Uz sve lagane građevinske materijale koji su posljednjih godina obogatili tržište, jedan od njih i dalje je popularni klasik: Aluminij. U svojem pregledu pokazujemo što aluminij čini tako popularnim materijalom, koja pozitivna svojstva ima i koje zamke nosi sa sobom u strojnoj obradi, a posebno pri glodanju.
Aluminij je postao sastavni dio industrijske proizvodnje. Ne samo zbog svojih posebnih svojstava:
Aluminij je obojeni metal i kemijski element sa simbolom Al. Aluminij se koristi kao konstrukcijski materijal u elektrotehnici, ambalažnoj industriji i građevinarstvu. Odlučujuću ulogu pri tome prije svega igraju njegova manja težina u usporedbi s drugim metalima, visoka električna provodljivost i njegovo toplinsko ponašanje.
U usporedbi s drugim metalima, aluminij je istovremeno mekan, lagan i čvrst. Na 660,4 °C, njegovo talište znatno je niže od ostalih metala, a gustoća mu je 2,70 g/cm³ – trećina gustoće čelika. Ovisno o čistoći, vlačna čvrstoća aluminija varira, od 45 N/mm² za apsolutno čisti aluminij do 90 N/mm² za komercijalno čisti aluminij. Toplinska provodljivost je 237 W/(m K). To je više od ostalih baznih metala, pa ga nadmašuju samo srebro, bakar i zlato. Zbog visoke toplinske vodljivosti aluminij je vrlo popularan i u elektrotehnici. Fizička svojstva čine aluminij dobrim električnim provodnikom, koji se često koristi u energetskoj tehnologiji za velike presjeke vodiča kao alternativa bakrenim vodičima.
Kada je izložen zraku, aluminij vrlo brzo stvara oksidni sloj. To neobrađenom metalu daje srebrno sivu, prilično mutnu površinu. Taj otprilike 0,05 µm debeli oksidni sloj čini aluminij vrlo otpornim na koroziju, a ujedno ga i štiti od daljnje oksidacije.
Ovisno o primjeni, aluminij se koristi ili u čistom obliku ili kao legura. Taljenje s drugim metalima naglašava ili potiskuje određene karakteristike lakog metala. Takve se legure proizvode u obliku lijevanih ili kovanih aluminijskih legura. Za te aluminijske legure obično se koriste metali kao što su mangan, magnezij, bakar, silicij, nikal, cink i berilij. U pravilu, osnovni je materijal Al99,5 (EN AW-1050A).
Razlikujemo kaljive i nekaljive legure, kao i kovane ili lijevane materijale. Prirodno tvrde aluminijske legure kao što je AlMg, kao i čisti i ultračisti aluminij, pripadaju kovanim materijalima, kao i aluminijske legure koje se mogu kaliti, kao što su AlMgSi, AlCuMg ili AlCuSiMn. Te aluminijske legure posebno su prikladne za proizvodnju poluproizvoda kao što su trake, limovi, žice ili cijevi.
Lijevani materijali uključuju aluminijske legure kao što su AlMgSi, AlSiCu, AlCuTiMg ili AlCuTi.
Čim se dodaju samo male količine bakra, nikla, cinka, silicija, mangana i magnezija, nastaju kovane legure. Time se povećava tvrdoća i čvrstoća aluminija. Za razliku od toga, električna se provodljivost smanjuje. Međutim, materijal se još uvijek može oblikovati, što ga čini idealnim u izgradnji brodova, zrakoplova ili transportnih kontejnera.
Najvažnija legura aluminija za lijevanje je tzv. eutektička legura aluminija i silicija, koja sadrži oko 12 posto silicija. Vrlo je tanka, što znači da zadržava izvrsna svojstva lijevanja uz zadržavanje visoke čvrstoće. Stoga se već dugo testira kao materijali za kućišta prijenosa i motora u konstrukciji vozila i zrakoplova.
Nažalost, ne mogu se sve skupine legura aluminija i pripadajućih materijala obraditi jednako dobro: Materijali od čistog aluminija, na primjer, vrlo su mekani i teško ih je obraditi zbog niske čvrstoće. Materijal ima veliki utjecaj na oblik strugotine, trošenje, površinu i silu rezanja. Stoga se pokazalo korisnim podijeliti kovane aluminijske legure u tri klase.
Klasi 1 pripadaju aluminijski materijali niske čvrstoće. Tu spadaju neočvrsle legure u neočvrsnutom ili djelomično očvrsnutom stanju, na primjer skupina 1000, 5005A i 5454. Ta klasa također uključuje kaljive legure u neočvrslom stanju kao što su EN AW-6063, 6060 i 6082. Zbog niske čvrstoće, strugotine se često međusobno lijepe i stvaraju učinak razmazivanja tijekom strojne obrade. Rezultat: jače formiranje naslaga na rubovima. Kako bi se to svelo na minimum, preporučuju se odgovarajuća rashladna maziva.
Klasu 2 čine aluminijski materijali povećane čvrstoće. Ta klasa uključuje neočvrsle materijale u očvrslom stanju, kao što su legure u skupini 5000. Materijali koji mogu očvrsnuti u očvrslom stanju, kao što su legure u skupinama 6000 i 7000, također pripadaju ovoj klasi. Čvrstoća im je od 300 do 600 N/mm2 i nema tvrdih strukturnih komponenti, što znači da imaju nizak učinak trošenja. Zahvaljujući većoj čvrstoći, manje je naslaga na rubovima.
Klasa 3 uključuje takozvane materijale za slobodnu strojnu obradu, kao što su kaljivi kovani materijali s dodacima za lomljenje strugotine, kao što su olovo ili bizmut. To uključuje materijale kao što su EN AW-2011, 2007 ili 6012. Zahvaljujući aditivima za lomljenje strugotine, materijali ove klase stvaraju kratko lomljive strugotine i imaju samo malu tendenciju stvaranja nakupina na rubovima.
Iako se općenito smatra da se aluminij lako obrađuje, ovaj metal također ima svoje zamke: Sljepljivanje strugotina i rezanje naslaga užasi su koje doživljavate pri glodanju aluminija. Jedan od puteva do uspjeha je brza strojna obrada koja uključuje pravu strategiju primjene rashladnog maziva – pod uvjetom da su dostupni pravi alati. Sile rezanja, na primjer, odgovaraju otprilike trećini vrijednosti za čelik.
Glavni prioritet pri glodanju aluminija jest brzo uklanjanje strugotine iz zone zahvata. Iznimno glatke i vrlo skliske površine korištenih rezača vrlo dobro pomažu u uklanjanju ljepljivih aluminijskih komadića. Glodala za aluminij odlikuju se relativno malim brojem zubaca u odnosu na glodala za čelik, što dodatno poboljšava prijenos strugotine. S odgovarajuće prilagođenim premaznim rješenjima, strugotina se još bolje uklanja.
Pri glodanju aluminija rashladna maziva (KSS) također osiguravaju podmazivanje, kojim se smanjuju trošenje i toplina trenja, kao i čisto hlađenje. Hlađenje je posebno važno pri obradi aluminija, budući da se materijal, na primjer, toplinski širi više od čelika. Ako se toplina dobro odvodi, obradak ostaje dimenzijski stabilan. Posebno korisnim pokazalo se rashladno podmazivanje uljnom maglom (MQL) sačinjeno od vode i ulja za rezanje.
Etanol se također preporučuje za hlađenje u procesu glodanja aluminija: vrlo učinkovito hladi aluminijske komadiće i sprječava njihovo taloženje zahvaljujući komponentama rashladnog sredstva bez ulja. Time se olakšava ispuhivanje strugotine, prikupljanje i vraćanje u ciklus materijala kao čisti materijal koji se može reciklirati.
Ako rashladna maziva nisu poželjna ili su čak zabranjena, postoji izvrsna alternativa s DLC (diamond-like carbon) premazom: Ovaj visokoučinkoviti premaz omogućuje čak i suhu strojnu obradu, tako da i s njim stvari teku glatko. To je podržano svojstvima aluminija, budući da lakše odvodi procesnu toplinu od, primjerice, čelika.
Jednostavna formula za uspješno glodanje aluminija je: što je veća brzina rezanja, površina aluminija postaje glađa. Međutim, istodobno se povećava i trošenje glodala. Ipak, zahvaljujući posebnim HSC glodalima koji se koriste u procesu High Speed Cutting (HSC), moguće su značajno veće brzine u usporedbi s konvencionalnim glodalima.
Glodanjem se najbolje obrađuju tvrde legure aluminija. Brzine rezanja iznose od 100 do 500 m/min, ovisno o promjeru rezanja i posljedičnom posmaku. Na primjer, ako se koristi promjer rezanja od 2 do 4 mm, treba koristiti brzinu posmaka od 0,02 do 0,03. Ako je promjer rezanja od 5 do 8 mm, posmak se povećava na 0,05, dok se za promjere rezanja od 9 do 12 mm povećava na 0,10. Tvrdi aluminij obrađuje se brzinom rezanja od 100 do 200 m/min i istim posmakom kao i meki aluminij.
Kratak pregled važnih parametara pri glodanju aluminija:
S obzirom na općenito širok raspon primjena obojenih metala, a posebno aluminija i aluminijskih legura, proširili smo svoj program glodala na oko 2.500 artikala isključivo za takve primjene. Osnova za to su posebne podloge, u kombinaciji s prilagođenim geometrijama i izdržljivim premazima.
→ Otkrijte široku ponudu alata za glodanje u našoj internetskoj trgovini
📞+386 3 8888 300
📧 info.hrvatska@ceratizit.com