Uzun ve köklü bir geçmişe sahip demir dışı bir metal alaşımı olan bronz, modern CNC hassas işleme alanında yeri doldurulamaz bir konuma sahiptir. Olağanüstü aşınma direnci, korozyon direnci ve elektrik iletkenliği ile öne çıkan bronz, çok çeşitli üst düzey imalat uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Farklı alaşım elementlerine bağlı olarak bronz aşağıdaki beş ana seriye ayrılabilir:
Özellikler: Kimyasal bileşimi 83-92% Cu, 7-12% Sn ve 4-8% Pb'den oluşur; 65-90 Brinell sertliğine (HB) ve 310-415 MPa gerilme mukavemetine sahiptir. Mükemmel kendinden yağlama özelliklerine ve tutukluğa karşı dirence sahiptir ve CNC ile işlenebilirliği 70%'ye ulaşarak minimum takım aşınmasıyla orta ila yüksek hızlı kesime izin verir. Dezavantajları arasında zayıf yüksek sıcaklık direnci yer alır; ayrıca, kurşun içeriği çevre düzenlemelerini karşılamaz, bu da onu gıda veya içme suyu içeren uygulamalar için uygun hale getirmez.
Uygulamalar: Rulmanlar, burçlar, sonsuz dişliler, sürgüler ve hidrolik valf blokları gibi çeşitli genel amaçlı sürtünmeli aktarım bileşenleri için uygundur.
Özellikler: Kurşun içeriği 10% ile 14% arasında değişen (C93200'den daha yüksek) bu alaşım yaklaşık HB 75 Brinell sertliğine sahiptir ve mükemmel süneklik sergiler. Öne çıkan avantajı, çalışma sırasında karşılaşılan toz ve yabancı maddeler gibi yabancı partikülleri barındırmasına izin veren olağanüstü gömülebilirliğidir; bu, sürtünme çiftinin çizilmesini etkili bir şekilde önler ve C93200'e kıyasla üstün tutukluk önleme performansı sağlar. CNC ile işlenebilirliği C93200 (yaklaşık 70%) ile karşılaştırılabilir; ortaya çıkan talaşlar incedir ve kolayca tahliye edilir, bu da onu özel soğutma işlemlerine ihtiyaç duymadan yüksek hızlı kesme işlemleri için çok uygun hale getirir.
Uygulamalar: Öncelikle yüksek hızlı, ağır yüklü rulmanlar, buhar türbini muyluları, madencilik makinelerindeki sürtünme bileşenleri ve yüksek tozlu ortamlarda çalışan şanzıman bileşenleri için kullanılır.
Özellikler: Kurşun içeriği ≤0,2% olan bu malzeme kurşunsuz, çevre dostu bir alaşım olarak nitelendirilmektedir. HB 80-100 Brinell sertliğine ve 400-500 MPa gerilme mukavemetine sahiptir; deniz suyu ve zayıf asitlerle korozyona karşı mükemmel direnç gösterir ve genel mukavemeti kurşunlu kalay bronzlarına göre önemli bir gelişmeyi temsil eder. Bununla birlikte, CNC ile işlenebilirliği 50%'ye düşürülmüştür; kesme sırasında talaşlar uzun olma eğilimindedir ve takıma yapışmaya eğilimlidir. Sonuç olarak, işleme keskin karbür takımların ve talaş kırma verimliliğini optimize etmek için yüksek basınçlı soğutma sıvısı sisteminin kullanılmasını gerektirir; kuru kesim kesinlikle yasaktır.
Uygulamalar: Gıda makinelerinde, deniz suyu borularında, ağır hizmet tipi sonsuz dişlilerde ve çeşitli çevre dostu hassas yapısal parçalarda aşınmaya dayanıklı bileşenler için uygundur.
Özellikler: Kimyasal bileşimi 81-86% Cu, 9-11% Al, 2-4% Fe ve 1-3% Ni'den oluşur. 150-200 Brinell sertliğine (HB) ve 550-690 MPa gerilme mukavemetine sahiptir; genel mekanik özellikleri kalay bronzununkileri önemli ölçüde aşar. Deniz suyu, zayıf asitler ve tuz spreyinden kaynaklanan korozyona karşı mükemmel direncin yanı sıra üstün aşınma ve darbe direnci sergileyerek ağır yüklere ve değişken gerilimlere dayanmasını sağlar; ancak işleme sırasında iş sertleşmesine eğilimlidir. CNC ile işlenebilirliği sadece 20-30% olarak derecelendirilmiştir, yüksek kesme kuvvetleri ve hızlı takım aşınması ile karakterize edilir. Kuru kesim kesinlikle yasaktır; işleme operasyonları düşük iş mili hızları, sığ kesme derinlikleri ve yüksek basınçlı takım içi soğutma sıvısı kullanan tırmanma frezeleme teknikleri gerektirir.
Uygulamalar: Deniz pervanelerinde, deniz suyu pompa gövdelerinde, valflerde, ağır hizmet dişlilerinde, kamlarda ve madencilik makineleri için aşınmaya dayanıklı yapısal bileşenlerde yaygın olarak kullanılır.
Özellikler: Alüminyum içeriği 11-13% ve demir içeriği 3-5% olan bu alaşım daha yüksek bir güçlendirme derecesi ve ≥190 Brinell sertliği sergiler. Aşınma direnci ve darbe direnci C95400'e kıyasla daha da iyileştirilmiştir; ancak, iş sertleştirme etkileri önemli ölçüde daha belirgindir. CNC ile işlenebilirliği biraz daha düşüktür (≈22%) ve kesme işlemi daha zordur; bu nedenle yüksek sertlikte kaplamalı karbür takımların kullanılması gerekir. Ek olarak, kesme hızlarını düşürmek, takım değiştirme sıklığını artırmak, soğutma ve talaş tahliye önlemlerini geliştirmek ve aynı alanın tekrar tekrar kesilmesini önlemek gerekir.
Uygulamalar: Haddehane sürgüleri, baskı yatakları, ağır hizmet tipi sonsuz dişliler ve çeşitli yüksek gerilimli sürtünme çifti bileşenleri için uygundur.
Özellikler: Kimyasal bileşimi 80-85% Cu, 8-10% Al, 4-6% Ni ve 3-5% Fe'den oluşur. Brinell sertliği (HB) 170-210 ve gerilme korozyonu çatlamasına karşı üst düzey direnç gösteren ≥620 MPa gerilme mukavemetine sahiptir. Deniz suyunda ve klorür bakımından zengin ortamlarda korozyona karşı olağanüstü direnç gösterir, bu da onu derin deniz uygulamaları ve son derece aşındırıcı kimyasal işleme ortamları için çok uygun hale getirir; ancak yüksek sertliği güçlü aşındırıcılığa neden olur. CNC ile işlenebilirliği yalnızca 20% olarak derecelendirilmiştir ve bu da kısa takım ömrüne yol açar. Sonuç olarak, kesme parametreleri sıkı bir şekilde kontrol edilmeli, düşük kesme hızları, sığ kesme derinlikleri ve tırmanmalı frezeleme stratejileri kullanılmalıdır. Ayrıca, yüksek basınçlı dahili soğutma sıvısı sistemleri kullanılmalı ve aşınmaya dayanıklı kaplamalı karbür takımlar seçilmeli ve körleştiklerinde derhal değiştirilmelidir.
Uygulamalar: Öncelikle derin deniz pervaneleri, deniz suyu tuzdan arındırma ekipmanları, nükleer güç pompaları ve vanaları ve kimya endüstrisi için korozyona dayanıklı hassas bileşenler için kullanılır.
Özellikler: Kimyasal bileşimi 94-96% Cu, 6-7% Sn ve 0.1-0.25% P'den oluşur, burada fosfor hem bir deoksidizör hem de bir güçlendirme maddesi olarak işlev görür. 90-120 Brinell sertliğine (HB) ve 400-500 MPa gerilme mukavemetine sahiptir; ayrıca mükemmel elastik sınırlar ve yorulma özellikleri, kararlı elektrik ve termal iletkenlik, iyi korozyon direnci ve üstün soğuk ve sıcak çalışma özellikleri sergiler. Boyutsal doğruluk kolayca korunurken, malzeme işleme sırasında iş sertleşmesine eğilimlidir. CNC işlenebilirlik derecesi 55%'dir; kesici takımlara kolayca yapışan uzun talaşlar üretme eğiliminde olduğundan, keskin takımların kullanılması şarttır. İşleme operasyonlarına bol miktarda yüksek basınçlı soğutma sıvısı eşlik etmeli ve iş sertleşmesinin şiddetlenmesini önlemek için kesme hızı ve ilerleme hızı üzerinde dikkatli bir kontrol ile bir tırmanma frezeleme stratejisi kullanılmalıdır.
Uygulamalar: Yayların, yaylı klipslerin, elektronik konektörlerin, röle kontaklarının, enstrümantasyon için hassas yapısal bileşenlerin ve çeşitli terminal türlerinin CNC ile işlenmesi için uygundur.
Özellikler: C51000 baz alaşımına 3-4% kurşun eklenmesiyle mekanik özellikler biraz azalır - özellikle elastikiyet marjinal olarak azalır - ancak sürtünme önleme performansı önemli ölçüde artar. CNC ile işlenebilirlik 70%'ye göre önemli ölçüde geliştirilmiştir; kesme sırasında talaşlar kolayca kırılır ve sorunsuz bir şekilde tahliye edilerek karmaşık proses kontrollerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu malzeme karmaşık yapıların hassas frezelenmesi ve kılavuz çekilmesi için çok uygundur; standart soğutma yöntemleri işleme gereksinimleri için yeterlidir ve takım aşınması minimum düzeyde kalır.
Uygulamalar: Öncelikle hassas kayar yataklar, elektrikli kayar kontaklar ve çeşitli aşınmaya dayanıklı elastik kompozit bileşenler için kullanılır.
Özellikler: Kimyasal bileşimi 97-98% Cu, 1,8-2,0% Be ve 0,2-0,6% Co'dan oluşur. Mekanik özellikleri işleme yöntemine bağlı olarak önemli ölçüde değişir; çözelti ile muamele edilmiş durumda, düşük sertlik ve mükemmel işlenebilirlik sergiler. Yaşlandırma işleminin ardından, çekme mukavemeti HRC 35-42 Rockwell sertliği ile 1030-1380 MPa'ya ulaşabilir. Temel avantajları, bakır alaşımları arasında ön sıralarda yer alan elastik limiti, yorulma mukavemeti ve aşınma direncinde yatarken, aynı zamanda mükemmel korozyon direnci, elektrik iletkenliği ve manyetik olmayan özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, CNC ile işlenebilirliği yalnızca 15-25% olarak derecelendirilmiştir; yaşlanmadan sonra aşırı yüksek sertliği nedeniyle, ciddi takım aşınmasına neden olur ve takım ufalanmasına eğilimlidir. Sonuç olarak, özel bir işlem sırası gereklidir: "Önce çözelti işlemi, ardından işleme ve son olarak yaşlandırma." Çözelti işlemi (790-820°C'den su verme) malzemeyi yumuşattıktan sonra gerçekleştirilen işleme aşamasında, kuru kesme ve tekrarlayan kesme pasolarından kaçınmak için kaplamalı karbür takımlar kullanarak düşük kesme hızları, sığ kesme derinlikleri ve yüksek basınçlı dahili soğutma teknikleri kullanmak gerekir.
Uygulamalar: Havacılık ve uzay hassas yayları, sensör bileşenleri, yüksek kaliteli kalıp uçları, tıbbi problar ve patlamaya dayanıklı aletler için uygundur.
Özellikler: Kimyasal bileşimi 96% Cu ve 2-4% Si ile az miktarda Mn ve Zn ilavesinden oluşur. Mekanik özellikleri orta düzeydedir, orta düzeyde gerilme mukavemeti ve sertliğin yanı sıra iyi sünekliğe sahiptir. Temel güçlü yönleri, mükemmel kaynaklanabilirliği ve korozyon direncinin yanı sıra CNC işlemeden sonra elde edilebilen olağanüstü yüzey kalitesinde yatmaktadır. İşlenebilirlik derecesi yaklaşık 30%'dir; kesme sırasında uzun talaşlar üretir, bu da optimize edilmiş soğutma ve talaş kırma stratejileri, keskin kesme takımlarının kullanılması ve takım yapışmasını önlemek için kesme hızlarının dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.
Uygulamalar: Öncelikle mimari donanım, deniz bağlantı elemanları, elektrik terminalleri ve hassas dekoratif parçalar için kullanılır.
| Sınıf | Malzeme | İşlenebilirlik Derecesi | Sertlik | Avantajlar | Uygulamalar |
|---|---|---|---|---|---|
| C93200 | Yüksek Kurşunlu Kalay Bronz | 70% | HB 65~90 | Kolay işlenebilirlik, kendinden yağlama, düşük maliyet | Genel amaçlı sürtünme bileşenleri, ortam sıcaklığında iletim |
| C93700 | Yüksek Kurşunlu Kalay Bronz | ≈70% | HB ≈75 | Mükemmel gömülebilirlik, güçlü yapışma önleyici özellikler | Yüksek hızlı ve ağır yük uygulamaları, yüksek tozlu ortamlar |
| C90300 | Kurşunsuz Kalay Bronz | 50% | HB 80~100 | Kurşunsuz ve çevre dostu, iyi korozyon direnci | Gıda işleme, deniz suyuna maruz kalma ve çevre koruma senaryoları |
| C95400 | Alüminyum Bronz | 25% | HB 150~200 | Yüksek mukavemetli, deniz suyuna dayanıklı, darbeye dayanıklı | Deniz araçları, ağır makineler ve açık deniz çalışma koşulları |
| C95500 | Yüksek Demirli, Yüksek Alüminyum Bronz | ≈22% | HB 190 | Yüksek sertlik, aşınmaya dayanıklı, darbeye dayanıklı | Yüksek gerilimli sürtünme çiftleri, haddehane bileşenleri |
| C95800 | Nikel-Alüminyum Bronz | 20% | HB 170~210 | Ultra korozyona dayanıklı, gerilme korozyonuna dirençli | Derin deniz ortamları, nükleer enerji ve yüksek korozif koşullar |
| C51000 | Fosfor Bronz | 55% | HB 90~120 | Yüksek elastikiyet, iletken, boyutsal olarak kararlı | Elektronik yaylar, hassas konektörler |
| C54400 | Kurşunlu Fosfor Bronz | 70% | HB 90~120 | Kolay işlenebilirlik, mükemmel sürtünme azaltıcı özellikler | Hassas kayar rulmanlar, kayar elektrik kontakları |
| C17200 | Berilyum Bronz | 20% | HRC 35~42 | Ultra yüksek mukavemetli, yüksek elastikiyetli, aşınmaya dayanıklı | Havacılık ve uzay, kalıplar ve kalıplar, yüksek kaliteli hassas bileşenler |
| C65500 | Silikon Bronz | 30% | Orta Sertlik | Korozyona dayanıklı, iyi kaynaklanabilirlik, pürüzsüz yüzey kalitesi | Mimari donanım, deniz bağlantı elemanları |
| Malzeme | Kesme hızı Vc (m/dak) | Besleme Hızı （mm/fz） | Kaba işlemede kesme derinliği (mm) | Son işlem kesme derinliği (mm) |
| Kalay bronz | 180-280 | 0.08-0.15 | 0.5-2 | 0.05-0.2 |
| Alüminyum bronz | 120-180 | 0.06-0.12 | 0.5-1.5 | 0.05-0.15 |
| Fosforlu bronz | 160-240 | 0.07-0.14 | 0.4-1.2 | 0.05-0.15 |
| Berilyum bronz | 100-160 | 0.05-0.10 | 0.3-1.0 | 0.03-0.10 |
| Silikon bronz | 130-200 | 0.06-0.12 | 0.4-1.2 | 0.05-0.15 |
| Malzeme | Özellik | Kesme | Bıçaklar | Uyarlamalar |
| Kalay bronz | Kesimi kolay ancak takım yapışması ve talaş dolanması eğilimli; maça kontrolü takım yapışması ve talaş kaldırmaya odaklanır. | Yüksek hız, orta ilerleme ve yeterli soğutma, takım yapışmasını ve kenar birikmesini önler. | Talaş kırıcılar ve parlatılmış kesme kenarları; tercihen ultra ince taneli semente karbür, isteğe bağlı TiN kaplama; pozitif eğim açısı 6°-12°, geniş boşluk açısı 8°-15°; talaş kırıcılı parmak frezeler, yuvarlatılmış kesme kenarlarına sahip tornalama takımları. | Aşınmaya dayanıklı parçalar için uygundur; 0,4-1,6μm'ye kadar Ra. |
| Alüminyum bronz | Yüksek sertlik ve güçlü aşınma direnci çekirdek takım aşınmasını azaltır. | Azaltılmış kesme hızı, yüksek basınçlı, yüksek akış oranlı soğutma, titreşim kontrolü talaşlanmayı önler. | Semente karbür kaplama; tercihen TiAlN kaplama, ultra ince taneli semente karbür malzeme; pozitif eğim açısı 6°-12°, geniş boşluk açısı 8°-15°, parlatılmış kesme kenarı, talaş kırıcılı frezeler, yuvarlatılmış kesme kenarlı tornalama takımları. | Yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı parçalar için uygundur. |
| Fosforlu bronz | Son derece esnek, çip dolanmasına eğilimli ve kolayca çizilebilen yüzey; çekirdek çip kontrolü ve yüzey koruması temel özelliklerdir. | Yüksek basınçlı soğutma, uygun şekilde artırılmış ilerleme hızı, deformasyonu önlemek için azaltılmış kesme kuvveti ve talaş dolanmasını önlemek için optimize edilmiş parametreler. | Talaş kırıcılı ve pozitif talaş açılı takımlar; tercihen ultra ince taneli semente karbür, isteğe bağlı TiN kaplama; pozitif talaş açısı 6°-12°, geniş boşluk açısı 8°-15°; dişler için spiral kanallı kılavuzlar/diş frezeleri, derin delikler için içten soğutmalı matkaplar. | Hassas elastik parçalar için uygundur. |
| Berilyum bronz | Son derece yüksek sertlik, işlenmesi zor, zehirli toz; temel güvenlik özellikleri arasında aşınma kontrolü ve deformasyon önleme yer alır. | Hammadde tavlamadan sonra yumuşak bir halde işlenir; yaşlandırmadan sonra minimum işleme gerekir. Sızdırmaz soğutma ve toz emme güvenliği sağlar. | Elmas kaplamalı kesici takımlar; ultra ince taneli semente karbür malzeme; pozitif eğim açısı 6°-12°, geniş boşluk açısı 8°-15°; dişler için spiral kanallı kılavuzlar/diş frezeleri, derin delikler için içten soğutmalı matkaplar. | Yüksek hassasiyetli parçalar için uygundur, tolerans ±0,01-0,03 mm. |
| Silikon bronz | Ufalanmaya ve yüzey pürüzlenmesine eğilimli silikon sert uçlar içerir; çekirdek geliştirme, takım sertliğini ve kesme stabilitesini artırır. | Yüksek sertlikte ekipman, bol yağ bazlı soğutma, işleme sonrası parlatma. | Keskin, parlatılmış kesme kenarlı takımlar; tercihli TiAlN kaplama, ultra ince taneli semente karbür malzeme; pozitif eğim açısı 6°-12°, geniş boşluk açısı 8°-15°; derin delikler için içten soğutmalı matkap uçları. | Yapısal bileşenlerin işlenmesi için uygundur. |
Bronz Sonsuz Dişli CNC İşleme
Bronz Parçaların CNC ile İşlenmesi
Bronz Sonsuz Dişli CNC İşleme
Bronz Parçaların CNC ile İşlenmesi
C: Güçlü alkali soğutucular bronzda korozyona ve renk bozulmasına neden olarak parçaların yüzey kalitesini ve işleme hassasiyetini etkileyebilir. Bu nedenle, işleme süreci boyunca kullanımları kesinlikle yasaktır. Tercihen yağ bazlı kesme sıvıları kullanılmalıdır.
C: Temel çözüm iki noktadan geçiyor: birincisi, kesme parametrelerini optimize etmek; ikincisi, talaş kırıcılı takımlar kullanmak. Aynı zamanda, talaş kaldırma verimliliğini artırmak ve talaş dolanmasını azaltmak için tırmanmalı frezelemeye öncelik verin.
C: Berilyum bronz işleme zehirli toz üretir. Kuru kesim kesinlikle yasaktır. Kapalı bir soğutma ve toz emme sistemi gereklidir ve operatörler uygun güvenlik önlemlerini almalıdır. Ek olarak, işlenmemiş parça işlemeden önce yumuşak bir duruma tavlanmalı ve yaşlandırma işleminden sonra işleme hacmi en aza indirilmelidir.
C: Alüminyum bronz ve silikon bronz için TiAlN kaplama tercih edilir; kalay bronz ve fosfor bronz için TiN kaplama isteğe bağlıdır; berilyum bronz için, hepsi ultra ince taneli semente karbür ile birlikte elmas kaplama gereklidir.
C: Sıkıştırma kuvvetini azaltın, çok noktalı destek kullanın ve katmanlı kesme işlemleri uygulayın. İnce duvarlı parçaların stres ve ısı nedeniyle deforme olmasını önlemek için kesme ısısını sıkı bir şekilde kontrol edin.
C: Yaşlandırma işlemi berilyum bronzunun işlenmesinde zorunlu bir adımdır. Diğer dört bronz malzeme (kalay bronz, alüminyum bronz, fosfor bronz ve silikon bronz) için uygun adım, işleme gereksinimlerine göre seçilebilir. Yaşlandırma işleminden sonra işleme miktarı en aza indirilmelidir.
