Grazie alla sua eccellente lavorabilità, conduttività termica, conduttività elettrica e adattabilità alle lavorazioni meccaniche, l'ottone è diventato uno dei materiali metallici non ferrosi più utilizzati nelle lavorazioni CNC di precisione. In settori quali i macchinari di precisione, l'elettronica e l'elettrotecnica, la ferramenta sanitaria e i componenti per l'automazione, i pezzi in ottone sono ampiamente utilizzati in prodotti che vanno dai componenti strutturali, agli elementi conduttivi, alle valvole, ai connettori e agli alloggiamenti, a testimonianza della loro superiore forza, duttilità, resistenza alla corrosione e facilità di lavorazione. La lavorazione CNC offre vantaggi distinti, tra cui un'elevata precisione, un'eccezionale coerenza e la capacità di lavorare geometrie complesse, consentendo così flussi di lavoro completamente automatizzati per i pezzi in ottone, dalla sgrossatura alla finitura finale.
Lavorabilità superiore: L'ottone presenta una bassa resistenza al taglio, produce trucioli facili da rompere e resiste all'adesione dell'utensile. Consente il taglio ad alta velocità, con conseguente elevata efficienza di lavorazione e usura minima degli utensili, il che lo rende ideale per le lavorazioni CNC di precisione ad alto volume.
Eccezionale precisione e finitura superficiale: Dopo la lavorazione, il materiale dimostra un'elevata precisione dimensionale, un'eccellente finitura superficiale e una deformazione termica minima, soddisfacendo senza problemi i requisiti di assemblaggio ed estetica dei componenti di precisione.
Prestazioni complete eccezionali:L'ottone possiede un'eccellente conducibilità elettrica e termica, oltre a una forte resistenza alla corrosione. Grazie a un'equilibrata combinazione di forza e duttilità, è altamente adattabile a un'ampia gamma di settori, tra cui l'elettronica, gli articoli sanitari, i macchinari e la ferramenta in generale.
Elevata economicità per la produzione di massa: Caratterizzato da una catena di approvvigionamento stabile e da prezzi moderati, e se combinato con processi di lavorazione efficienti, l'ottone offre notevoli vantaggi in termini di costi, garantendo al contempo una qualità senza compromessi.
Caratteristiche: L'ottone a taglio libero è il tipo di ottone più utilizzato a livello globale per la lavorazione CNC. Le sue caratteristiche principali sono la lavorabilità superiore, la formazione stabile di trucioli e l'usura minima degli utensili, che consentono di eseguire operazioni di tornitura, fresatura, foratura e maschiatura ad alta velocità, con finiture superficiali elevate e una precisione dimensionale facilmente controllabile. Inoltre, possiede eccellenti caratteristiche di robustezza, resistenza all'usura e alla corrosione, offrendo un valore complessivo eccezionale.
Applicazioni: Pezzi lavorati CNC ad alta precisione e ad alta efficienza, tra cui connettori elettronici di precisione, raccordi idraulici e pneumatici, nuclei di valvole, componenti di orologi, alberi in miniatura, elementi di fissaggio, ingranaggi, boccole e parti di piccoli strumenti.
Caratteristiche: Caratterizzata da un rapporto rame/zinco equilibrato e da proprietà meccaniche stabili, questa lega presenta una resistenza superiore a quella del C36000. Presenta un costo moderato, un'eccellente lavorabilità e prestazioni eccezionali nella lavorazione a pressione sia a freddo che a caldo. Sebbene le sue prestazioni di taglio siano leggermente inferiori a quelle dell'ottone a taglio libero, è in grado di soddisfare i requisiti di lavorazione CNC standard. Inoltre, questo grado dimostra una stabile resistenza alla corrosione, con prestazioni affidabili in ambienti atmosferici e di acqua dolce, che lo rendono adatto alla fabbricazione di componenti strutturali soggetti a carichi moderati.
Applicazioni: Componenti strutturali generali che richiedono resistenza e rigidità specifiche, come valvole idrauliche, raccordi per tubi, flange, gruppi di radiatori, basi meccaniche, ferramenta decorativa, serrature e staffe strutturali.
Caratteristiche: Caratterizzato principalmente da un'eccezionale plasticità, duttilità e capacità di imbutitura, questo materiale presenta una microstruttura uniforme e un aspetto esteticamente gradevole, che lo rende particolarmente adatto a processi di formatura come lo stampaggio, la piegatura e l'imbutitura. Questo grado specifico presenta un'eccellente stabilità dimensionale e una finitura superficiale superiore, che lo rendono ideale per la fabbricazione di componenti cosmetici e parti a parete sottile.
Applicazioni: Componenti che richiedono elevati standard di formabilità e finitura superficiale, come manicotti di precisione a parete sottile, involucri elettronici, parti schermanti, elementi elastici, componenti esterni di strumenti, parti decorative, hardware per gioielli e parti strutturali a parete ultrasottile.
Caratteristiche: Tipico ottone resistente all'acqua di mare, questa lega si basa su una matrice di rame e zinco con l'aggiunta di stagno, che ne aumenta significativamente la resistenza alla dezincatura, alla corrosione dell'acqua di mare e alla nebbia salina. Questo grado è caratterizzato da un'elevata resistenza, un'eccellente resistenza all'usura e una lavorabilità superiore, che lo rendono adatto all'uso a lungo termine in ambienti difficili come ambienti marini, condizioni di elevata umidità e atmosfere ad alto contenuto di sali.
Applicazioni: Componenti di precisione per l'ingegneria navale e gli ambienti altamente corrosivi, tra cui attrezzature di bordo, tubazioni per l'acqua di mare, valvole marine, corpi pompa, accessori per eliche, attrezzature operative offshore e raccordi resistenti alla corrosione.
Caratteristiche: L'ottone ecologico senza piombo si caratterizza soprattutto per la sua composizione senza piombo, la compatibilità ambientale e la sicurezza. Sostituendo il piombo con elementi come il bismuto, mantiene proprietà di lavorazione paragonabili a quelle del C36000, pur rispettando gli standard ambientali come RoHS e REACH. Non tossico e innocuo, è adatto per applicazioni che prevedono il contatto con acqua potabile, alimenti e apparecchiature mediche.
Applicazioni: Valvole per sistemi di acqua potabile, hardware sanitario, componenti per macchinari alimentari, dispositivi medici, prodotti per l'infanzia, parti strutturali per l'elettronica e gli elettrodomestici, nonché prodotti CNC di precisione, compresi quelli esportati in mercati con standard ambientali rigorosi, come l'Europa e le Americhe.
Il processo di lavorazione CNC, incentrato principalmente sull'ottone a taglio libero C37710 e C36000, comprende quattro fasi fondamentali: la selezione dell'utensile, i parametri di taglio, il raffreddamento e la lubrificazione e il processo di fresatura ed è accompagnato da tabelle di parametri dettagliate.
Selezione degli utensili e ottimizzazione dei parametri:
L'ottone presenta una buona plasticità e una tendenza ad aderire agli utensili da taglio; pertanto, i requisiti principali per gli utensili sono l'affilatura, l'efficiente evacuazione dei trucioli e la resistenza all'usura. Gli utensili e i parametri specifici per ciascuna operazione di lavorazione sono illustrati nella tabella seguente:
| Processo | Tipo | Materiale | Parametri |
| Trasformazione | Utensili di tornitura esterni/orientati | Carburo (rivestimento TiN/TiCN) | Angolo di spogliazione: 15°-25°; angolo di scarico: 8°-12°; bordo di taglio affilato |
| Fresatura | Fresa a 3 eliche | Carburo a grana ultrafine | Angolo elica: 35°-45° - Adatto alla lavorazione di metalli non ferrosi |
| Perforazione | Trapano per refrigerante interno | Carburo | La struttura interna del canale di raffreddamento garantisce un'evacuazione agevole dei trucioli. |
| Filettatura | Estrusione / Rubinetto a spirale | Carburo / HSS-E | Adatto per l'ottone: Resiste all'adesione e alla ruvidità della superficie |
Impostazioni dei parametri di taglio:
L'ottone è adatto a una modalità di lavorazione "alta velocità del mandrino, avanzamento medio-alto"; le operazioni di sgrossatura privilegiano l'efficienza, mentre le operazioni di finitura privilegiano la precisione. I parametri elencati di seguito si basano sulla lega C37710; per le leghe C28000 e C26800, la velocità di taglio deve essere ridotta da 15% a 25%, mentre per la C69300 deve essere ulteriormente ridotta da 10% a 20% - accompagnata da una riduzione dell'avanzamento - per evitare l'adesione dell'utensile e la lacerazione della superficie.
| Processo | Velocità di taglio (m/min) | Velocità di alimentazione | Profondità di taglio (mm) |
| Tornitura grezza | 100~180 | 0,10~0,20 mm/giro | 1.0~3.0 |
| Finitura della tornitura | 150~220 | 0,05~0,10 mm/giro | 0.1~0.5 |
| Fresatura grezza | 75~120 | 0,06-0,12 mm/fz | 0.5~1.5 |
| Fresatura di finitura | 90~150 | 0,03~0,08 mm/fz | 0.1~0.3 |
Requisiti di raffreddamento e lubrificazione:
Il raffreddamento e la lubrificazione sono fondamentali per le operazioni di finitura; mentre la sgrossatura può essere eseguita con taglio a secco per controllare i costi, la finitura, così come la lavorazione di fori profondi e cavità profonde, richiede un raffreddamento a diluvio. Per le cavità profonde, si raccomanda il raffreddamento interno ad alta pressione. Le strategie specifiche per ogni fase sono illustrate nella tabella seguente:
| Fase di lavorazione | Metodo di raffreddamento | Concentrazione del fluido da taglio |
| Lavorazione grezza | Taglio a secco / Raffreddamento esterno convenzionale | — |
| Finitura / Foratura profonda / Lavorazione di cavità | Raffreddamento esterno + raffreddamento interno ad alta pressione | 5%-8% Emulsione / Fluido da taglio semisintetico |
Controllo dei processi:
La lavorazione dell'ottone si attiene al principio "sgrossatura → semi-finitura → finitura", che prevede un controllo accorto dei margini di lavorazione e dell'attrezzaggio, nonché l'ispezione tempestiva dell'usura degli utensili, per garantire la coerenza dei lotti. I requisiti specifici sono descritti nella tabella seguente:
| Fase di lavorazione | Indennità di lavorazione | Punti di controllo chiave |
| Lavorazione grezza | 0,3-0,6 mm | Rimozione efficiente del materiale; allevia le tensioni interne. |
| Semifinitura | 0,1-0,25 mm | Indennità uniforme; correzione della forma |
| Finitura | Dimensioni finali | Tolleranza garantita: ±0,01 mm, Ra 0,8-1,6 μm |
| Attrezzatura e protezione dei pezzi | — | Aggiungere un supporto per i pezzi a parete sottile; utilizzare un appoggio stabile per gli alberi lunghi per evitare deformazioni. |
Ingranaggio cilindrico di precisione in miniatura
Ingranaggio a vite senza fine
Vite svizzera che lavora il perno di contatto in ottone
Nipplo esagonale in ottone
Cuscinetto per piedi in ottone
Distanziatori esagonali maschi-femmina in ottone massiccio filettati
Lavorazione CNC di parti in ottone di precisione
Lavorazione CNC di parti in ottone di precisione
R: Per risolvere i problemi legati all'adesione dell'utensile e alla BUE, è necessario regolare la velocità di taglio e l'avanzamento in base al tipo di ottone specifico da lavorare. Scegliere utensili in metallo duro con angoli di spoglia e di spoglia appropriati e utilizzare un'emulsione 5%-8% o un fluido da taglio semisintetico per il raffreddamento e la lubrificazione. Inoltre, ottimizzare i parametri della geometria dell'utensile, migliorare l'efficienza dell'evacuazione del truciolo e sostituire tempestivamente gli utensili con altri affilati per ridurre al minimo l'adesione del materiale e la formazione di BUE, assicurando così un processo di lavorazione regolare.
R: Per controllare le deviazioni dimensionali, i parametri di taglio devono essere ottimizzati riducendo la profondità di taglio e regolando in modo appropriato la velocità di avanzamento. Occorre intensificare gli sforzi di raffreddamento e lubrificazione per ridurre al minimo le deformazioni termiche. Inoltre, è necessario attenersi rigorosamente al principio della separazione delle operazioni di sgrossatura e finitura per alleviare le sollecitazioni interne del materiale, garantendo così una precisione dimensionale stabile e prevenendo le deviazioni causate dalle fluttuazioni di temperatura o dall'usura degli utensili.
R: Per migliorare la qualità della superficie dell'ottone lavorato, selezionare utensili in metallo duro affilati e regolare in modo appropriato i parametri di taglio: in particolare, aumentare l'angolo di spoglia per ridurre la resistenza al taglio. Contemporaneamente, intensificare il raffreddamento e la lubrificazione (evitando il taglio a secco), sostituire prontamente gli utensili usurati, ottimizzare l'efficienza dell'evacuazione dei trucioli e ridurre al minimo le vibrazioni. Queste misure elimineranno la rugosità superficiale e i segni degli utensili, migliorando così la finitura superficiale complessiva.
R: Per risolvere i problemi legati all'aggrovigliamento e all'intasamento dei trucioli, scegliere frese a 3 eliche e punte con raffreddamento interno, note per le loro superiori capacità di evacuazione dei trucioli. Regolare i parametri di taglio per aumentare la velocità di avanzamento e utilizzare un raffreddamento interno ad alta pressione per eliminare rapidamente i trucioli. Inoltre, ottimizzare la geometria delle scanalature e l'angolo d'elica dell'utensile per favorire la rottura dei trucioli, evitare che questi ultimi si aggroviglino al pezzo e garantire un'evacuazione agevole dei trucioli.
R: Per garantire la precisione di lavorazione dei fori in ottone, è necessario selezionare punte a raffreddamento interno con un'elevata precisione di centraggio; ridurre al minimo la sporgenza dell'utensile per migliorare la rigidità; controllare attentamente la velocità di avanzamento per evitare la deflessione; e contemporaneamente rafforzare la stabilità di serraggio aggiungendo supporti ausiliari. Inoltre, è necessario verificare la durezza del materiale e regolare la velocità di taglio per garantire un processo di foratura stabile, evitando così deviazioni dimensionali ed errori di allineamento.
R: Per risolvere i problemi di spanatura e di profili di filettatura incompleti, è necessario scegliere maschi specializzati progettati specificamente per l'ottone. Le misure chiave includono la riduzione della velocità di taglio, il mantenimento di un avanzamento uniforme, il miglioramento del raffreddamento e della lubrificazione attraverso l'uso di fluidi in emulsione e la sostituzione tempestiva dei maschi usurati. Inoltre, è fondamentale controllare rigorosamente le dimensioni del foro pilota e regolare i parametri di lavorazione in base alla qualità specifica dell'ottone da lavorare, evitando così l'adesione del maschietto al pezzo e garantendo una filettatura di alta qualità.
