CNC usinagem de bronze: processo, vantagens, desvantagens e aplicações

O bronze, um material muito adaptável, é amplamente utilizado em muitas aplicações. O bronze, uma liga de cobre, estanho e outros elementos, é apreciado por sua excelente resistência, durabilidade e resistência à corrosão. Essas características distintivas fazem do bronze um excelente material para vários usinagem CNC  aplicações, incluindo  rolamentos,   engrenagens e componentes de precisão.

O bronze também é usinável, permitindo que ele seja moldado, perfurado e usinado com precisão usando máquinas CNC. Como resultado, tornou-se uma escolha popular para indústrias de componentes de alta precisão, como aeroespacial, automotivo e fabricação de dispositivos médicos. Este guia explica tudo o que você precisa saber sobre usinagem CNC de bronze.

O que é usinagem CNC de bronze?

O bronze é criado combinando cobre com até 35% de estanho e 8% de chumbo. A presença de liga de chumbo, um metal macio, é o que o torna tão usinável. O bronze é ideal para rolamentos e aplicações marítimas, como bombas e acessórios que exigem resistência à corrosão contra a água do mar. Como as propriedades mecânicas deste material diferem das de muitos outros metais usináveis, é melhor empregado em componentes de baixa tensão fabricados usando usinagem CNC.

Bronze, cobre e outras ligas de latão têm várias diferenças em qualidades elétricas, mecânicas e resistentes à corrosão. O bronze, em particular, tem uma grande classificação de usinabilidade de 100%. Também tem baixas qualidades de atrito, tornando-o excelente para usinagem CNC de peças de bronze que estão constantemente em contato umas com as outras.  

Além disso, as qualidades mecânicas e os atributos de desempenho do bronze podem ser melhorados através de várias composições e tratamentos. Por exemplo, a adição de fósforo pode aumentar sua resistência ao desgaste, mas a adição de alumínio pode aumentar sua força e dureza.  

Processo de usinagem CNC de bronze

O processo de usinagem CNC de bronze envolve a utilização de máquinas de controle numérico por computador (CNC) para moldar e refinar o material de bronze com precisão. Reconhecido pela sua robustez, resistência à corrosão e apelo estético, o bronze é uma escolha preferida para diversas aplicações.

Iniciando com a criação de um modelo CAD (Computer-Aided Design) abrangente, o processo depende do software CAM (Computer-Aided Manufacturing) para gerar caminhos de ferramentas, orientando a máquina CNC na fabricação do componente de bronze. Depois disso, o material de bronze escolhido é preparado e fixado na mesa de trabalho da máquina CNC.

Posteriormente, a máquina CNC é configurada carregando o arquivo CAD e o programa de caminho de ferramenta correspondente, juntamente com a calibração cuidadosa das ferramentas essenciais. Operações de usinagem abrangem bronze  Fresamento CNC, & nbsp; bronze Torneamento CNC  (para simetria rotativa), perfuração,usinagem CNC de 5 eixose detalhes mais finos como gravação ou gravação.

Após a usinagem, a peça de bronze é submetida a uma inspeção meticulosa para verificar a adesão a tolerâncias especificadas e padrões de qualidade, empregando instrumentos de medição de precisão. Dependendo da aplicação pretendida, etapas adicionais de acabamento como  polimento  pode ser implementado para obter a textura e aparência desejadas.

Uma inspeção final garante que todos os requisitos sejam cumpridos, após o qual o componente de bronze acabado é meticulosamente embalado para transporte ou montagem posterior. É crucial notar que a complexidade do componente e as capacidades da máquina CNC podem influenciar as etapas específicas envolvidas. Além disso, a experiência de operadores CNC qualificados é fundamental para obter resultados de primeira classe.

Vantagens da usinagem CNC de bronze

O bronze tem várias vantagens que o tornam perfeito para usinagem CNC, incluindo lubricidade superior. Esta vantagem melhora a eficiência da produção e economiza sobre metais mais densos que requerem lubrificação contínua durante o corte. O bronze também é mais resistente e de longa duração do que muitos outros materiais, tornando-o uma excelente escolha para itens que exigem uma vida útil mais longa.

Aqui estão algumas outras vantagens da usinagem CNC de bronze

• Máquinabilidade SuperiorA composição do bronze se presta a uma usinagem fácil e precisa, permitindo a criação de formas intrincadas e complexas com mínimo desgaste da ferramenta.
• Excelente resistência à corrosãoA resistência do bronze à corrosão torna-o uma boa escolha para componentes expostos a condições ambientais duras ou substâncias corrosivas.
• Força e dureza satisfatóriasEmbora não seja tão duro quanto alguns metais, o bronze equilibra a força e a maleabilidade, tornando-o versátil para várias aplicações.
• Condutividade térmica excepcionalA alta condutividade térmica do bronze facilita a dissipação eficiente do calor durante a usinagem, reduzindo o risco de sobreaquecimento e garantindo a precisão dimensional.
• Propriedades de baixo atritoO baixo coeficiente de atrito do bronze é vantajoso em aplicações onde a redução do atrito e desgaste são cruciais, como rolamentos e componentes deslizantes.

Desvantagens da usinagem CNC de bronze

Apesar de suas vantagens notáveis, a usinagem CNC de bronze vem com certas desvantagens que justificam a consideração:

Custos materiais mais elevados

O bronze, sendo um composto de cobre e estanho, tende a ser mais caro em comparação com materiais alternativos. Isso pode levar a um aumento das despesas globais para projetos envolvendo usinagem CNC de bronze.

Desgaste e substituição de ferramentas

Devido à sua natureza mais suave, o bronze pode causar desgaste acelerado nas ferramentas de usinagem. Isso pode exigir substituições mais frequentes de ferramentas, aumentando os custos de produção.

Desafios de Geometria Complexa

Alcançar características complexas e geometrias complexas pode ser mais desafiador com bronze do que metais mais duros. A composição mais suave do material pode limitar sua capacidade de reter detalhes finos de forma eficaz.

Tempos de usinagem prolongados

As operações de usinagem em bronze podem levar mais tempo devido à sua composição mais suave. Esse tempo de usinagem prolongado pode levar a durações de produção prolongadas.

Aumento da geração de calor

A usinagem de bronze tende a gerar mais calor em comparação com a usinagem de metais mais duros. Esse excesso de calor pode afetar a longevidade e o desempenho da ferramenta, exigindo monitoramento vigilante e potencialmente retardando o processo.

Quais são os tipos de bronze disponíveis para usinagem CNC?

Aqui estão alguns dos  bronze  tipos disponíveis para usinagem de bronze CNC:

Cobre 932

O cobre 932 também é conhecido como SAE 660. É uma liga de bronze com alta concentração de cobre, estanho e zinco. É amplamente usado na produção de cascos, rolamentos e outros componentes de precisão que exigem alta resistência, resistência ao desgaste e excelentes qualidades anti-atrito.

Devido à sua propensão natural a gerar um revestimento lubrificante em sua superfície, o cobre 932 é uma peça para aplicações onde a lubrificação é problemática. Isso diminui a possibilidade de atrito e desgaste, prolongando a vida útil do componente e melhorando o desempenho geral.

O cobre 932 é muito fácil de moldar, perfurar e fresar para especificações precisas usando equipamentos CNC. Como resultado, é uma escolha preferida para indústrias que exigem componentes de alta precisão, como aeroespacial, automotivo e fabricação industrial. No geral, o cobre 932 é um material perfeito confiável e adaptável para aplicações de usinagem CNC, e sua alta resistência, resistência ao desgaste e qualidades anti-atrito o tornam uma excelente escolha para aplicações exigentes que exigem desempenho e resistência.

  PB1 grau

O bronze de grau PB1 atende ao padrão BS1400. Devido à sua excelente resistência à fadiga, este grau de bronze também é conhecido como "bronze de fósforo" devido à inclusão de fósforo usado na fabricação para melhorar sua resistência ao desgaste e rigidez. É comumente usado para rolamentos, particularmente para cargas pesadas em altas velocidades. PB1 também é ideal para a produção de engrenagens de verme, molas, corpos de válvulas, engrenagens e arbustos devido à sua formabilidade excepcional, características de mola superiores e soldabilidade.

PB1, também conhecido como fósforo bronze, tem uma concentração muito alta de estanho, o que melhora sua resistência à corrosão, particularmente em ambientes de água do mar e cloreto, tornando-o uma excelente escolha para uso nos setores aeroespacial, marinho e químico.

silício bronze

Bronze de silício, muitas vezes bronze de silício vermelho, compreende cobre, silício e zinco. Inclui até 6% de silício em média. Também pode conter cobre, silício e outras ligas como manganês, estanho, ferro e zinco. É uma liga de alta resistência com boa capacidade de derramamento, resistência à corrosão e excelente polimento de superfície. As peças de bomba e válvula são as aplicações mais prevalentes.

alumínio bronze

O bronze de alumínio consiste em cobre, 6 a 12% de alumínio e, ocasionalmente, elementos adicionais como ferro, níquel, manganês e silício. É uma liga de alta resistência que também é resistente à corrosão e mancha. Devido à sua resistência à corrosão, particularmente na água do mar, aplicações frequentes incluem hardware naval e bombas que transportam fluidos corrosivos. Também é utilizado nas indústrias do petróleo e petroquímica, bem como no abastecimento de água.

Fósforo Bronze

O bronze de fósforo, comumente conhecido como bronze de estanho, é composto de cobre, até 11% de estanho e 0,35% de fósforo. A inclusão de fósforo melhora a resistência ao desgaste e a rigidez do metal. Esta liga é conhecida por sua dureza e durabilidade, bem como por seu baixo coeficiente de atrito e grãos finos. O bronze de fósforo é amplamente utilizado na produção de equipamentos anti-corrosivos, componentes elétricos, arandelas, peças de protótipo CNC de bronze, molas, folhes e instrumentos musicais.

Rolamento Bronze

O rolamento de bronze contém entre 6 e 8% de chumbo. Devido ao maior teor de chumbo, tem uma característica de baixo atrito, tornando-o benéfico em aplicações de alto desgaste, particularmente em lugares de difícil acesso ou manutenção. Rolamentos de bronze é mais comumente usado para criar rolamentos e bushings, como o nome sugere.

Bronze Bismuto

O bronze de bismuto contém entre 1% e 6% de bismuto. É mais flexível e condutor térmico, bem como muito resistente à corrosão. Ele poli bem e, portanto, é ocasionalmente usado em refletores de luz e espelhos. Os rolamentos são o uso industrial mais prevalente. No entanto, historicamente foi usado como utensílios de cozinha. Bronze de bismuto também foi descoberto em facas Incas cerimoniais encontradas em Machu Picchu. É agora usado como uma alternativa ao bronze com chumbo em alguns casos.

manganês bronze

O bronze de manganês contém até 3% de manganês e cobre, zinco, alumínio e ferro. É resistente a choques e deformações em vez de quebrar. Como é particularmente resistente à corrosão da água salgada, é frequentemente usado em hélices de barcos. O bronze de manganês também é utilizado em componentes de válvulas e bombas, engrenagens, porcas,protótipo rápidoe parafusos.

Cobre-níquel

O bronze cobre-níquel, comumente conhecido como cupronickel, tem mais níquel, variando de 2 a 30%. É robusto e resistente à corrosão, especialmente contra a água salgada, como outras ligas de bronze. Também é muito estável térmicamente. Componentes eletrônicos, equipamentos marinhos, cascos de navios, bombas e válvulas são todos bronze cobre-níquel.

Acabamentos de superfície para usinagem CNC de bronze

Devido às suas excelentes qualidades mecânicas, usinabilidade e resistência à corrosão, o bronze é um material preferido para uma ampla gama de aplicações de usinagem CNC. O bronze pode ser polido de várias maneiras para melhorar seu desempenho e aparência. Como usinado, granulado e revestimentos químicos são os três tratamentos de superfície mais comuns para o bronze. Aqui, vamos abordar os benefícios e desvantagens de cada um desses acabamentos:

Como acabamento de superfície usinado

O acabamento natural do material de bronze após a usinagem CNC é o  como acabamento de superfície usinado. Este acabamento é muitas vezes liso e homogêneo, com uma aparência fosca. O principal benefício deste acabamento é que é barato e não requer quaisquer processos ou materiais adicionais. No entanto, a superfície pode ter pequenas marcas de ferramenta ou rebabas que comprometem a estética e a funcionalidade do componente. Para criar um acabamento de superfície mais liso, técnicas adicionais de pós-usinagem podem ser necessárias.

Explosão de contas 

Esta é uma técnica de acabamento que envolve o lançamento de contas ou partículas delicadas na superfície da substância de bronze. Este procedimento produz um acabamento fosco homogêneo que é liso e pode melhorar a aparência do componente. Ao eliminar quaisquer partículas de superfície ou impurezas, a explosão de contas pode aumentar a resistência à corrosão do metal. No entanto, este processo pode ser demorado e caro, e também pode resultar em buracos microscópicos ou rugosidade na superfície do material, o que pode impactar a operação do componente.

Revestimentos Químicos

Este é um acabamento superficial em que uma pequena camada de produtos químicos é aplicada à superfície da substância de bronze. Este procedimento pode melhorar a aparência, longevidade e funcionalidade do componente. Os revestimentos químicos podem dar ao material de bronze boa resistência à corrosão, resistência ao desgaste e qualidades anti-atrito. Além disso, adicionando cor de bronze ou brilho à superfície, este acabamento pode melhorar a aparência do componente. No entanto, esta técnica é cara e requer equipamento especializado e experiência. Além disso, devido à possibilidade de reações químicas ou toxicidade, o revestimento químico pode não ser aceitável para alguns fins.

Dicas de design econômicas para usinagem CNC de bronze

Aqui estão algumas das dicas de design econômicas para usinagem CNC de bronze:

Considere os processos de pós-usinagem

Para alcançar a suavidade da superfície ou atributos de desempenho, peças de bronze de usinagem CNC personalizadas podem exigir procedimentos adicionais de pós-usinagem. Para evitar despesas adicionais ou atrasos de fabricação, é fundamental projetar suas peças com esses processos em mente.

Otimizar a espessura da parede

Peças de bronze que são muito finas podem distorcer ou deformar durante o processo de usinagem CNC, enquanto peças que são muito grossas podem ser desafiadoras de produzir e resultar em resíduos de material desnecessários. Como resultado, otimizar a espessura da parede de suas peças de bronze é fundamental para garantir que elas sejam estruturalmente robustas e facilmente manufaturáveis.

Considere as propriedades materiais

O bronze é um material versátil que pode ser personalizado com várias composições e tratamentos para melhorar os atributos mecânicos e o desempenho. Como resultado, é fundamental analisar as necessidades da sua aplicação e selecionar o tipo e o tratamento de bronze certos para otimizar o desempenho e a longevidade das suas peças.

Minimizar Subcortes

Subcortes são peças que são difíceis ou impossíveis de fabricar com ferramentas de corte normais. Como essas áreas podem aumentar a complexidade e o custo da usinagem CNC, é melhor minimizar os cortes ou projetá-los para serem facilmente usinados.

Evite cantos e bordas afiados

Como o bronze é um material macio, cantos ou bordas afiados podem produzir concentrações de tensão, levando a rachaduras ou outras falhas estruturais. Como resultado, sempre que prático, empregar cantos arredondados ou filetes para distribuir a tensão mais uniformemente e aumentar a força geral do componente.

Aplicações de peças usinadas em bronze

Os fabricantes da agricultura, automóveis e veículos pesados usam o bronze por sua resiliência e vida útil prolongada. Os itens usinados CNC típicos de bronze incluem:

• Componentes roscados
• Torneiras
• Porcas e parafusos
• Engenhagens e rolamentos
• Terminais elétricos
• Parafusos
• Bushings.

ZCprecision, um parceiro para projetos de usinagem CNC de bronze

ZCprecisão  destaca-se como seu principal parceiro para projetos de usinagem CNC de bronze.

Com máquinas CNC de última geração e uma equipe de engenheiros qualificados, a ZCprecision pode lidar com uma ampla gama de aplicações, desde a aeroespacial e automotiva até a fabricação de dispositivos médicos. Especializamos-nos na criação de geometrias complexas e projetos intrincados, mantendo tolerâncias apertadas e entregando acabamentos de superfície excepcionais.

EscolhaZCprecisãopara:

• Máquinabilidade SuperiorNossos materiais de bronze são fáceis de usinar, permitindo projetos intrincados e desgaste mínimo da ferramenta.
• Soluções personalizadas : Oferecemos uma variedade de tipos de bronze, incluindo cobre 932, grau PB1 e bronze de alumínio, para atender às suas necessidades específicas.
• Dicas de design econômicasNossa equipe fornece conselhos especializados sobre a otimização de seus projetos para economizar custos sem comprometer a qualidade.
• Entrega confiável : Do projeto inicial à inspeção final, asseguramos um processo perfeito e entrega oportuna.

Pronto para transformar seu próximo projeto com a força e precisão do bronze? ContatoZCprecisãohoje e deixe-nos dar vida à sua visão com nossos serviços de usinagem CNC de bronze de primeira linha.

Conclusão

O bronze é um excelente material de usinagem CNC. Sua dureza facilita o trabalho e permite cortes exatos que são difíceis de obter com outros metais. Este metal é sólido e durável, mas sua maleabilidade o torna adequado para formas complicadas e tolerâncias apertadas.  

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Perguntas frequentes

O bronze é fácil de maquinar?

Sim, o bronze é fácil de maquinar. Máquinas CNC como tornos, moinhos e roteadores podem usiná-lo. Bronze é um material macio e maleável que é fácil de fabricar e moldar em componentes de precisão. A usinabilidade do bronze pode ser melhorada usando as ferramentas de corte adequadas, alimentações e velocidades.

O bronze é mais usinável do que o latão?

Devido à sua maior flexibilidade e menor concentração de zinco, o bronze é considerado mais usinável do que o latão de usinagem CNC. O bronze é muitas vezes composto de cobre e estanho, enquanto o latão compreende cobre e zinco. A concentração de zinco do latão pode torná-lo frágil e difícil de fabricar, especialmente em operações de usinagem de alta velocidade.

Quais são os principais graus de bronze para usinagem CNC?

Os melhores graus de bronze para usinagem CNC são aqueles com maior teor de cobre.

Bronze de alumínio C954, bronze de alumínio de níquel C630 e bronze de estanho com chumbo C863 são os graus de bronze mais populares usados ​​para usinagem CNC. Todos os três desses graus têm boa usinabilidade e resistência à corrosão.

Porque tem a maior resistência de qualquer escolha de bronze para usinagem CNC e é razoavelmente fácil de fabricar, o bronze de alumínio de usinagem C954 é o grau mais preferido.