Schneiden von Aluminium

Zusammensetzung und Bearbeitung von Aluminium

Aluminiumlegierungen sind im Allgemeinen gut zerspanbar. Im Gegensatz zu reinem Aluminium haben Aluminiumlegierungen eine komplexe metallurgische Struktur.. Dadurch haben sie Vorteile bei der Zerspanung gegenüber unlegiertem Aluminium..

Verschiedene Komponenten, die Bestandteil von Aluminiumlegierungen sind, einen wichtigen Einfluss auf die Leistung haben, die ihre Relevanz für die Zerspanung sicherstellen. Abrasive Legierungsbestandteile wirken sich positiv aus, und unlösliche Schleifmittelbestandteile wirken sich nachteilig auf die Standzeit und die Oberflächenbeschaffenheit aus.. Komponenten, die unlöslich sind, aber weich und nicht abrasiv kann für die Bearbeitung nützlich sein, da sie zum Spanbruch beitragen. Solche Komponenten werden speziell hinzugefügt, z.B, in Aluminiumlegierungen zum automatischen Schneiden auf schnelllaufenden Werkzeugmaschinen.

Im Allgemeinen, weichere Aluminiumlegierungen u, weniger, Einige hochfeste Aluminiumlegierungen neigen zu Metallablagerungen an der Schneidkante des Werkzeugs. Dieser Aufbau besteht aus Aluminiumpartikeln, die geschmolzen und mit der Schneide des Werkzeugs verschweißt sind.

Eigenschaften von Aluminium-Silizium-Legierungen

Kantenkleben kann durch die Verwendung von wirksamen Kühlmitteln und hochwertigen Werkzeugen minimiert werden.. Legierungen, die mehr enthalten 10 % Silizium sind Gusslegierungen, sind am schwierigsten zu bearbeiten, da die harten Partikel aus freiem Silizium einen schnellen Verschleiß des Schneidwerkzeugs verursachen. Auf Legierungen, die mehr enthalten 5 % Silizium, Sie können keine glänzende Oberfläche erhalten, was bei anderen hochfesten Aluminiumlegierungen passiert. Bei diesen Legierungen bewegen sich die Späne hauptsächlich durch Ablösung vom Werkstück weg, kein Schnitt. Üblicherweise werden bei der Verarbeitung solcher Legierungen besondere Maßnahmen angewendet., um zu verhindern, dass Aluminium an Schneidkanten haftet.

Klassifizierung von Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen werden unterteilt in:

• Gießereilegierungen und
• Knetlegierungen.

Unter den Guss- und Knetlegierungen gibt es:

• thermisch gehärtete Legierungen;
• thermisch härtbare Legierungen.

Als thermisch härtbare Knetlegierungen werden üblicherweise angesehen

• kalthärtbare Legierungen (oder gehärtete Legierungen).

Gusslegierungen

Gusslegierungen, die Kupfer als Hauptlegierungselemente enthalten, Magnesium oder Zink bereiten bei der Bearbeitung keine besonderen Probleme. Diese Legierungen verwenden typischerweise Schneidwerkzeuge mit einem geringen Spanwinkel mit einem Minimum an Problemen mit Gratbildung oder Metallanhaften an der Schneidkante..

Aluminiumlegierungen mit Silizium als Hauptlegierungselement erfordern ein Schneidwerkzeug mit erhöhtem Spanwinkel. Diese Sorten lassen sich am besten bei niedrigen Geschwindigkeiten und niedrigen Vorschüben bearbeiten..

Knetlegierungen

Die meisten Aluminium-Knetlegierungen eignen sich gut für die Bearbeitung. Einige von ihnen eignen sich gut für die Verarbeitung mehrerer Operationen.

Kaltverfestigte Legierungen

Kaltverfestigte Legierungen, einschließlich technisch reinem Aluminium, enthalten keine Legierungselemente, was sie thermisch härtbar machen würde. Diese Legierungen sind jedoch in der Lage, ihre Festigkeitseigenschaften zu erhöhen., wenn sie kaltplastisch verformt werden. Bei der Zerspanung bilden diese Legierungen lange Späne. Daher muss das Schneidwerkzeug ein Design haben, der für die Entfernung von Spänen vom Werkstück sorgt, um die Oberfläche nicht zu beschädigen. Dies wird in der Regel durch erhöhte Rücken- und Seitenwinkel erreicht.. Die Besonderheit dieses Strangs ist, dass es eine signifikante Kaltverfestigung erfährt und daher eine erhöhte Härte aufweist.

Diese Legierungen eignen sich gut für die Bearbeitung, erfordern aber ein gut geschärftes Werkzeug, weil sie ziemlich dickflüssig sind. Die Zerspanbarkeit steigt mit dem Grad der Kaltverfestigung. Daher ist es bei den am härtesten bearbeiteten Legierungen einfacher, eine gute Qualität der bearbeiteten Oberfläche zu erzielen., als bei Legierungen in "weicheren" Zuständen, z.B, nach dem Glühen.

Warmhärtbare Legierungen

Die meisten Legierungen aus dieser Gruppe enthalten eine ziemlich große Menge an Legierungselementen., wie Kupfer, Silizium, Magnesium und Zink. Diese Legierungen lassen sich sowohl mit Kühlmittel als auch mit guter Oberflächengüte bearbeiten, also ohne. Gleichzeitig, Die Verwendung von Kühlmitteln wird in den meisten Fällen empfohlen. Die meisten Chips sehen aus wie lange, verdrehte Locken., außer Sondersorten für automatisches Schneiden, die spezielle Zusätze zum Spanbrechen enthalten.

Wärmehärtbare Legierungen sind in wärmegehärteten Zuständen für die maschinelle Bearbeitung besser geeignet, als in weicheren Zuständen, wie geglühter Zustand.

Gruppieren von Sorten nach Bearbeitung

Zur einfacheren Auswahl des richtigen Schneidwerkzeugs werden alle Aluminiumlegierungen in fünf Gruppen eingeteilt: A, B, C, D und E in aufsteigender Reihenfolge der Spanlänge und in umgekehrter Reihenfolge der Oberflächengüte. Beispiele für Aluminiumlegierungen für jede Gruppe und eine typische Spanform für sie sind in der Abbildung dargestellt..

Abbildung - Typischer Spänetyp für verschiedene Gruppen von Aluminiumlegierungen, anders im Schnitt.
Alle Späne wurden beim Schneiden mit einem Spanwinkel von 20º und erhalten
Schnitttiefe 2,5 mm (andere Parameter - siehe. Tabelle unten) [1].

Eine Quelle:

1. Bearbeitung von Aluminium und Aluminiumlegierungen, ASM-Handbuch, Volumen 16: Bearbeitung, 1989.