Maquinação CNC de precisão - Material de magnésio

As ligas de magnésio são os metais de uso prático mais leves e apresentam a maior resistência específica entre as ligas. O magnésio é também abundante e facilmente disponível, o que o torna um material valioso em diversos setores. Nos últimos anos, as ligas de magnésio têm suscitado grande interesse devido ao seu potencial em aplicações que visam a redução de peso e a economia de mão-de-obra. No entanto, a maquinação destas ligas envolve riscos, como o incêndio, o que limita o número de empresas capazes de as processar em segurança.

A nossa oficina utiliza sistemas de segurança especializados. Isto é combinado com a tecnologia de máquinas CNC multieixos de alta precisão para fornecer exatamente o que precisa.

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Porquê escolher Material de magnésio?

Magnesium Material

O magnésio é um elemento químico de símbolo Mg e número atómico 12. É um metal leve e de cor branco-prateada, abundante na natureza, particularmente na crosta terrestre e na água do mar. O magnésio é conhecido pela sua resistência, baixa densidade e resistência à corrosão, o que o torna útil numa vasta gama de aplicações.

Principais vantagens

Peso-pena extremo: Potencial significativo de redução de peso, melhorando a eficiência energética e a autonomia.

Excelente amortecimento e redução de vibrações: A absorção de vibrações e a redução de ruído são várias vezes superiores às das ligas de alumínio, melhorando a estabilidade dos equipamentos de precisão.

Elevada resistência específica:Relação resistência/densidade superior à da maioria das ligas comuns, proporcionando resistência sem aumento de peso.

Boa blindagem eletromagnética: Superior às ligas de alumínio com a mesma espessura, o que o torna ideal para caixas de dispositivos eletrónicos.

Biocompatibilidade:Biodegradável e mecanicamente compatível com os ossos, utilizado em implantes médicos.

Comum Graus e aplicações

I. Série AZ (ligas de magnésio Mg-Al-Zn)
AZ31

Modelo:AZ31

Caraterísticas: Boa resistência, boa relação custo-benefício, excelente capacidade de fundição, resistência moderada à corrosão.

Aplicações: Peças para automóveis, caixas para equipamentos eletrónicos, estruturas de engenharia em geral.

AZ61

Modelo:AZ61

Caraterísticas:Maior resistência do que o AZ31, boa resistência à corrosão, boa usinabilidade.

Aplicações:Peças estruturais, elementos de fixação, componentes industriais.

AZ91

Modelo:AZ91

Caraterísticas:Bom desempenho na fundição, boa resistência à corrosão, elevada resistência e rigidez, boa relação custo-benefício.

Aplicações:Peças para automóveis, caixas para aparelhos eletrónicos de consumo, componentes de fundição sob pressão.

II. Série AM (Ligas de magnésio Mg-Al-Mn)
AM50

Modelo:AM50

Caraterísticas:Excelente ductilidade, boa resistência ao impacto, resistência moderada.

Aplicações:Componentes de segurança automóvel, peças de absorção de energia.

AM6001

Modelo:AM60

Caraterísticas:Resistência superior à do AM50, boa ductilidade, excelente resistência ao impacto.

Aplicações:Estruturas do volante, estruturas do painel de instrumentos.

III. Série ZK (Ligas de magnésio com magnésio e terras raras)
ZK60

Modelo:ZK60

Caraterísticas:Elevada resistência, boa resistência à fadiga, adequado para tratamento térmico.

Aplicações:Peças estruturais para a indústria aeroespacial, peças mecânicas de alto desempenho.

IV. Série WE (Ligas de magnésio com magnésio e terras raras)
WE Magnesium

Modelo:WE43

Caraterísticas:Excelente desempenho a altas temperaturas, resistência superior à deformação por fluência, boa resistência à corrosão.

Aplicações:Componentes de motores aeroespaciais, aplicações no setor da defesa, implantes médicos.

Comparação entre ligas de magnésio (Mg), ligas de alumínio (Al), ligas de titânio (Ti) e aço

Imóveis Ligas de magnésio (Mg) Ligas de alumínio (Al) Ligas de titânio (Ti) Aço
Densidade 1,7–1,8 g/cm³ (o mais leve) 2,7 g/cm³ (Leve) 4,5 g/cm³ (Médio) 7,8 g/cm³ (o mais pesado)
Resistência específica Elevado (Leve e Forte) Médio-alto Muito elevado Elevado
Rigidez (módulo) Baixa (Macia, deforma-se facilmente) Médio Elevado Muito elevado
Amortecimento de vibrações Melhor (Excelente resistência ao ruído e ao impacto) Média Média Pobres
Resistência à corrosão Mau (necessita de tratamento de superfície) Bom (Camada de óxido natural) Excelente (biocompatível, amigo do meio marinho) Suscetível à ferrugem (necessita de proteção)
Maquinabilidade Excelente (adequado para corte e fundição sob pressão) Bom (fácil de usinar e moldar) Difícil (elevado desgaste das ferramentas) Bom (fácil de soldar e processar)
Resistência ao calor Fraco (amolece a altas temperaturas) Médio (normalmente < 200 °C) Excelente (bom a altas temperaturas) Excelente
Custo Médio-alto Baixo (económico para um design leve) Elevado (Caro) Elevado (Caro)
Aplicações típicas 3C Electronics, Interiores de automóveis, Pequenas peças para a indústria aeroespacial Carroçarias, rodas e componentes estruturais Motores de aeronaves, implantes médicos, peças de alta qualidade Estruturas, pontes, recipientes sob pressão, peças para serviços pesados

Técnicas de maquinagem CNC para Ligas de magnésio

Magnesium CNC Machining Services

I. Desafios de maquinagem decorrentes das características do material:

  • Suavidade: O magnésio é macio e apresenta baixa resistência ao corte, o que facilita a sua usinagem, mas é altamente elástico e propenso à deformação.
  • Reatividade química: O magnésio tem uma elevada atividade química e as lascas são altamente inflamáveis. O contacto com água ou óleo pode provocar reações.
  • Condutividade térmica: Dissipa o calor rapidamente, mas podem acumular-se limalhas finas, o que pode provocar o entupimento das limalhas e a aderência da ferramenta.
  • Rigidez: As ligas de magnésio apresentam baixa rigidez, o que torna as peças de paredes finas suscetíveis a vibrações e deformações.

II. Seleção de ferramentas:

  • Material da ferramenta: Carbureto (tanto com revestimento como sem revestimento são adequados).
  • Na vanguarda: Arestas afiadas com um grande ângulo de inclinação para minimizar a acumulação de calor resultante da extrusão.
  • Fresas de topo: As fresas de uma ou duas ranhuras são as preferidas para melhorar a remoção de aparas e evitar a acumulação de aparas devido ao calor excessivo.
  • Brocas: Ângulos de ponta maiores e ranhuras largas para evitar a soldadura de aparas e a queima da ferramenta.
  • Evite ferramentas de diamante: O magnésio reage facilmente com o diamante, pelo que estas ferramentas devem ser evitadas.
CNC Turning CNC Milling stainless steel parts
CNC Machining Magnesium

III. Parâmetros de corte

O magnésio é macio e leve, o que permite um corte a alta velocidade:

Fresagem Perfuração Princípios
Velocidade de corte (Vc): 600–1200 m/min. Avanço por dente (fz): 0,1–0,3 mm/dente. Altas velocidades do fuso, velocidades de avanço moderadas, com movimentos rápidos de entrada e saída Alta velocidade, avanço elevado, profundidade de corte reduzida Minimizar o tempo de permanência da ferramenta no material para evitar um aumento excessivo da temperatura.

IV. Requisitos de arrefecimento e lubrificação:

Não utilize fluidos de corte à base de água, uma vez que podem produzir gás hidrogénio e representar riscos de segurança. As soluções mais comuns incluem:

Corte a seco (preferível) Lubrificação com Quantidade Mínima (MQL) Óleos de corte específicos para magnésio
Jato de ar potente para remoção de aparas Óleos minerais especializados / Ésteres sintéticos (atomizados em pequenas quantidades) São isentos de água, têm um ponto de inflamação baixo e não são inflamáveis
Evite a todo o custo:Líquidos de arrefecimento à base de água, fluidos de corte à base de cloro ou enxofre, imersão excessiva em óleo.
CNC Machining Magnesium

V. Remoção do chip e segurança contra incêndios

Os fragmentos de magnésio são extremamente finos e altamente inflamáveis, apresentando o risco de combustão espontânea.:

Na área de maquinagem: Equipar com extintores de incêndio para metais da classe D
Utilize sistemas de sopro de ar potente ou de aspiração para remover as limalhas e manter o espaço de trabalho limpo. Não permita a acumulação de limalhas. (Água, pó seco e CO₂ não são adequados). Após a maquinagem, coloque as limalhas em recipientes herméticos, mantendo-as afastadas da humidade ou de fontes de água.
Common Challenges in Magnesium Machining and Solutions 1024x576

VI. Fixação e prevenção da deformação

A baixa rigidez do magnésio torna as peças de paredes finas ou de grandes dimensões propensas à deformação.

Pontos-chave do processo:

  • Separar as etapas de usinagem de desbaste e de acabamento.
  • Aplique vários tratamentos para aliviar o stress.
  • Utilize forças de aperto uniformes para evitar um aperto excessivo.
  • Deixe uma margem mínima de material para os cortes de acabamento e certifique-se de que o acabamento é feito numa única passagem, para garantir a precisão.
  • Para a fresagem, utilize a fresagem ascendente para reduzir a vibração e a formação de rebarbas.

Processamento de casos

5

Peças automóveis

4

Componentes industriais

6

Componentes de fundição sob pressão

2

Componentes de segurança automóvel

1

Estruturas do painel de controlo

8

Peças mecânicas de alto desempenho

7

Maquinação CNC de peças de latão de precisão

3

Caixas para aparelhos eletrónicos de consumo

Perguntas mais frequentes

A:Os materiais à base de magnésio apresentam várias propriedades importantes:

Leveza: O magnésio é o metal estrutural mais leve, o que o torna ideal para aplicações onde a redução de peso é fundamental. Elevada relação resistência-peso: O magnésio oferece uma elevada resistência em relação ao seu peso, sendo adequado para aplicações que suportam cargas. Boa condutividade térmica: O magnésio tem uma elevada capacidade de conduzir calor, sendo útil em aplicações que exijam dissipação de calor. Boa maquinabilidade: Os materiais à base de magnésio são relativamente fáceis de maquinar, fundir e moldar em formatos complexos. Suscetibilidade à corrosão: O magnésio é propenso à corrosão, especialmente em ambientes húmidos ou salinos, o que exige frequentemente a utilização de revestimentos protetores ou a criação de ligas metálicas para aumentar a durabilidade.

A:Os materiais à base de magnésio podem ser classificados em:

Magnésio puro: Esta é a forma de magnésio sem adição de outros elementos de liga, utilizada em aplicações onde a leveza é fundamental, mas a resistência mecânica e a resistência à corrosão são menos críticas. Ligas de magnésio: São misturas de magnésio com outros metais — como o alumínio, o zinco, o manganês ou elementos de terras raras — para melhorar as suas propriedades. As ligas de magnésio comuns incluem a AZ91D (alumínio e zinco), a AM60 (alumínio e manganês) e a WE43 (elementos terras raras).

A:A corrosão dos materiais de magnésio pode ser atenuada através das seguintes medidas:

Ligas metálicas: Adição de elementos como o alumínio, zinco e cálcio para melhorar a resistência à corrosão das ligas de magnésio. Tratamentos de superfície: Aplicação de revestimentos como anodização, galvanoplastia ou pintura para formar uma camada protetora na superfície. Controlo ambiental: Manter os materiais de magnésio afastados de ambientes agressivos (por exemplo, água salgada) ou utilizar inibidores de corrosão nesses ambientes.

A:Sim. Os tratamentos mais comuns incluem a anodização, o revestimento e a galvanização, com o objetivo de melhorar a resistência à corrosão e o aspeto.

A:Sim, estão entre os metais estruturais mais leves e são ideais para projetos leves.

A:As classes mais comuns incluem AZ31, AZ91, AM60, ZK60 e WE43.

A:Amplamente utilizado em: Indústria automóvel, setor aeroespacial, eletrónica de consumo, dispositivos médicos.

A:As ligas de magnésio são mais leves, mas, em geral, apresentam menor resistência mecânica e menor resistência à corrosão do que as ligas de alumínio.

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