas de produção menores também utilizam fornos reverberatórios de resistência com capacidade de aproximadamente 10 toneladas. Para melhorar a eficiência de fusão e reduzir a entrada de gás e inclusões de oxidação, fornos circulares de carga superior-inclinados são amplamente utilizados. O processo de fundição requer monitoramento-em tempo real e ajuste da composição usando um analisador rápido, enquanto um revestimento protetor é fornecido usando fluxo em pó, principalmente cloreto de potássio e cloreto de sódio, em uma dosagem de 0,4% a 2% do peso da carga do forno. A temperatura de fundição é controlada de forma estável em 700–750 graus.
Após a fusão, o alumínio fundido requer refino e filtração para remover hidrogênio e inclusões não{0}}metálicas, melhorando a pureza do alumínio fundido. Os métodos de refino para torneamento CNC de alumínio são divididos em refino sólido e refino a gás. A purificação tradicional do cloro é eficaz, mas altamente poluente; atualmente, são comumente usados agentes de refino ecologicamente corretos, como misturas de nitrogênio{3}}cloro e gases inertes. O teor de oxigênio e umidade no gás deve ser rigorosamente controlado abaixo de 0,03% e 0,3 g/m³, respectivamente. A desgaseificação dinâmica a vácuo pode remover com eficiência gases e sódio. Os processos de filtração geralmente usam meios como malha de vidro, cerâmica microporosa e partículas de alumina, e também podem ser combinados com eletrofluidos para remoção profunda de impurezas.
O processo de fundição de peças personalizadas de alumínio geralmente emprega fundição vertical ou horizontal-semi{1}}resfriada a água. Para otimizar a microestrutura e a qualidade da superfície, processos avançados, como cristalizadores eletromagnéticos e fundição-a quente, estão se tornando cada vez mais comuns. A fundição semicontínua-resfriada a água-usa um cristalizador para resfriamento e modelagem rápidos; a temperatura de fundição é normalmente 50-110 graus acima da linha liquidus da liga e as taxas de fundição e resfriamento são maximizadas. Desde a sua introdução em meados do século XX, a tecnologia de fundição contínua e laminação de chapas e tiras de alumínio tornou-se um método de produção crucial para chapas finas e folhas de alumínio em bruto.
O processamento de chapas e tiras de peças torneadas de alumínio é centrado na laminação de rolos planos, abrangendo processos de laminação a quente, laminação a frio, tratamento térmico e acabamento. Antes da laminação a quente, as ligas duras de alumínio exigem tratamento de homogeneização a uma temperatura ligeiramente abaixo da temperatura eutética de baixo-ponto de fusão-, mantida por 12 a 24 horas, e podem ser revestidas com alumínio conforme necessário, com a espessura da camada de revestimento de aproximadamente 4% da espessura da chapa. A laminação a quente é quase sempre concluída acima da temperatura de recristalização. Grandes linhas de produção empregam laminação contínua de suportes múltiplos, capazes de processar lingotes em bobinas laminadas a quente-de 2,5 a 3,5 mm com uma taxa de deformação total superior a 90%.
A laminação a frio é realizada em temperatura ambiente, produzindo tiras finas de alta-precisão e alto{1}}acabamento superficial-. Combinada com sistemas de prensagem hidráulica e controle de forma, a precisão dimensional pode atingir o nível de mícron. O processo de laminação a frio geralmente emprega lubrificação total com óleo e resfriamento segmentado para garantir a qualidade da superfície e o nivelamento da tira. Os processos subsequentes de acabamento, endireitamento e nivelamento melhoram ainda mais a estabilidade dimensional das peças de alumínio CNC. O nivelamento após a têmpera deve ser concluído dentro do período de incubação do envelhecimento e a deformação deve ser controlada em 2%.
As excelentes propriedades abrangentes e o sistema de processamento maduro das ligas de alumínio as tornam amplamente utilizadas em peças de alumínio usinadas CNC, componentes estruturais e peças funcionais. Da fusão e fundição à laminação e conformação, e depois à usinagem de precisão, uma cadeia de processo completa suporta a fabricação diversificada de produtos de liga de alumínio e impulsiona continuamente o desenvolvimento de componentes estruturais leves para maior precisão e maior desempenho.
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