镁数控加工详解

CNC 加工镁具有无与伦比的优势。在本博客中，您将深入了解加工特性。期待详细的探索。挖掘镁的优点、挑战和应用。深入研究这个关键的行业领域。

镁合金的特性！

· 轻的

镁合金因其重量极轻而脱颖而出。在里面 航空航天工程 在汽车领域，轻质材料可大幅节省燃料。

· 高强度

尽管镁合金很轻，但其强度却值得称赞。许多行业因其强度重量比而受到青睐，其强度重量比甚至可以与钢铁相媲美。

· 耐腐蚀

镁合金具有很强的耐腐蚀性，特别是经过保护涂层处理后。因此，由这些合金制成的零件需要较少的维护。

· 延展性好

延展性是指材料变形而不断裂的能力。镁合金具有良好的延展性，可以承受显着的弯曲或拉伸而不会失效。

· 导热系数

有效的散热在许多应用中至关重要。镁合金具有显着的导热率，有助于散热器等设备中的热传递。

· 电导率

镁的导电性使其可用于电子元件。尽管与铜不匹配，但其导电性适用于重量和导电性都很重要的应用。

· 尺寸稳定性

在数控加工过程中，保持精确的尺寸至关重要。镁合金具有出色的尺寸稳定性，确保零件在生产后保持其形状和尺寸。

· 铸造性

镁合金具有高铸造性，使其成为复杂设计的理想选择。由于这种特性，需要复杂零件的行业经常选择这些合金。

· 焊接性

使用焊接良好的材料，零件的连接变得更加简单。镁合金具有良好的焊接性，确保装配式结构的无缝连接。

· 高振动吸收

机器和车辆受益于吸收振动的材料。镁合金在这方面表现出色，可在许多应用中提供更顺畅的操作。

· 弹性模量

弹性模量是材料刚度的量度。镁合金具有良好的模量，可在需要时提供刚性。

· 无磁

在对磁场敏感的环境中，例如电子设备室或核磁共振室，非磁性材料至关重要。镁合金有效地满足了这一标准。

· 低密度

除了重量轻之外，镁合金还具有低密度。这一特性进一步增强了它们在热衷于减轻重量的行业中的需求。

· 可回收性

环境问题决定了对可回收材料的需求。镁合金 100% 可回收，有助于可持续发展。

· 生物相容性

医疗植入物和设备需要生物相容性材料。镁合金以其生物相容性而闻名，已在生物医学领域得到应用。

CNC加工镁的好处！

· 快速切割

加工镁合金时，切削速度很快。在典型的加工操作中，切削速度可达每分钟 600 米。快速的切割率意味着更快的生产周期，确保在最短的时间内获得最大的产量。

· 减少刀具磨损

镁的柔软特性可以减少对加工工具的压力。因此，工具的使用寿命更长，从而降低了维护和更换成本。

· 轻量化组件

镁的密度约为1.74克/立方厘米，是最轻的结构材料之一。由镁制成的部件比由其他金属制成的部件轻得多。

· 高精准度

镁 CNC 加工可确保部件的公差达到 ±0.005 英寸。这种精度有助于制造复杂且高度详细的零件，这对于要求严格规格的行业至关重要。

· 高效材料去除

镁的机械加工性能可实现高效 芯片 和毛刺去除。通过正确的进给速度和主轴转速，可以实现高效的材料去除率 (MRR)，从而最大限度地降低缺陷风险。

· 性价比高

减少刀具磨损、加快切削速度和高效材料去除，共同降低生产成本。最大限度地减少能源使用和工具更换费用也能节省成本。

· 环保

镁加工产生可回收的切屑。回收和循环利用这些碎片进一步有助于资源节约和环境保护。

· 减少加工时间

鉴于镁具有良好的机械加工性，钻孔、铣削和车削等操作所需的时间更少。加速加工过程可提高整体生产率。

· 优异的表面光洁度

加工后，镁零件通常呈现出光滑的表面，无需进行二次精加工工艺。表面粗糙度平均为 Ra 0.8，适合大多数应用。

· 节能

镁的性质在加工过程中需要较少的能量。因此，运营更加节能，有助于降低运营成本。

· 减少浪费

镁的精密加工产生的废物最少。利用先进的数控技术可确保材料的最佳利用，从而减少废物的产生。

· 多功能设计

CNC 加工可以创建复杂且定制的镁设计。这种多功能性鼓励创新并满足不同的行业需求。

· 简化装配

镁部件通常集成了简化装配过程的功能。内置紧固元件等功能减少了对额外硬件的需求。

· 散热良好

镁部件有效散热。这种热特性在热管理至关重要的电子外壳等应用中特别有价值。

· 增强的强度重量比

尽管镁很轻，但它具有令人印象深刻的强度重量比，使其成为需要强度而不增加重量的应用的理想选择。

CNC加工常用的镁合金种类！

· AZ31B

AZ31B 是数控加工镁项目的热门选择。这种合金具有强度和延展性的良好平衡，可显着减少操作过程中的振动。其成分包括3%的铝和1%的锌，从而增强了其耐腐蚀性。

· AZ91D

AZ91D 具有出色的耐腐蚀性，其成分为 9% 铝和 1% 锌。对于需要高耐用性的铸件，行业专业人士转向这种合金。它的广泛使用证明了其出色的性能。

· AM60B

AM60B 的成分为 6% 铝和 0.15% 锰，适用于延展性和能量吸收至关重要的场合。汽车零部件行业利用这种合金的抗冲击性。

· AM50A

AM50A 的强度略低于 AM60B，但伸长能力优异。该合金主要由 5% 的铝组成，适合复杂的 CNC 加工设计。

· ZE41A

在镁中添加锆和稀土元素可生成 ZE41A。这种合金在高温下具有优异的强度，使其适用于航空航天部件。

· EQ21A

EQ21A 含有 2% 的银和 1% 的稀土元素，是一种具有优异焊接性能的合金。对于高强度可焊接结构，EQ21A 成为行业标准。

· WE54A

WE54A 以其高温下的高强度和低蠕变特性而闻名，含有钇和稀土元素。具有严格抗疲劳性要求的行业青睐这种合金。

· WE43

稀土元素与钇一起构成了 WE43 的成分。这种合金以其在高温下的长期稳定性而闻名，适合飞机发动机部件等应用。

· ZK60A

如需高强度和良好的延展性，请选择 ZK60A。它含有 5-6% 的锌和少量的锆，在高性能应用中赢得了地位。

· AZ80

AZ80 由 8.2% 铝和 0.7% 锌组成，因其高强度而受到赞赏。它适合需要高强度且没有明显重量损失的应用。

· HM21A

HM21A 含有 2% 钍和 1% 锆，适用于高温强度至关重要的场合。核应用和喷气发动机零件是这种合金的常见应用。

· AE42

AE42 是高温应用的显着选择。它含有 4% 的铝和 2% 的稀土元素，具有显着的抗蠕变性能。

· 量化宽松22

QE22含有2%的银和2%的稀土元素，形成高度稳定的微观结构。对于需要高温下强度和稳定性的零件，这种合金非常出色。

· ZC71

ZC71 的主要元素为 7% 锌和 1% 锆，具有卓越的强度和硬度。这种组合为许多部件提供了铝合金的可靠替代品。

· EZ33

EZ33 含有 3% 锆和少量稀土，具有优异的抗蠕变性。在需要长期高温稳定性的领域，EZ33 是领先者。

CNC加工常用的镁合金种类表！

镁与其他数控加工金属的比较！

· 重量对比

镁是所有结构金属中最轻的，使其成为航空航天应用的首选。典型的镁合金重量约为 1.8 克/立方厘米，而铝合金重量约为 2.7 克/立方厘米。

· 加工速度

当您处理镁时，期望更快的加工速度。镁的切屑形成确保更高的进给量

· 率，从而提高生产率。相比之下，钢或铁等金属需要较慢的加工速度。

成本效益

· 镁合金由于可缩短加工时间并减少刀具磨损，从长远来看更具成本效益。然而，初始合金成本可能高于铝但低于钛。

表面光洁度

· 使用镁可以更直接地实现光滑的表面光洁度。在数控加工中，与其他金属相比，镁通常会产生更少的毛刺和更干净的边缘。

散热

· 镁具有卓越的导热性。它几乎是钢的 4 倍、铝的 1.5 倍，有助于电子外壳等应用的高效散热。

耐腐蚀性能

· 尽管存在误解，但镁合金，尤其是含有稀土元素的镁合金，可以表现出优异的耐腐蚀性，可与铝相媲美。

疲劳强度

· AZ91D 等镁合金具有值得称赞的疲劳强度，使其适用于承受重复应力的汽车和航空航天部件。

焊接性

· 一般来说，镁合金使用钨极惰性气体保护焊（TIG）等技术具有良好的可焊性。然而，实现这一目标需要特定的专业知识。

可回收性

· 镁废料保留了很高的价值，有利于回收工作。美国使用的镁近 50% 是从废料中回收的。

振动吸收

· 汽车和电子产品受益于镁固有的吸收振动的能力，在不影响结构完整性的情况下增强用户体验。

电导率

· 虽然镁的导电率落后于铜等金属，但其导热率在热敏应用中起着至关重要的作用。

抗拉强度

· 根据合金类型的不同，镁的拉伸强度范围为 152 MPa 至 310 MPa。虽然这可能无法与钢的强度相媲美，但考虑到其重量轻，对于特定应用来说已经足够了。

弹性

· 镁合金的弹性模量约为 45 GPa，可用于对不变形的柔韧性至关重要的领域。

硬度 镁合金的硬度范围为60-100布氏标尺

· ，使它们比钢更软，但比某些铝合金更硬。

耐用性

如果提供适当的保护，镁零件的耐用性可与其他 CNC 加工金属相媲美甚至超越，从而确保在苛刻条件下的使用寿命。

· 镁加工刀具的选择！

硬质合金刀具

· 这些对于镁加工仍然至关重要。硬质合金可延长刀具寿命并实现精确切割，使其成为复杂零件的理想选择。

高速钢（HSS）

· 高速钢刀具虽然硬度不如硬质合金，但具有灵活性。它们的韧性确保它们在不同条件下都能抵抗碎裂。

聚晶金刚石（PCD）

· PCD 刀具以其硬度和导热性而闻名，可减少磨损，尤其是在大批量加工中。

立铣刀

· 它对于仿形铣削和轮廓铣削至关重要。对于镁，请选择具有锋利边缘和凹槽设计的立铣刀。

面铣刀

· 这些确保了光滑的表面。最佳情况下，具有正前角的面铣刀最适合加工镁。

钻头 什么时候 钻孔

· 镁，请考虑钻头的尖端角度。 118 度的尖端角往往是标准的，可确保孔干净、无毛刺。

车削刀具

· 对于镁车床，选择具有锋利切削刃的刀具。它减少了施加在工件上的力。

水龙头

· 在镁上进行适当的螺纹加工需要锋利的丝锥。钝的丝锥有卡住和破损的风险。

铰刀

· 对于精确的孔，铰刀起着举足轻重的作用。具有直槽的那些确保了镁的最佳光洁度。

空心铣刀

· 它非常适合生产对称形状，可确保工具的切削刃锋利，以实现最佳的镁去除效果。

螺纹铣刀

· 当螺纹加工必不可少时，螺纹铣刀，尤其是具有完整轮廓的螺纹铣刀，可以确保镁零件的精度。

工具涂层

· TiN 或 TiAlN 等涂层可以在镁加工时延长刀具寿命。它们减少磨损和摩擦，确保加工更顺畅。

主轴转速

· 调节主轴速度至关重要。速度太快，镁可能会着火；太慢，工具可能会很快磨损。请务必查阅工具制造商的指南。

刀具几何形状

刀具的形状和设计显着影响加工质量。对于镁材料，具有正前角和锋利边缘的刀具可减少切削力，确保更好的光洁度。

· 镁加工中的冷却剂和润滑！

水溶性冷却剂

· 当您加工镁时，水溶性冷却剂被证明是有益的。此类冷却剂具有极好的冷却性能。但是，请确保冷却剂浓度最佳。浓度过高或过低都会增加易燃风险。

纯油

· 对于镁加工，纯油可提供一致的光洁度。这些油具有高粘度指数，可实现均匀、稳定的操作。然而，存储时要小心；他们

会随着时间的推移而退化。

· 乳液

乳液混合水和油。对于镁来说，乳液可以带来高效的散热效果。因此，工件保持较冷，减少翘曲的可能性。

· 合成冷却剂

合成冷却剂因其化学稳定性而脱颖而出。加工镁时，选择不含硫、氯或磷的材料。这些元素会与镁发生不利反应，导致表面缺陷。

· 雾化应用

当空间和流动性很重要时，请考虑雾应用。这些细小的喷雾直接分散到切割区域，确保精确的冷却。此外，雾减少了冷却剂的使用量。

· 洪水冷却

对于高强度数控加工镁任务，洪水冷却可以创造奇迹。它提供全面的覆盖，确保每个部件均匀冷却。但是，请记住；过量会导致浪费。 微量润滑 (MQL)

· 微量润滑

代表使用最少润滑的技术。在这里，目标是效率。您可以向切削刃提供适量的润滑剂，从而节省资源并降低成本。

· 切削油

切削油是机械加工领域的主要产品，有助于减少摩擦。通过这样做，可以延长刀具寿命并确保镁表面的切割更平滑。

· 氯化物

虽然氯化化合物在某些应用中有益，但对镁提出了挑战。避免使用它们，因为它们会引起腐蚀。

· 抗氧化剂

引入抗氧化剂来对抗氧化威胁。氧化会降低镁的质量。因此，抗氧化剂在维持材料的完整性方面发挥着至关重要的作用。

· 防锈剂

镁虽然比某些金属不易腐蚀，但也会腐蚀。加工后使用防锈剂，以防止最终产品出现不必要的生锈。

闪点考虑

· 最后，始终注意闪点。镁被点燃时会剧烈燃烧。因此，所有冷却剂和润滑剂必须具有高闪点，以确保最大的安全性。

镁加工技术！

· 钻孔

从镁专用麻花钻开始。对于 1/4 英寸直径的孔，选择 300 RPM 的速度，对于 1/8 英寸直径的孔，选择 1,500 RPM 的速度。正确的钻孔可防止不必要的变形。 铣削高速钢 (HSS) 或硬质合金刀具可有效处理

· 铣削

。使用 HSS 刀具的切削速度目标是 285 英尺每分钟 (FPM)，而硬质合金刀具的切削速度可达 1000 FPM。

· 车削

使用具有正前角的锋利工具。通过每转 0.005 至 0.015 英寸的进给速度，实现 32 微英寸或更好的表面光洁度。 无聊的 使用锋利的高速钢刀具，进给率为每转 0.002 至 0.010 英寸。正确的

· 数控卧式镗床

刀具几何形状可确保孔的精确性而不会崩刃。

· 螺纹加工

选择每英寸 10 到 12 个螺纹。 29 度的刀具角度可确保镁部件上的高质量螺纹。

· 窃听

以 60-75 FPM 敲击以获得最佳效果。采用螺旋尖头或螺旋槽丝锥以获得最佳螺纹形状和光洁度。

· 拉削

保持拉刀锋利。采用轻微、持续的压力来获得高质量的表面。

· 磨削

对于精密作业，请使用碳化硅或氧化铝轮。将砂轮速度保持在 4,500 至 6,500 FPM 之间，以实现最佳材料去除效果。

· 珩磨

使用标准珩磨石可以使镁受益。目标速度为 120 至 150 FPM 之间。

· 锯切

带锯和圆锯效果最好。 10,000 至 15,000 FPM 的刀片速度可最大限度地提高效率。

· 铰孔

孔精度达到 0.0005 英寸或更好。使用硬质合金或高速钢铰刀，转速为 150 至 300 RPM。 雕刻 精确的刀具几何形状确保线条干净、锐利。利用与铣削类似的速度以获得最佳结果。在这种情况下，

· 雕铣机

可能会有帮助。

· EDM（放电加工）

EDM 是一种非传统方法，可以在不直接接触工具的情况下对镁进行成型。镁的介电液特性可增强该过程。

深孔钻削

· 使用适当的冷却剂防止过热。使用专用设备，钻孔深度可达直径的 30 倍。

实现所需表面光洁度的技巧！

· 最佳进给率

为了保证镁数控加工过程中获得出色的表面光洁度，请确定最佳进给速度。请记住，较高的进给速度可能会导致表面瑕疵。使用每齿 0.004 到 0.006 英寸之间的值。

· 刀具锋利度

钝的工具会损坏镁表面。定期检查并保持工具的锋利度。切削刃应保持锋利；频繁的工具检查可减少磨损。

· 冷却液应用

正确使用冷却液可以防止过热并最大限度地延长刀具使用寿命。将冷却液直接输送至刀具与镁的接触点，确保最高效率。

· 刚性维持

牢固固定所有机器部件。增加的刚性可确保工具和镁之间的一致接触，防止不必要的瑕疵。

· 振动控制

振动会导致表面缺陷。使用防震工具

· 支架并监控主轴健康状况以减少这些干扰。

适当的速度

· 镁的最佳切割速度约为 250-650 SFM。根据刀具直径和类型调整机器速度。

精加工路径

· 粗加工后整合轻精加工走刀。在精加工过程中将切削深度减少 0.010 至 0.015 英寸有助于获得更光滑的表面。

工具选择

· 对于镁，硬质合金工具效果最好。具有大正前角的刀具可增强排屑过程，确保完美的表面。

多阶段流程

· 避免在一个阶段完成加工。分离粗加工、半精加工和精加工等工序以改善结果。

去毛刺

· 镁边缘容易产生毛刺。加工后立即采用手动或机械去毛刺技术以获得精致的表面效果。

表面处理

· 加工后，考虑化学或电化学处理。此类工艺可以提高耐腐蚀性和整体美观度。

夹紧策略

确保牢固夹紧，但避免用力过猛。过度夹紧可能会使镁变形，影响加工精度。 

· 最大限度地减少工具更换

每次工具更换都会带来潜在的错误。通过使用多功能工具和优化操作顺序来限制变化。

· CNC加工镁部件的应用！

航天

· 镁比铝轻 33%，在航空航天部件中至关重要。 CNC 加工镁保证精度和耐用性。减轻重量仍然是首要任务。使用镁部件可确保燃油效率并提高飞行范围。

汽车

· 随着环保汽车的发展，汽车制造商开始依赖镁。 CNC 加工的镁零件增强了结构完整性。轻质特性带来更好的燃油经济性。镁制方向盘、外壳和变速箱很常见。

医疗设备

· CNC 加工的镁具有生物相容性。外科医生将其用于关键植入物。随着时间的推移，这些植入物会在体内安全溶解。手术工具也受益于镁的轻质强度。

电子产品

· 便携性很重要。因此，轻质镁可用于电子外壳和框架。 CNC 加工的镁具有导热性，可防止电子设备过热。

体育器材 耐用性和重量影响运动表现。因此，球拍、球杆和护具都采用 CNC 加工的镁。他们的存在确保运动员达到最佳效率。

· 军队

军队

· 各行业都认识到镁的价值。从导弹外壳到车辆部件，数控加工镁起着至关重要的作用。力量和轻盈转化为机动性和战术优势。

电信

· 移动设备和通信设备依赖于镁。 CNC 加工可确保这些关键部件的精密模具和耐用性。天线外壳和连接器通常采用镁。

机器人技术

· 随着自动化程度的提高，机器人技术开始使用镁。数控加工零件，如手臂和底盘，受益于镁的重量和强度。随之而来的是增强的机动性和更长的使用寿命。

光学器件

· 相机、望远镜和双筒望远镜都需要精确度。 CNC 加工的镁为它们提供了轻质且坚固的框架。稳定性和清晰度得到加强。

电动工具

· 效率至关重要。因此，镁有助于制造工具外壳。 CNC 加工使这些工具具有抵抗日常磨损的能力。

乐器

· 音质和乐器寿命很重要。许多管乐器都采用 CNC 加工镁制成的部件，确保音调完美并减少磨损。

生物医学植入物

· 镁安全、具有生物相容性且可溶解，因此脱颖而出。 CNC加工工艺精密植入物，满足医疗行业的多样化需求。

无人机

镁提供轻质耐用性。 CNC 加工的无人机零件可提高飞行时间和稳定性。

铁路

火车需要力量和体重管理。座椅框架等部件采用 CNC 加工镁材料，为乘客提供舒适性和安全性。 结论. 镁数控加工带来了多重优势和挑战。从轻质组件到易燃性问题，它是多种多样的。一系列镁合金可实现多种应用。工具选择和预防措施确保质量和安全。