Mosiądz, będący stopem miedzi z cynkiem, jest jednym z najczęściej obrabianych materiałów w przemyśle metalowym. Jego wyjątkowe właściwości mechaniczne i fizyczne, w połączeniu z relatywnie niskimi kosztami produkcji, czynią go atrakcyjnym wyborem dla wielu zastosowań przemysłowych. W niniejszym artykule szczegółowo przeanalizujemy aspekty związane z obróbką skrawaniem tego materiału, ze szczególnym uwzględnieniem procesów CNC.
Mosiądz wykazuje szereg właściwości, które mają bezpośredni wpływ na proces jego obróbki skrawaniem:
Skład chemiczny typowego mosiądzu zawiera 60-90% miedzi oraz 10-40% cynku, przy czym proporcje te wpływają na właściwości mechaniczne materiału. Dodatkowo, w zależności od przeznaczenia, stop może zawierać niewielkie ilości innych pierwiastków, takich jak ołów, aluminium czy krzem.
Właściwości fizyczne i mechaniczne mosiądzu obejmują:
Mosiądz posiada szereg cech, które czynią go materiałem przyjaznym dla procesów obróbki skrawaniem:
Doskonała skrawalność jest jedną z najważniejszych zalet mosiądzu. Materiał tworzy krótki wiór, co znacząco ułatwia proces obróbki i zwiększa żywotność narzędzi. Niska siła skrawania wymagana podczas obróbki przekłada się na mniejsze zużycie energii i redukcję obciążenia maszyn.
Możliwość uzyskania wysokiej jakości powierzchni bez dodatkowych operacji wykończeniowych stanowi kolejną istotną zaletę. Mosiądz pozwala na osiągnięcie doskonałych parametrów chropowatości powierzchni przy relatywnie wysokich prędkościach skrawania.
Mimo licznych zalet, obróbka mosiądzu wiąże się również z pewnymi wyzwaniami:
Tendencja do adhezji z niektórymi materiałami narzędziowymi może prowadzić do przedwczesnego zużycia narzędzi. Problem ten można jednak minimalizować poprzez odpowiedni dobór parametrów skrawania i stosowanie właściwych powłok narzędzi.
Ryzyko powstawania zadziorów, szczególnie w przypadku obróbki mosiądzów o wysokiej zawartości cynku, wymaga starannego doboru geometrii narzędzi i parametrów procesu.
Procesy CNC w obróbce mosiądzu wymagają uwzględnienia następujących aspektów:
Parametry skrawania dla mosiądzu w obróbce CNC są zazwyczaj wyższe niż dla większości innych metali nieżelaznych. Typowe wartości to:
Chłodzenie i smarowanie w procesie obróbki jest istotne, choć mosiądz można obrabiać również na sucho. Emulsje olejowe o stężeniu 5-8% są najczęściej stosowanym medium chłodzącym.
Obróbka skrawaniem mosiądzu znajduje szerokie zastosowanie w produkcji:
Dla osiągnięcia optymalnych rezultatów w obróbce CNC mosiądzu, należy zwrócić uwagę na:
Dobór odpowiednich narzędzi skrawających jest kluczowy. Węgliki spiekane z powłokami TiN lub TiAlN sprawdzają się najlepiej w większości zastosowań. Geometria ostrza powinna charakteryzować się dodatnim kątem natarcia i odpowiednio dobranym kątem przyłożenia.
Strategie obróbki powinny uwzględniać specyfikę materiału. Wyższe prędkości skrawania i mniejsze głębokości skrawania często prowadzą do lepszych rezultatów niż agresywne parametry obróbki.
Obróbka skrawaniem mosiądzu, szczególnie z wykorzystaniem technologii CNC, oferuje szereg możliwości i korzyści dla przemysłu metalowego. Kluczem do sukcesu jest zrozumienie specyfiki materiału i odpowiednie dostosowanie parametrów procesu. Właściwe wykorzystanie zalet mosiądzu, przy jednoczesnym uwzględnieniu potencjalnych wyzwań, pozwala na efektywną i ekonomiczną produkcję wysokiej jakości elementów.
TOKAR CNC Technology Mateusz Maćków
