Usinage du bronze aluminium : propriétés, défis

Lorsque vous visitez une entreprise de fabrication de métaux, vous entendrez souvent un problème : « Pourquoi le bronze d’aluminium nécessite-t-il autant d’attention lors de l’usinage ? ». Pourtant, il a un nom dans l’industrie aérospatiale et maritime. Vous trouverez toutes les réponses dans ce blog !

Fig 1 : Bronze d'aluminium

Qu'est-ce que le bronze d'aluminium ?

Cet alliage est composé de cuivre et d'aluminium avec d'autres éléments de petite taille. Les fabricants choisissent souvent ce matériau pour produire un composant aéronautique ou marin dans leurs unités. Sa nature durable lui permet de résister à des conditions environnementales difficiles comme l'eau de mer.

Le bronze aluminium est-il facile à usiner ?

Non, ce n'est pas facile à usiner pour plusieurs raisons :

• Haute résistance
• Bonne abrasivité
• Haute conductivité thermique
• Présence de cuivre
• Mauvaise formation des copeaux

Coût d'usinage du bronze d'aluminium

Cela vous coûte environ 3.00 $ par minute en raison de propriétés telles qu'une conductivité thermique élevée, une mauvaise formation de copeaux et une teneur élevée en Cu.

Principales propriétés des alliages d'aluminium et de bronze

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des principales propriétés et caractéristiques que vous retrouverez dans cet alliage :

• Haute résistance à l'abrasion et à l'usure
• Haute résistance et durabilité
• Haute conductivité thermique
• Haute teneur en cuivre
• Mauvaise formation des copeaux

Nuances de bronze d'aluminium et leur usinabilité

Ici, vous découvrirez les différentes qualités de bronze d'aluminium et leur comportement lors de l'usinage :

C63000 Nickel-Aluminium Bronze

Cet alliage sera plus facile à usiner si vous utilisez un équipement d'usinage CNC moderne, mais gardez à l'esprit de lubrifier efficacement les pièces pour acquérir des tolérances serrées.

Fig 2 : Bronze Ni-Al C63000

C95400 Aluminium Bronze

Cet alliage vous offre une bonne usinabilité mais pour une meilleure expérience d'usinage, il est recommandé d'utiliser un outil à pointe en carbure avec un liquide de refroidissement (pour la surchauffe).

Fig 3 : Bronze Al C95400

954 Aluminium Bronze

Cet alliage est le même que le bronze d'aluminium C95400 et vous offre des caractéristiques d'usinage similaires.

Bronze aluminium CA104

Cet alliage vous offre de bonnes propriétés mécaniques ainsi qu'une bonne usinabilité, mais il exige également certaines conditions, notamment une vitesse de coupe optimale et certains autres paramètres pour des expériences optimales.

Fig 4 : Bronze CA104 Al

Alliages Def Stan 02-833 et NES 833

Dans une configuration de fabrication, l'ouvrier a usiné cet alliage et l'a évalué à 20 % seulement lorsqu'il l'a comparé au laiton. Vous devez donc utiliser un matériau d'outillage approprié, un liquide de refroidissement et des ouvriers expérimentés lors de l'usinage de cet alliage.

Fig 5 : Alliage NES 833

Utilisations dans la défense et les industries spécialisées

La capacité de cet alliage à résister à l'eau de mer en raison de sa nature durable en fait un choix parfait pour les industries maritimes. De plus, le rapport résistance/poids élevé du bronze d'aluminium favorise l'utilisation optimale de ce matériau par les industries aérospatiales.

Défis dans l'usinage du bronze aluminium

Dans le cadre de la fabrication, le travailleur a réalisé le processus d'usinage du bronze d'aluminium et a conclu les résultats suivants :

Usure et abrasivité des outils

Il a observé l’usure de l’outil et sa forte abrasivité qui lui ont assuré que la durée de vie de l’outil serait compromise.

Dissipation thermique et gestion thermique

Deuxièmement, le matériau absorbe rapidement la chaleur, ce qui l’a beaucoup mis au défi lors de l’usinage, mais il a confirmé qu’aucun liquide de refroidissement de qualité n’a été utilisé pendant le processus.

Maintien de la précision dimensionnelle et de la finition de surface

La présence de cuivre dans la composition de l'alliage a rendu plus difficile pour l'ouvrier l'obtention d'une finition lisse car le phénomène de collage a été découvert.

Mauvaise formation de copeaux et élimination des débris

L'ouvrier a observé une mauvaise formation de copeaux due au phénomène de colmatage.

Composants et industries typiques

Voici les industries dans lesquelles vous observerez l’utilisation plus fréquente de cet alliage :

• Marine
• Composants aérospatiaux
• Équipement industriel
• Automobile
• Secteur du pétrole et du gaz

Fig 6 : Composants en bronze d'aluminium

Avantages en termes de performances dans les applications marines, aérospatiales et industrielles

Vous trouverez ci-dessous les avantages en termes de performances observés dans ces applications :

• Force mécanique
• Durable dans un environnement à forte contrainte
• Propriétés anti-étincelles
• stabilité thermique
• Haute résistance au poids

Bonnes pratiques pour l'usinage du bronze aluminium

Lors de la visite du professionnel et de l'ouvrier expérimenté qui a effectué l'usinage sur le bronze d'aluminium, nous avons observé les paramètres suivants qu'il a suivis :

Sélection des outils de coupe optimaux

Il a choisi des outils en carbure et en carbure revêtu, réputés pour leur durabilité et leur résistance à l'usure. Deuxièmement, cela l'a aidé à surmonter les problèmes de chauffage.

Vitesses de coupe et avances recommandées

L'ouvrier a ajusté la vitesse de coupe de 60 à 120 mpm et la vitesse d'avance de 0.1 à 0.5 mm/tr, ce qui a entraîné des problèmes de contre-thermie.

Techniques de lubrification et de refroidissement

Ce qui est intéressant, c'est que le travailleur a utilisé un liquide de refroidissement synthétique et a ainsi réussi à se débarrasser des dommages causés à l'outil.

Stratégies pour minimiser l'usure des outils

Nous vous recommandons d’utiliser les stratégies suivantes qui vous aideront à minimiser l’usure des outils :

• Entretien ponctuel de vos outils
• Ajustez soigneusement les paramètres d'usinage.
• Essayez d'éviter le durcissement par écrouissage de l'alliage

Traitement thermique et son impact sur la dureté de l'alliage

Si votre application requiert des propriétés modifiées, notamment la dureté et la résistance de cet alliage, il doit alors subir un processus de traitement thermique spécifique. Le traitement recommandé implique un traitement thermique de l'échantillon en solution suivi d'un vieillissement pendant une période spécifique. Cela maximisera la dureté de l'alliage et répondra, espérons-le, aux exigences de votre application qui est sujette à des conditions environnementales agressives et à des contraintes élevées.

Options de finition de surface pour les pièces en bronze aluminium

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des options disponibles au cas où votre application nécessiterait une finition supplémentaire pour des propriétés modifiées et une durée de vie prolongée :

Polissage, Revêtement

Différents laboratoires de tribologie vous proposent des services de polissage mécanique et électrolytique. Il vous suffit de vous rendre sur place avec l'échantillon et ils vous proposeront la meilleure solution possible pour augmenter la durée de conservation de votre échantillon.

Traitement de surface pour la résistance à la corrosion

Les pièces que vous fabriquez peuvent être soumises à des traitements supplémentaires qui assureront leur résistance à la corrosion. Par exemple, le composant peut subir une anodisation, un revêtement par projection thermique et d'autres traitements de diffusion tels que la nitruration.

Contrôle de la qualité et normes

Pour maintenir la qualité de cet alliage, vous devez d'abord procéder à des tests visuels. Si cela se passe bien, respectez les normes internationales et n'hésitez pas à effectuer des tests destructifs et non destructifs pour garantir des performances optimales.

Externalisation de l'usinage du bronze aluminium : pourquoi choisir Tuofa Chine

Tuofa Technology est réputé pour ses services d'usinage CNC exceptionnels et remarquables avec plus de 18 ans d'expérience. Ils ont des travailleurs expérimentés qui relèvent plusieurs défis avant d'atteindre ce niveau de perfection. Ainsi, pour acquérir des connaissances liées à l'usinage, vous devez leur rendre visite une fois en tant que métallurgiste et fabricant.