Guía para el mecanizado del bronce
El bronce se ha utilizado para crear impresionantes esculturas y artefactos desde tiempos inmemoriales. El mecanizado moderno de bronce utiliza máquinas CNC y mecanizado de alta precisión para eliminar material de las aleaciones de bronce de forma eficiente.
El bronce viene en muchas aleaciones y grados, lo que hace que el mecanizado del bronce sea fundamental ya que los parámetros de mecanizado cambian de un grado a otro. Mecanizado CNC El bronce generalmente utiliza operaciones de torneado y fresado con algunas características que requieren perforación, roscado y rectificado dependiendo de la complejidad.
¿Qué es el mecanizado de bronce?
El mecanizado de bronce es el proceso de corte, conformado y conformación de aleaciones de bronce. El bronce es una aleación de cobre y estaño, conocida por su resistencia y resistencia a la corrosión.
El bronce tiene un color marrón rojizo y es apreciado por su acabado y apariencia estética. Es más blando que el acero inoxidable y se mecaniza con facilidad y rapidez. El mecanizado de bronce utiliza herramientas como taladros, fresas y tornos, y el mecanizado CNC de bronce, en particular, utiliza diseños CAD y ajustes automáticos para crear diseños complejos.
Engranaje de bronce en proceso de mecanizado
¡Pruebe Boda ahora!
¿Qué aleaciones de bronce son adecuadas para el mecanizado?
El uso de diferentes aleaciones de bronce en el proceso de mecanizado producirá diferentes propiedades y resultados. A continuación, se presentan algunas de las aleaciones de bronce más comunes, aptas para el mecanizado:
Bronce de aluminio
El bronce de aluminio se compone de cobre y aluminio, con otros elementos como hierro, níquel y silicio añadidos. El resultado es un material robusto con excelente resistencia a la corrosión y al desgaste.
Se utiliza principalmente en la industria marina para hélices, bombas y fijaciones, junto con trenes de aterrizaje de aeronaves, joyería, arquitectura e ingeniería industrial.
Bronce fosforado
El bronce fosforoso es una mezcla de cobre con estaño y fósforo que crea un material resistente y de baja fricción, popular para la fabricación de resortes, cojinetes y otros contactos eléctricos. También puede contener otros elementos para aumentar la resistencia y la rigidez.
Cojinete de bronce
El bronce para cojinetes funciona mejor en situaciones de alta presión gracias a su baja fricción y alta resistencia al desgaste. Recibe su nombre de "bronce para cojinetes" por ser el componente preferido para el mecanizado de engranajes y cojinetes.
Cojinete de bronce
Silicio Bronce
El bronce de silicio es un bronce resistente a la corrosión compuesto por un 96 % de cobre, un poco de silicio y otras aleaciones como manganeso y zinc. Es popular en el mecanizado CNC debido a su resistencia y autolubricación, que reduce la fricción y el desgaste al utilizarse en sujetadores, herrajes marinos y componentes de rodamientos.
¡Pruebe Boda ahora!
Proceso de mecanizado de bronce
Una vez seleccionada la aleación de bronce para su proceso de mecanizado CNC, estará listo para pasar a la siguiente etapa. Solo necesita seguir estos pasos clave:
Selección de aleación
Seleccione la pieza de trabajo o el bloque de aleación de bronce adecuado para mecanizar según sus requisitos.
- C93200 (Rodamiento de bronce):Con un alto contenido de plomo (aproximadamente entre un 7% y un 9% de la composición), esta es una aleación para bujes, cojinetes y engranajes o piezas móviles similares bajo carga moderada donde se desea buena lubricidad y resistencia al desgaste.
- C95400 (Bronce de aluminio): Durable y resistente a ambientes corrosivos, el bronce de aluminio se utiliza en aplicaciones de alta carga que incluyen componentes de válvulas, piezas de bombas y hardware marino para servicio agresivo.
- C54400 (bronce fosforado): Esta aleación incorpora fósforo para mejorar la tenacidad y la resistencia a la fatiga, lo que la hace eficaz para su uso en resortes, conectores eléctricos e instrumentos de precisión donde la flexibilidad y la durabilidad son criterios de diseño cruciales.
- C65500 (bronce al silicio)Esta aleación soldable tiene una excelente resistencia a la corrosión para aplicaciones en agua salada y a menudo se mecaniza en pernos, sujetadores y accesorios arquitectónicos donde tanto la forma como la función son importantes.
Configurar la máquina CNC
Luego, fija tu pieza de bronce en tu máquina CNC y comienza el proceso de tallarla, perforarla y darle la forma que desees.
La máquina automatiza la operación, pero debes controlar la velocidad y los avances para que el bronce se corte exactamente según tus especificaciones.
Revise las herramientas periódicamente
Reduzca el desgaste de las herramientas utilizando refrigerantes adecuados, solubles en agua o a base de aceite, diseñados para bronce. Esto reducirá la fricción y mantendrá la configuración de mecanizado fría para evitar el sobrecalentamiento durante trabajos más pesados.
Acabado
El proceso de mecanizado finaliza con la eliminación completa de las asperezas y las partes salientes resultantes del corte y el moldeado. Puede limpiar y pulir la pieza de bronce para darle un acabado brillante.
En algunos casos, es posible que sea necesario tratar térmicamente el bronce para mejorar su dureza y resistencia a la corrosión.
Control de calidad
La etapa final implica inspeccionar su trabajo para comprobar la calidad y garantizar que esté de acuerdo con sus especificaciones y dimensiones exactas.
Torneado CNC de bronce
El torneado CNC de bronce utiliza un mandril giratorio en un torno donde se fija la pieza de bronce. A medida que la pieza gira a alta velocidad, una herramienta de corte de una sola punta se desplaza para moldear el material radialmente.
La mayoría de las operaciones de torneado CNC son automáticas y utilizan un código G para ajustar automáticamente las velocidades de alimentación, la velocidad del mandril y el flujo de refrigerante.
Fresado CNC de bronce
El fresado CNC de bronce se centra en piezas con mayor complejidad en cuanto a forma y características. El fresado CNC utiliza control numérico computarizado para crear cortes, formas y características precisas en el bronce.
El fresado CNC utiliza una herramienta de corte giratoria y una pieza de bronce fija. Es un proceso de mecanizado sustractivo que utiliza instrucciones de un archivo CAM y generalmente corta piezas rectangulares.
El fresado CNC de bronce utiliza fresas de carburo para cortarlo. Se prefiere el uso de recubrimientos de TiN en las herramientas de carburo para prolongar su vida útil. El mecanizado de bronce produce virutas gomosas, que se pueden eliminar con un disolvente a base de agua de la zona de corte.
- Alimentación: 300 – 800 RPM y una velocidad de alimentación entre 0.002 a 0.005 pulgadas por diente.
- Refrigerante: refrigerante a base de agua o mecanizado en seco a velocidades más lentas para piezas pequeñas.
Desafíos y soluciones del mecanizado CNC de bronce
El mecanizado de bronce con maquinaria CNC ofrece numerosas ventajas en términos de precisión, eficiencia y eficacia. Sin embargo, su manejo puede ser complejo y a menudo plantea desafíos específicos.
Gomosidad y acumulación de material de latón
El bronce y, especialmente, sus aleaciones, como el bronce fosforoso (C54400), pueden ser “gomosos” o pegajosos, lo que hace que el material se manche en el borde de la herramienta de corte (lo que se denomina filo acumulado o BUE), lo que en última instancia crea una herramienta desafilada y destruye el acabado de la superficie.
Para reducir la adherencia, utilice herramientas de carburo afiladas y pulidas, sin recubrimiento o con un recubrimiento de baja fricción como TiN.
Utilice un lubricante a base de agua que pueda eliminar las virutas y los residuos de las áreas de mecanizado. Para configuraciones secas, el aire comprimido funciona, pero tenga cuidado con el calor.
Torneado de piezas de metal
Endurecimiento de trabajo
El bronce se endurecerá en la superficie si el material se corta de forma demasiado agresiva o si se utiliza una herramienta insuficientemente afilada para las pasadas posteriores, con el riesgo de rotura de la herramienta o desgaste excesivo.
Utilice cortes muy superficiales, con una profundidad de corte de entre 0.020 y 0.050 pulgadas para desbaste, y una menor para acabado, para evitar sobrecargas. Avances de torneado similares, de entre 0.002 y 0.005 pulgadas por diente. Mantenga las herramientas afiladas y reemplácelas de manera proactiva; las herramientas desafiladas contribuyen al endurecimiento.
Generación de calor
La fricción a altas velocidades o cortes sustanciales pueden crear suficiente calor para deformar la pieza de trabajo o la herramienta, en cuyo caso se producirá expansión térmica o desgaste de la herramienta.
Para solucionar esto, mantenga la velocidad del husillo moderada según la aleación, por ejemplo, entre 300 y 800 RPM en el rango correspondiente al diámetro de la herramienta. Utilice refrigerante para controlar el calor y prolongar la vida útil de la herramienta.
Minimizar el tiempo de corte continuo (es decir, desbaste escalonado de la pieza de trabajo en lugar de una pasada profunda).
Gestión de chips
Eliminar las virutas continuas que obstruyen el espacio de trabajo, se enrollan alrededor de la herramienta o rayan la pieza al mecanizar bronce.
Utilizar herramientas con geometrías rompedoras de viruta (fresas de hélice alta para fresado, etc.)
Aumente ligeramente la velocidad de avance para crear virutas más cortas, pero sin empujar la herramienta. El refrigerante o el aire comprimido deberían retirar las virutas.
Alternativa al bronce en el mecanizado
Como has descubierto en este artículo, el bronce es un material fantástico para el mecanizado. Sin embargo, existen otras opciones que puedes considerar según las necesidades de tu proyecto.
Control de calidad de latón
Latón
El latón suele considerarse una mejor alternativa al bronce si se requiere un material más ligero y con mayor conductividad eléctrica. Es fácil de trabajar gracias a su versatilidad y precio. El latón suele ser mucho más económico que el bronce y otros materiales sustitutos como el cobre.
Cobre
El cobre es otra alternativa que funciona mejor en entornos donde la alta conductividad eléctrica y térmica es esencial. mecanizado de cobreLos fabricantes pueden crear componentes de cobre precisos aprovechando las propiedades naturales del material para aplicaciones eléctricas, térmicas e industriales. Algunos lo encuentran más fácil de trabajar que el bronce y el latón, especialmente porque mantiene una alta resistencia a la corrosión y flexibilidad. Sin embargo, el cobre es más blando que el bronce, por lo que podría resultar difícil aplicarlo en un proyecto que priorice la durabilidad a largo plazo.
Acero
El acero supera con creces la resistencia y la corrosión del bronce, a la vez que soporta el uso de productos químicos y temperaturas extremas. El acero inoxidable, en particular, es muy resistente a la oxidación y la corrosión.
Aluminio:
El aluminio en el mecanizado CNC suele ser más fácil y rápido de trabajar gracias a su ligereza. Funciona mejor en situaciones donde se requiere mecanizado de alta velocidad, buena conductividad térmica y piezas ligeras.
Las piezas aeroespaciales y los componentes automotrices con frecuencia utilizan mecanizado de aluminio.
Servicios de mecanizado de bronce en Boda
¿Está buscando obtener bronce de alta calidad y servicios de mecanizado de cobreEn Boda, ofrecemos soluciones de mecanizado de alta precisión y mantenemos un stock de aleaciones de bronce con las normas UNS exactas para satisfacer los diferentes requisitos de cada aplicación.
Contáctenos Hoy para una consulta gratuita sobre su proyecto de bronce.
Conclusión
El bronce destaca por ser un material versátil con buena resistencia, resistencia a la corrosión y estética. Si bien el mecanizado del bronce presenta numerosos desafíos, el uso de herramientas y velocidades de avance adecuadas puede superar cualquier obstáculo.
El bronce se utiliza en cojinetes, engranajes, bujes y maquinaria industrial, lo que demuestra que un mecanizado de alta precisión y un utillaje correcto pueden producir piezas de bronce complejas.