El aluminio puro posee características como baja densidad, bajo punto de fusión y excelente plasticidad. Su densidad es aproximadamente un-tercio la del hierro, y su estructura cúbica centrada en la cara-le confiere buena conformabilidad, lo que facilita su enrollado en láminas y extrusión en perfiles. También exhibe una excelente resistencia a la corrosión en ambientes naturales. Sin embargo, el aluminio puro en sí tiene una resistencia relativamente baja, lo que dificulta su uso directamente en servicios de mecanizado de aluminio. Para ampliar sus aplicaciones, la industria lo refuerza añadiendo elementos de aleación y utilizando tratamientos térmicos, creando una serie de aleaciones de aluminio. Si bien conservan su ventaja de peso ligero, las aleaciones de aluminio logran una alta resistencia, con una resistencia específica superior a muchos aceros aleados, lo que las convierte en materiales estructurales ideales para la fabricación de maquinaria, transporte, equipos eléctricos y aeroespacial. Los fuselajes, revestimientos, compresores y otros componentes de los aviones se fabrican principalmente con aleaciones de aluminio. Reemplazar la soldadura de acero por aleaciones de aluminio puede reducir el peso estructural en más de un 50%, mejorando significativamente el rendimiento del equipo.
Con el rápido desarrollo de la tecnología y la fabricación industriales, la demanda de piezas mecanizadas de aluminio continúa creciendo, lo que impulsa la profundización continua de la tecnología de procesamiento de aleaciones de aluminio. La promoción mutua de la aplicación de materiales y la tecnología de procesamiento ha convertido la fundición, la fundición, la laminación y el mecanizado de precisión de aleaciones de aluminio en áreas de investigación claves en la industria, proporcionando un amplio espacio para campos de fabricación de alto nivel-como el mecanizado de precisión de aluminio.
El primer proceso crítico en el fresado CNC de piezas de aluminio es la fundición, principalmente para preparar lingotes calificados para el posterior procesamiento del plástico. Los hornos de reverbero alimentados con gas-o con petróleo- se utilizan habitualmente en la producción industrial, con capacidades que oscilan entre 20 y 40 toneladas. Las líneas de producción más pequeñas también utilizan hornos de reverbero de resistencia con capacidades de aproximadamente 10 toneladas. Para mejorar la eficiencia de la fusión y reducir la entrada de gas y las inclusiones de oxidación, se utilizan ampliamente los hornos circulares basculantes de carga superior-. El proceso de fundición requiere monitoreo y ajuste en tiempo real-de la composición mediante un analizador rápido, mientras que se proporciona una capa protectora usando fundente en polvo, principalmente cloruro de potasio y cloruro de sodio, en una dosis del 0,4 % al 2 % del peso de la carga del horno. La temperatura de fundición se controla de forma estable entre 700 y 750 grados.
Después de fundirse, el aluminio fundido requiere refinamiento y filtración para eliminar el hidrógeno y las inclusiones no-metálicas, lo que mejora la pureza del aluminio fundido. Los métodos de refinación para el torneado CNC de aluminio se dividen en refinación de sólidos y refinación de gas. La depuración tradicional con cloro es eficaz pero altamente contaminante; Actualmente, se utilizan habitualmente agentes de refinación respetuosos con el medio ambiente, como mezclas de nitrógeno-cloro y gases inertes. El contenido de oxígeno y humedad del gas debe controlarse estrictamente por debajo de 0,03 % y 0,3 g/m³, respectivamente. La desgasificación dinámica al vacío puede eliminar eficientemente el gas y el sodio. Los procesos de filtración suelen utilizar medios como malla de vidrio, cerámicas microporosas y partículas de alúmina, y también se pueden combinar con electrofluidos para la eliminación profunda de impurezas.
El proceso de fundición de piezas de aluminio billet personalizadas a menudo emplea fundición semicontinua-refrigerada por agua-vertical u horizontal. Para optimizar la microestructura y la calidad de la superficie, los procesos avanzados, como los cristalizadores electromagnéticos y la fundición con superficie caliente-, son cada vez más comunes. La fundición semicontinua-refrigerada por agua utiliza un cristalizador para enfriar y dar forma rápidamente; la temperatura de fundición suele estar entre 50 y 110 grados por encima de la línea de liquidus de la aleación y se maximizan las velocidades de fundición y enfriamiento. Desde su introducción a mediados del siglo XX, la tecnología de fundición continua y laminado de láminas y tiras de aluminio se ha convertido en un método de producción crucial para láminas delgadas y láminas de aluminio en bruto.
El procesamiento de láminas y tiras de piezas torneadas de aluminio se centra en el laminado de rodillos planos, abarcando procesos de laminado en caliente, laminado en frío, tratamiento térmico y acabado. Antes del laminado en caliente, las aleaciones duras de aluminio requieren un tratamiento de homogeneización a una temperatura ligeramente inferior a la temperatura eutéctica del punto de -fusión-bajo, mantenida durante 12 a 24 horas, y pueden revestirse con aluminio según sea necesario, con un espesor de la capa de revestimiento de aproximadamente el 4 % del espesor de la lámina. La laminación en caliente se completa en su mayor parte por encima de la temperatura de recristalización. Las grandes líneas de producción emplean laminación continua de múltiples soportes, capaces de procesar lingotes en bobinas laminadas en caliente de 2,5 a 3,5 mm con una tasa de deformación total superior al 90 %.
El laminado en frío se realiza a temperatura ambiente, lo que produce tiras delgadas de alta-precisión y alto-acabado superficial-. Combinado con sistemas de control de forma y prensado hidráulico, la precisión dimensional puede alcanzar el nivel de micras. El proceso de laminación en frío generalmente emplea lubricación total con aceite y enfriamiento segmentado para garantizar la calidad de la superficie y la planitud de la banda. Los procesos posteriores de acabado, enderezamiento y nivelación mejoran aún más la estabilidad dimensional de las piezas de aluminio CNC. La nivelación después del enfriamiento debe completarse dentro del período de incubación del envejecimiento y la deformación debe controlarse dentro del 2%.
Las excelentes propiedades integrales y el sistema de procesamiento maduro de las aleaciones de aluminio las hacen ampliamente utilizadas en piezas de aluminio, componentes estructurales y piezas funcionales mecanizadas por CNC. Desde la fusión y la fundición hasta el laminado y el conformado, y luego hasta el mecanizado de precisión, una cadena de proceso completa respalda la fabricación diversificada de productos de aleación de aluminio e impulsa continuamente el desarrollo de componentes estructurales livianos hacia una mayor precisión y mayor rendimiento.
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