CNC加工青铜

1. 介绍

铜牌已经为人类服务了数千年, 然而，这仍然是CNC加工的首要选择.

它独特的组合 戴阻力, 导热率, 和 腐蚀性能 使其在像海洋工程一样多样化的行业中无价, 重型机械, 和美术.

在本指南中, 我们将探讨为什么铜在切割机下继续表现出色,

概述CNC过程, 调查普通青铜合金, 并提供最佳实践（从工具和参数到完成和设计），以帮助您获得最佳结果.

2. 什么是CNC加工青铜?

CNC (计算机数值控制) 加工 青铜 使用旋转的切割机，涉及精确地从青铜工件（通常是钢筋库存或方块）中删除材料, 演习, 和计算机控制下的磨坊.

与铸造或锻造不同, 数控加工 交付 严格的公差 (通常±0.01–0.05 mm) 和 复杂的几何形状 最少的后处理, 使其非常适合原型和大量生产.

3. CNC加工青铜工艺

• 材料选择 和验证 (合金等级, 认证)
• CAD建模 和工具路线编程 (凸轮软件)
• 设置和固定 (出现, 自定义固定装置)
• 粗加工 (高饲料, 深切)
• 完成加工 (表面质量的光线)
• 毛刺和清洁
• 质量检查 (CMM, 表面粗糙度测量)

4. 可用于CNC加工的青铜类型

下表概述了CNC加工中使用的最常见的青铜合金, 以及典型的化学妆, 机械优势, 腐蚀行为, 和常见应用.

5. 青铜的可加工性

通常比钢更容易的铜器机器，但比铝要少。.

它是 可加解性等级 跨度 60 % (硅青铜) 到 120 % (铅铜) 相对于AISI 1112 钢基准.

青铜形式 长的, 碎屑; 正确的芯片断路器和高压冷却液有助于疏散.

青铜的 导热率 (〜 60 w/m·k) 迅速消散热量, 减少内置边缘, 但是您仍然必须控制切割温度以防止工作.

6. 切割工具 & 工具路线策略

• 工具材料: 固体碳化物含锡或Tialn涂料，用于一般青铜; 多晶钻石 (PCD) 用于大批量的铅铜; 高速钢 (HSS) 对于小批量.
• 几何学: 正耙角 (10–15°), 径向清除率 (7–10°), 和30–45°螺旋角向转向芯片.
• 工具路: 攀爬铣削可降低摩擦和内部边缘. 坡道和坡道移动最小化入门应力, 特别是在薄壁上.

7. 切割参数 & 冷却剂

维持 刚性 - 机器和设置 - 实现 RA < 0.4 µm. 使用洪水或通过冷却液 (水溶性或整洁的油) 控制温度和清除芯片.

8. 后处理 & 在CNC加工青铜

后处理是CNC加工青铜组件的关键阶段, 不仅要确保审美吸引力，还确保尺寸准确性, 表面完整性, 并延长服务寿命.

毛刺和边缘精致

目的:
去除锋利的边缘, 毛刺, 铣削后留下的微核心, 转动, 或钻井操作.

方法:

• 手动毛刺: 使用磨料, 文件, 或刷子
• 振动整理: 对于小部分或复杂零件有效; 使用媒体抛光和光滑边缘
• 热毛刺 (tem): 在加压室中利用燃烧燃烧毛刺 - 理想的内部特征

表面抛光

目的:
改善表面粗糙度, 视觉吸引力, 在某些情况下, 耐腐蚀性.

技术:

• 机械抛光: 抛光轮或抛光化合物以实现镜子或缎面饰面
• 电力: 通过阳极溶解溶解表面材料, 导致光滑, 反射表面
• 翻滚: 带有磨料的枪管或振动性玻璃杯一次抛光多个零件

性能说明:
对于需要低摩擦或化妆品完美的组件（例如滑动衬套或建筑装饰），将RA值降低到0.1-0.4 µm.

柔和和着色

目的:
达到所需的美学效果或模仿古董饰面. 在艺术中​​常见, 建筑学, 和豪华硬件.

方法:

• 化学男性: 肝溶液, 硝酸铁, 或硝酸盐与青铜反应形成五颜六色的氧化物层 (青菜, 棕色, 布鲁斯)
• 热压力: 受控加热会产生氧化物梯度

耐用性提示:
必须密封Patinas (例如。, 用微晶蜡或漆) 为了防止进一步氧化并保持所需的外观.

涂料和保护层

目的:
增强耐腐蚀性, 减少磨损, 或保留外观.

类型:

• 透明漆或聚氨酯涂料: 保护抛光或削减的表面免受氧化
• 电镀 (不太常见): 薄镍层, 铬合金, 或用于专业应用的黄金
• 石油浸渍: 在使用过程中，青铜衬套的常见 (特别是在多孔的青铜中)

维度检查 & 质量控制

目的:
验证公差, 表面饰面, 并在加工和完成后具有几何形状.

检查技术:

• 协调测量机 (CMM): 用于高精度尺寸验证
• 表面经文态测定法: 测量表面粗糙度 (RA, RZ)
• 光学比较器或激光扫描仪: 适用于配置文件和轮廓精度

宽容成就:
CNC加工的青铜零件通常保持±0.01 mm至±0.05 mm之间的公差，具体取决于设计和完成方法.

9. 青铜CNC加工公差 & 表面饰面

CNC加工中的精度至关重要, 特别是使用青铜合金用于高性能应用.

CNC加工青铜组件的公差

青铜合金，尤其是铜含量高的合金，在受控加工条件下具有尺寸稳定.

典型可实现的公差取决于零件的几何形状, 青铜等级, 和机器设置.

公差分类	典型范围 (毫米)	申请示例
标准	±0.05 - ±0.10	衬套, 铸造住房, 装饰功能
精确	±0.01 - ±0.03	轴承, 齿轮, 阀座
超精确 (用磨碎或拍打)	±0.005或更高	光学安装座, 航空液压组件

笔记: 由于工具偏转和更多均匀的晶粒结构，磷青铜和铝制青铜的公差比铅古铜更紧密.

表面饰面功能

表面粗糙度 (RA) 在磨损行为中起着至关重要的作用, 密封, 和美学.

青铜的可加工性允许在优化参数下使用标准工具进行良好的饰面.

加工过程	典型的RA (µm)	评论
粗糙的CNC铣削	3.2 - 6.3	对于非关键表面或预处前操作
完成CNC转动	0.8 - 1.6	适用于滑动或密封表面
精细的无聊/研磨	0.2 - 0.8	轴承和液压界面的理想选择
拍打或抛光	< 0.2	高性能密封, 航天, 和光学

10. 优点 & 青铜CNC加工的缺点

当您为CNC加工选择青铜时, 您会获得明显的好处 - 但是您还面临某些挑战.

以下, 我们平衡这些优势和缺点，以帮助您做出明智的决定.

优点

• 优质的磨损和耐腐蚀性
  C954和Cu – Ni等青铜合金抵抗海水腐蚀，速度以下 0.01 mm/年, 使其非常适合海洋硬件和泵组件.
• 出色的导热性和电导率
  带有导热率周围 60 w/m·k 和电导率至 15% IACS, 青铜迅速散发热量，并制造可靠的电连接器.
• 高可加工性 (有铅等级)
  铅铜 (例如. C930) 达到可加解的评级 120% 相对于AISI B1112钢. 最后, 您可以运行更快的主轴速度 (300–350 m/i) 并保持良好的工具生活.
• 延展性和电击性
  大多数青铜合金表现出 10–30％, 吸收冲击负荷而无需开裂 - 轴承衬套和阀.
• 出色的表面饰面
  青铜很容易抛光 RA < 0.2 µm, 为雕塑和精密仪器提供美学和功能表面.

缺点

1. 更高的材料成本
   青铜通常成本 $5 - 每公斤15美元, 与黄铜或钢的$ 2– $ 3/kg相比. 因此, 物料费用可以主导小批量运行.
2. 相对密度
   密度 8.7 g/cm³, 青铜成分的重量是铝等效因素的三倍以上, 影响重量敏感的设计.
3. 建立边缘风险
   在非导致或高硅青铜器中, 建立边缘可以以上面的切割速度形成 200 M/我, 需要优化的提要, 涂料, 或高压冷却液.
4. 磨损等级的工具磨损
   铝制青铜和锰青铜 - 坚硬 250 HB - 可以加速工具磨损, 需要更频繁的工具更换或耐磨涂料（例如Tialn）.
5. 环境和浪费的考虑
   铜牌经常包含含油的芯片，需要仔细的回收过程. 而且, 花费的切割流体可能需要治疗以满足处置法规.

11. CNC加工青铜的应用

铜已经使用了几个世纪, 并在现代精确制造中, CNC加工带来了其全部潜力.

具有机械强度的独特组合, 耐腐蚀性, 可加工性, 和视觉吸引力, 青铜合金在各种行业中提供广泛的应用.

以下是关键领域和现实世界中的示例，其中CNC加工的青铜组件是必不可少的.

海军陆战队 & 离岸工程

为什么要青铜?
青铜合金，尤其是铝制青铜和铜尼克尔 - 具有对盐水腐蚀和生物污染的特殊耐药性, 在海洋条件下，超过许多其他金属的表现.

常见组件:

• 螺旋桨轴
• 方向舵系统的轴承和衬套
• 阀体和海水进气屏
• 海底连接器和耐腐蚀紧固件

重型机械 & 工业设备

为什么要青铜?
铜牌的高负载能力和低摩擦系数使其非常适合受到重复运动和压力的耐磨组件.

常见组件:

• 推力垫圈
• 滑板
• 蠕虫齿轮和刺齿轮
• 戴环和导圈

航天 & 防御

为什么要青铜?
在关键航空航天环境中, CNC生产的青铜可提供电导率, 反屏蔽行为, 和高应力下的耐用性.

常见组件:

• 电气终端和EMI/RFI屏蔽
• 致动系统的衬套组件
• 非磁性结构插入物
• 航空级紧固件

电气 & 电子行业

为什么要青铜?
铜牌的一致电导率, 耐腐蚀性, 和外观性使其非常适合高精度连接器和电源传输组件.

常见组件:

• 电触点端子
• 弹簧和开关组件
• 接地硬件
• 散热器和导电外壳

建筑学 & 装饰艺术

• 雕塑和救济面板
• 装饰格栅和建筑装饰
• 扶手, 固定装置, 和标牌
• 豪华内饰的定制镶嵌物

油 & 气体 / 石化

为什么要青铜?
青铜对硫化物应力开裂和磨料介质的耐药性使其适合于油提取和精炼的苛刻环境.

常见组件:

• 阀座和茎
• 密封戒指和泵叶轮
• 非屏蔽工具
• 高压衬套

12. CNC加工青铜的节省成本的设计技巧

为CNC加工青铜的成本效率设计设计需要深入了解材料的特征和加工过程.

尽早选择合适的青铜等级

为什么重要:
不同的青铜合金 (例如。, C932, C954, 磷青铜, 铝青铜) 可加工性差异很大, 耐腐蚀性, 和成本.

节省成本的提示:

• 用于一般应用, 使用高可调的青铜等级 C932 (轴承铜).
• 保留昂贵, 特种青铜 (例如。, C954铝青铜) 对于需要高强度或极端耐腐蚀性的零件.

材料效率的设计

为什么重要:
青铜比普通工程金属的每公斤昂贵.

节省成本的提示:

• 避免过度的壁厚或过度工程的强度.
• 使用空心部分, 底切, 或口袋以减轻体重和原材料量.
• 考虑 近网状空白 (例如。, 铸造青铜) 适用时, 最小化加工.

在不需要的情况下最小化紧密的公差

为什么重要:
紧张的公差增加了加工时间, 检查要求, 和废料率.

节省成本的提示:

• 申请 仅对关键特征的紧密公差 (例如。, 轴承座, 交配界面).
• 使用标准公差类 (例如。, ISO 2768-m) 对于非关键维度.

避免深腔和底切

为什么重要:
深腔需要远程工具, 这增加了周期时间和工具挠度.

节省成本的提示:

• 在内部保持口袋和孔的深度至直径比 3:1 到 4:1.
• 重新设计需要的功能 专业切割机或多个设置.

使用标准孔尺寸和线程类型

为什么重要:
自定义或非标准尺寸增加工具的转换, 手动返工, 和检查时间.

节省成本的提示:

• 设计孔以匹配标准钻头尺寸 (例如。, 6 毫米, 10 毫米, ½英寸。).
• 选择标准线程表单 (例如。, UNC, 联合国, ISO指标) 用于轻拍功能.

简化几何形状以进行更快的加工

为什么重要:
复杂的轮廓, 有机形状, 或复合曲线需要5轴加工或较长的编程时间.

节省成本的提示:

• 使用 简单的, 棱柱形特征 可能.
• 避免工业组件中的装饰或非功能复杂性.

利用批处理生产效率

为什么重要:
设置时间和编程在批处理运行中的更多单元上摊销.

节省成本的提示:

• 可能, 合并订单或设计模块化零件以启用 散装生产.
• 使用 酒吧库存友好的几何形状 用于车床转变的青铜组件.

13. Langhe CNC加工青铜服务

狼河 优惠 青铜组件的精密CNC加工服务, 迎合海洋等行业, 航天, 重型机械, 电气工程, 和定制艺术制造.

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14. 结论

CNC加工青铜需要对合金选择的细微理解, 工具, 参数, 和设计.

通过利用铜牌的独特 可加工性, 热的 和 腐蚀 特性, 工程师可以生成在恶劣环境中表现出色的精确组件.

无论是制作海军陆战队配件还是美术雕塑, 应用此处概述的策略将优化您的加工过程并提供可靠的, 高质量的青铜零件.