Въведение
Магнезиевите сплави са с 33% по-леки от алуминия. Това е голям проблем за аерокосмическата и медицинската индустрия. Но има един проблем. Но ако не внимавате, същият материал може да се запали по време на CNC обработка . Неща като искри от тъп инструмент или бърза скорост на подаване могат да подпалят стружките. Пожарът, който се получава, е интензивен и е труден за потушаване.
Това създава истински проблем за машиностроителните заводи. Хората искат намаляване на теглото. Те търсят нещо здраво, но леко. Но се притесняват как ще реагира материалът по време на машинна обработка. Това обаче не е параноична заблуда. Просто предупреждение: магнезиевите пожари могат да бъдат опасни.
Следва практически поглед върху CNC обработката на магнезиеви сплави. Ще разгледаме защо този материал е труден за безопасна обработка.
Защо магнезиевата сплав е трудна за CNC обработка?
Много хора питат защо магнезият е труден за CNC обработка. Материалът изглежда мек. Реже се лесно. Но рисковете са сериозни. Хората, които ги игнорират, научават скъпи уроци.
Изключителна запалимост и риск от пожар
Магнезият се запалва при около 650 градуса по Целзий. Тъп инструмент достига тази температура бързо. Триенето от рязане генерира достатъчно топлина. Истинската опасност е, че магнезият произвежда собствен кислород, след като започне горенето. Водата влошава нещата. CO2 влошава нещата. Стандартните пожарогасители не правят нищо. Съоръженията се нуждаят от пожарогасители клас D, специално за метални пожари. Много фабрики нямат такива.
Запалване на стружките от триене и разбъркване
Магнезиевите стърготини са тънки и жилави. Те имат много голяма повърхност в сравнение с обема си. Това означава, че се запалват лесно. Една гореща стърготина, попаднала върху купчина други, започва верижна реакция. Алуминиевите стърготини тлеят. Магнезиевите стърготини горят. Разликата е от решаващо значение за безопасността във фабриката.
Опасни реакции с охлаждащи течности на водна основа
Хората често използват стандартна охлаждаща течност върху магнезий. Това е грешка. Охлаждащите течности на водна основа реагират с фини магнезиеви частици. Реакцията произвежда водороден газ. Водородът експлодира. Охлаждащата течност също се разгражда на гъста утайка, която запушва тръбопроводите и разрушава картерите. Фабриките, които се опитват да използват стандартната си система за магнезий, често съжаляват.
Абразивност и необичайно износване на инструментите
Магнезият е мек. Но съдържа примеси като желязо, силиций и алуминий. Тези твърди частици правят материала абразивен. Инструментите се износват по различен начин от очакваното. На режещия ръб се образуват натрупвания. Протриването пренася материал върху повърхността на инструмента. Хората предполагат, че мекият метал означава лесна машинна обработка. Магнезият доказва, че това предположение е погрешно.
Експлозивен прах от фини разрези
Фините машинни операции създават прах, а не стружки. Шлайфане. Хонинговане. Високоскоростна довършителна обработка. Магнезиевият прах във въздуха е експлозивен. Статична искра от конвейерна лента или прахоуловител го задейства. Дефлаграцията се движи бързо. Цели помещения са били загубени по този начин. Фабриките, които обработват магнезий без подходящ контрол на праха, са хазарт.
How to CNC машина магнезий Сплави безопасно
CNC обработката на магнезиеви сплави изисква различен начин на мислене от рязането на алуминий или стомана. Материалът се реже лесно. Но рисковете не са очевидни за новите оператори. Хората, които се учат по трудния начин, често се сблъскват с пожари.
Геометрия и острота на инструмента
Тъпите инструменти генерират топлина. Топлината запалва магнезия. Така че правилото е просто. Остри пластини. Положителни ъгли на наклон. Полирани режещи ръбове. Операторите проверяват инструментите преди всяко изпълнение при CNC обработка на магнезиеви сплави. Инструмент, който изглежда добре за алуминий, е опасен тук.
Образуване и евакуация на стружки
Това е най-високият приоритет при всеки безопасен процес на CNC обработка на магнезиеви сплави. Дебелите, счупени стружки са безопасни. Тънките, влакнести стружки горят. Хората проектират траектории на инструментите специално, за да раздробят стружките на малки, плътни парчета. Въздухът под високо налягане изчиства стружките от зоната на рязане. Някои фабрики използват вакуумни системи. Никога не позволявайте на стружките да се натрупват върху леглото на машината. Купчината магнезиеви стружки е пожар, който чака да се разпали.
Режещи течности – какво работи и какво не
Стандартното водоразтворимо масло е капан. То реагира с магнезиев прах. Създава водороден газ и утайка. Хората, които го използват по време на CNC обработка на магнезиеви сплави, се учат по трудния начин.
Сухата обработка със сгъстен въздух е най-безопасният подход. Без флуид. Без риск от реакция. Когато е необходима флуид, съществуват специално одобрени синтетични охлаждащи течности. Минималното количество смазване също е подходящо. Фината мъгла осигурява достатъчно смазване без локви от застояла охлаждаща течност.
Подготовка на машини и работно пространство
Отстранете всички източници на запалване, преди да започнете каквато и да е CNC обработка на магнезиеви сплави. Не е допуснат открит пламък. Не е допуснато пушене. Няма точки на статично електричество. Електрическите шкафове се нуждаят от уплътнение срещу прах. Магнезиевият прах вътре в контролния панел представлява опасност от късо съединение. Цялата машина се почиства след всяка смяна. Стружките не остават през нощта. Не се натрупва прах. Чистите машини работят безопасно. Мръсните машини горят.
Препоръчителни параметри на рязане
Числата изглеждат обърнати. Високите скорости на подаване са по-безопасни от ниските. Умерените скорости са по-безопасни от високите. Ниското подаване плюс високата скорост произвеждат фин прах. Прахът експлодира. Хората избягват тази комбинация при CNC обработка на магнезиеви сплави.
Следващият пример използва магнезиева сплав от серия 6061.
| операция | Скорост на рязане (m/min) | Скорост на подаване (мм/оборот или мм/зъб) | Дълбочина на рязане (mm) |
| Грубо фрезоване | 500-800 | 0.10–0.20 на зъб | 2-5 |
| Финишно фрезоване | 300-600 | 0.05–0.10 на зъб | 0.5-1 |
| Грубо струговане | 400-700 | 0.15-0.30 | 1-3 |
| Довършителни работи по струговане | 300-500 | 0.08-0.15 | 0.2-0.5 |
| Пробиване | 300-600 | 0.10–0.25 на оборот | Пек 0.5–1×D |
Пробиване, нарязване на резба и последваща обработка
Параболичните флейтови свредла подобряват отвеждането на стружките. Агресивните цикли на отрязване чупят стружките, преди да се превърнат в дълги струни. Понякога метчиците се чупят. Правилната реакция не е топлина. Не сила. Хората разтварят счупени метчици, използвайки специализирани разтвори за отстраняване на магнезий. Съществуват препарати за отстраняване на киселини. Механичното извличане с карбидна бормашина работи в някои случаи. Силното извличане създава искри и пожари.
Съхранението на стружки е също толкова важно, колкото и създаването им. Операторите съхраняват магнезиеви стружки от CNC обработка на магнезиеви сплави в запечатани, етикетирани метални контейнери. Без пластмасови торбички. Без отворени кофи. Изхвърлянето е в съответствие с местните разпоредби за опасни отпадъци.
Реагиране при пожар – какво да правите (и какво да не правите)
Дори и с предпазни мерки, по време на CNC обработката на магнезиеви сплави все още могат да възникнат пожари. Наистина е важно да разберете правилния начин за реагиране. Ако не се справите правилно, малък пожар може бързо да се превърне в голям проблем.
Никога не използвайте вода, CO2 или стандартен сух химикал ABC.
Хората посягат към познатите пожарогасители. Този инстинкт убива. Водата върху магнезиев огън генерира водород и пара. Огънят се влошава. CO2 не прави нищо. Магнезият произвежда собствен кислород. Стандартният сух химикал ABC няма агента, който да спре метален пожар. Тези пожарогасители остават на стената по време на CNC обработка на магнезиеви сплави. Те не са за тази работа.
Само пожарогасители клас D
Подходящите инструменти са пожарогасители клас D. Търсете Lith-X, Met-LX. Purple-K е за други пожари, не за първичен магнезий. Тези специални агенти задушават огъня, като образуват кора върху горящия метал. Кислородът не достига до горивото. Огънят спира. Фабриките, които извършват CNC обработка на магнезиеви сплави, държат пожарогасители клас D монтирани на място, достъпно за всяка машина.
Ако се появи дим – не отваряйте вратата на машината веднага
Димът вътре в корпуса означава, че нещо гори. Естествената реакция е да отворите вратата и да погледнете. Това е погрешно. Отварянето на вратата вкарва свеж въздух в корпуса. Въздухът подхранва огъня. Хората са наблюдавали как малки пожари от стърготини избухват в пълни пожари в машината по този начин. Изчакайте. Оставете огънят да изгори сам в корпуса с липса на кислород, ако е възможно. Ако е необходима намеса, използвайте вграденото в машината пожарогасене или изпуснете агент клас D през отвор.
Задушете, не пръскайте директно в горящия басейн
Когато използвате пожарогасител клас D по време на CNC обработка на магнезиеви сплави, техниката е важна. Хората често пръскат директно към пламъците. Това разпръсква горящите стружки и разпространява огъня. Правилният метод е задушаване. Нанасяйте агента внимателно от безопасно разстояние. Насочете се към основата. Оставете праха да падне върху огъня. Образувайте кора. След като кората се образува, не я чупете. Нарушаването на кората отново излага горящия метал на въздух. Огънят може да се възобнови. Оставете материала да се охлади напълно, преди да преместите каквото и да било.
Защо да се занимаваме? Уникалните предимства на магнезиевите сплави
Някои може да попитат: Ако CNC обработката на магнезиеви сплави е толкова опасна, защо все още е необходима? Отговорът е производителност. Магнезият предлага свойства, с които другите материали не могат да се сравнят. Ето защо CNC обработката на магнезиеви сплави остава критичен процес въпреки опасностите.
Ненадминато съотношение тегло-здравина
Плътността на магнезия е 1.74 грама на кубичен сантиметър. Това го прави най-лекият конструкционен метал на пазара. Никой друг метал не се доближава до това по отношение на намаляване на теглото.
Да сравним:
| Материал | Плътност (g / cm³) | Якост на опън (MPa, типична) |
Съотношение сила към тегло |
| Магнезиева сплав | 1.74 | 230 | Високо |
| алуминиева сплав | 2.70 | 310 | Среден |
| Стомана (мека) | 7.85 | 400 | ниско |
| Инженерна пластмаса (ABS) | 1.05 | 40 | Много ниско |
Магнезият дава на хората здравина на метала при почти пластично тегло. Тази комбинация стимулира търсенето на CNC обработка на магнезиеви сплави в аерокосмическата и автомобилната индустрия.
Висока специфична твърдост
Съотношението твърдост спрямо тегло има значение. Магнезият е от съществено значение тук. Съотношението на модула на еластичност към плътността на магнезия е сравнимо с това на алуминия и стоманата. Хората получават необходимата твърдост без допълнително тегло. Магнезиева част, обработена с правилната геометрия, се представя като много по-тежък стоманен компонент.
Превъзходно гасене на вибрациите
Той абсорбира вибрациите по-добре от всеки друг конструкционен метал. Алуминиеви пръстени. Стоманата предава хармоници. Магнезият ги заглушава. При ръчни инструменти, автомобилни скоби и компоненти на интериора на самолети, това заглушаване намалява шума и умората на оператора. Частите, произведени чрез CNC обработка на магнезиеви сплави, често имат по-дълъг експлоатационен живот, защото вибрациите не разхлабват съединенията и резбите.
Естествено екраниране с електромагнитни смущения
Пластмасите и въглеродните влакнести композити се нуждаят от специални покрития, за да блокират електромагнитните смущения. Магнезият го прави естествено. Самият метал действа като екран. Медицинските изделия, корпусите на електрониката и комуникационното оборудване се възползват от това свойство. Няма нужда от вторично покритие. Няма допълнителни разходи. Просто материалът си върши работата.
Добра топлопроводимост
Магнезият провежда топлина с приблизително 150 вата на метър келвин. Това не е толкова високо, колкото алуминият. Но е много по-добре от пластмасите или композитните материали. За корпуси на LED осветителни тела, компоненти на двигатели и електронни корпуси, магнезият отвежда топлината от чувствителните зони. CNC обработката на магнезиеви сплави произвежда части, които управляват термичните натоварвания, като същевременно поддържат ниско тегло.
Рециклируемост и устойчивост
Магнезият е в изобилие. Рециклирането изисква много по-малко енергия от първичното производство. Материалът спомага за олекотяването на превозните средства, което намалява разхода на гориво и емисиите. Хората, загрижени за въздействието върху околната среда, намират магнезия за привлекателен. Металът може да се рециклира многократно без значителна загуба на свойства. Това отговаря на целите на кръговата икономика, които много производители сега преследват.
Магнезий срещу алуминий срещу пластмаса – кой да изберете?
Дизайнерите са изправени пред избор. Магнезий, алуминий или пластмаса. Всеки материал има своите предимства. Всеки има своите недостатъци. Правилният отговор зависи от приложението.
| Имот | Магнезиева сплав | алуминиева сплав | Инженерна пластмаса (ABS/PC) |
| Тегло (плътност g/cm³) | 1.74 – най-лекият конструкционен метал | 2.70 – умерено | 1.05 – най-лек като цяло |
| Специфична твърдост (твърдост/тегло) | Много добро. Сравнимо с алуминий. | Много добър. Еталон за метали. | Лошо. Изисква по-дебели секции. |
| Амортизиране на вибрациите | Най-добър сред конструкционните метали. | Горко. Звъни и резонира. | Отличен. Естествен абсорбатор на енергия. |
| ЕМИ екраниране | Отлично. Не е необходимо покритие. | Отлично. Не е необходимо покритие. | Няма. Изисква проводими покрития. |
| Топлопроводимост (W/m·K) | ~150. Подходящ за управление на топлината. | ~205–235. Много добре. | ~0.2. Много лошо. |
| Устойчивост на корозия | Лошо без третиране. Изисква покритие. | Подходящ за анодиране или без покритие в някои среди. | Отлично. Не корозира. |
| Обработваемост (CNC) | Добър с подходящи протоколи за безопасност. Жълти чипове. Риск от пожар. | Отлично. Чисти стърготини. Няма опасност от пожар. | Добър. Мек. Изисква остри инструменти. Необходимо е управление на стружките. |
| Разходи за суровини | Умерено до високо. | Умерено. Широко достъпно. | Ниско до умерено. |
| Вторично довършителни работи | Често се изисква (конверсионно покритие, боя). | Често се изисква за корозия или външен вид. | Често е по избор. Цветът може да се оформи. |
За NOBLE – Вашият партньор в Прецизна обработка с ЦПУ
NOBLE е специализиран завод за CNC обработка, посветен на високопрецизно производство на сложни метални и сплавни компоненти.
Нашите основни възможности за обработка
Представете това ясно, евентуално като списък с водещи точки или таблица с две колони.
Видове CNC обработка
- 3-осни, 4-осни и 5-ос ЦПУ за сложни геометрии
- CNC завиване с въртящи се инструменти за кръгли части, които се нуждаят от вторични елементи
- Стругово-фрезовите центри, които намаляват настройките. По-малкото настройки означават по-добра точност и по-бърза доставка.
Вторични услуги
- Surface довършителниАнодиране, пасивация, химическо покритие.
- Термична обработка за здравина и облекчаване на напрежението.
- Почистване и обезмасляване. Частите се доставят готови за сглобяване.
- Монтаж на многокомпонентни продукти.
Нашите сертификати (качество и медицински клас)
Инженерите и купувачите филтрират доставчиците по сертификати. Ние поддържаме тези, които са важни.
| сертифициране | Обхват | уместност |
| ISO 9001: 2015 | Система за управление на качеството | Гарантира постоянен контрол на процесите, проследимост и непрекъснато подобрение в цялото производство. Хората се доверяват на този стандарт. |
| ISO 13485: 2016 | Медицински изделия – Управление на качеството | Позволява ни да обработваме компоненти за хирургически инструменти, импланти, диагностично оборудване и корпуси за медицински изделия. |
Често задавани въпроси
Мога ли да обработвам магнезий на стандартна CNC фреза?
Да, но внимателно. Стандартна CNC фреза работи добре за CNC обработка на магнезиеви сплави, стига фабриките да използват остри инструменти, сух въздух или одобрени охлаждащи течности и агресивно отвеждане на стружките.
Магнезият по-скъп ли е от алуминия?
Като цяло да. Цената на суровината за магнезиеви сплави е по-висока от тази на обикновените марки алуминий като 6061 поради по-малките производствени обеми и по-сложното рафиниране. Хората плащат премия за спестяването на тегло.
Магнезият корозира ли лесно?
Да, в необработена форма. Магнезият е по-реактивен от алуминия и корозира по-бързо във влажна или солена среда без конверсионно покритие или анодиране. Инженерите вземат предвид повърхностната обработка, когато определят магнезий за външни или медицински приложения.
Мога ли да заварявам магнезий?
Да, но със специална техника. Хората използват газово-волфрамова електродъгово заваряване със защитен газ аргон и пълнителни пръти, съответстващи на основната сплав. Фабриките без опит в заваряването на магнезий трябва да изпратят работата на специалисти.
Безопасен ли е магнезият за употреба в потребителски продукти?
Да. Съвременните магнезиеви сплави са огнеупорни в насипно състояние и отговарят на UL стандартите за безопасност за електроника и автомобилни компоненти. Рискът от пожар е при CNC обработката на магнезиевите сплави, а не в готовата плътна част.
