Qu'est-ce que l'usinage CNC d'alliages de magnésium ?
L'usinage CNC des alliages de magnésium désigne le procédé d'usinage par machines-outils à commande numérique permettant de découper, de façonner et de finir des composants en alliages à base de magnésium. Cette méthode assure une fabrication précise, répétable et efficace de pièces légères en magnésium utilisées dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile, le médical et l'électronique.
Avantages de l'usinage CNC des alliages de magnésium
Bien que l'usinage CNC des alliages de magnésium soit très risqué, ces alliages peuvent être usinés CNC dans le respect des consignes de sécurité. De plus, leur légèreté, leur excellent état de surface et leurs performances d'usinage supérieures en font des matériaux idéaux pour ce type d'usinage.
1. Matériau léger :
Le magnésium est le métal de structure le plus léger utilisé en usinage, sa densité étant environ les deux tiers de celle de l'aluminium. Il est donc idéal pour les composants où la réduction du poids est essentielle (par exemple, dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile).
2. Excellente usinabilité :
Les alliages de magnésium présentent de faibles efforts de coupe et une bonne formation des copeaux, ce qui les rend faciles et rapides à usiner. Ils entraînent une usure des outils moindre que les métaux plus durs comme le titane ou l'acier inoxydable.
L'usinage à grande vitesse est possible, ce qui réduit les temps de cycle.
3. Rapport résistance/poids élevé :
Malgré leur légèreté, les alliages de magnésium offrent une bonne résistance mécanique, notamment pour les composants structurels non porteurs.
4. Bonne conductivité thermique et électrique :
Cette propriété rend le magnésium adapté aux boîtiers électroniques, aux dissipateurs thermiques et aux composants de gestion thermique.
5. Excellente finition de surface :
Les composants en magnésium usinés par commande numérique nécessitent souvent un post-traitement minimal grâce à la finition de surface lisse obtenue lors de l'usinage.
6. Recyclabilité :
Le magnésium est hautement recyclable, ce qui en fait un choix respectueux de l'environnement pour des pratiques de fabrication durables.
7. Amortissement des vibrations :
Les alliages de magnésium possèdent une bonne capacité d'amortissement, ce qui contribue à réduire le bruit et les vibrations dans les systèmes mécaniques, améliorant ainsi les performances et le confort dans les applications finales (par exemple, les tableaux de bord automobiles, les panneaux aérospatiaux).
8. Compatibilité avec les revêtements :
Les surfaces en magnésium sont très réceptives aux traitements de surface (anodisation, peinture, électroplacage), qui améliorent la résistance à la corrosion et la finition esthétique.
9. Temps de cycle plus courts :
La combinaison de taux d'enlèvement de matière rapides et d'une usure moindre des outils permet de réduire les temps de production, ce qui conduit à une productivité accrue dans les opérations CNC.
Risques et solutions liés à l'usinage des alliages de magnésium
🔥1. Risque d'incendie et d'explosion
Le magnésium est hautement inflammable, surtout sous forme de fines particules, de poussière ou de poudre.
L'usinage à sec, les vitesses de broche élevées ou une mauvaise évacuation des copeaux peuvent augmenter le risque d'incendie.
Les feux de magnésium brûlent à des températures très élevées et ne peuvent pas être éteints avec de l'eau ; cela pourrait provoquer des réactions violentes.
Solutions correspondantes :
Utilisez des fluides de coupe ininflammables (évitez les liquides de refroidissement à base d'eau, sauf s'ils sont spécifiquement approuvés).
Gardez un extincteur de classe D (type pour feux métalliques) à proximité.
Conception permettant une évacuation efficace des copeaux et minimisant l'accumulation de poussière.
Utiliser l'usinage par voie humide lorsque cela est approprié, ou maintenir des systèmes de ventilation et de collecte des copeaux adéquats.
Avez-vous déjà utilisé de l'eau pour éteindre un feu de magnésium ? Lorsqu'un feu de magnésium se déclare pendant sa transformation, il est fortement déconseillé d'utiliser de l'eau pour l'éteindre. En effet, cela ne ferait qu'aggraver l'incendie.
🛠️2. Usure et dommages des outils
Bien que le magnésium soit facile à couper, un mauvais choix d'outil ou une vitesse d'avance excessive peuvent provoquer une accumulation ou un grippage, entraînant une usure prématurée de l'outil ou des dommages à la surface.
Solutions correspondantes :
Utilisez des outils tranchants en carbure ou revêtus.
Optimisez les paramètres de coupe (faible avance et vitesse modérée) pour des coupes nettes.
🌬️3. Génération de poussière et risques respiratoires
L'usinage peut créer de fines particules en suspension dans l'air qui présentent des risques respiratoires et augmentent le risque d'incendie.
Solutions correspondantes :
Utilisez des systèmes de ventilation et d'extraction de poussière adéquats.
Équiper les opérateurs d'EPI respiratoires appropriés dans les environnements mal ventilés.
🌧️4. Sensibilité à la corrosion
Les alliages de magnésium sont plus sujets à la corrosion que l'aluminium ou l'acier inoxydable, notamment dans les environnements humides ou salés.
Solutions correspondantes :
Appliquer des revêtements protecteurs, une anodisation ou une passivation après usinage.
Réduire au minimum l'exposition à l'humidité pendant le stockage et la manipulation.
⚖️5. Instabilité dimensionnelle
Le magnésium possède un coefficient de dilatation thermique élevé, ce qui signifie qu'il peut se déformer sous l'effet de l'accumulation de chaleur lors de l'usinage.
Solutions correspondantes :
Utilisez des liquides de refroidissement ou des techniques de coupe contrôlées pour minimiser la chaleur.
Prévoir des procédés de vieillissement ou de relaxation des contraintes après usinage si la précision est essentielle.
🧩6. Sélection d'alliages limitée
Tous les alliages de magnésium ne conviennent pas à toutes les applications ; certains ont une résistance mécanique limitée ou une faible résistance à la corrosion.
Solutions correspondantes :
Sélectionnez l'alliage approprié en fonction de l'application (par exemple, AZ31, AZ91, AM60 pour une utilisation générale).
Tous les alliages de magnésium ne conviennent pas à toutes les applications ; certains ont une résistance mécanique limitée ou une faible résistance à la corrosion.
Solutions correspondantes :
Sélectionnez l'alliage approprié en fonction de l'application (par exemple, AZ31, AZ91, AM60 pour une utilisation générale).
⏱️7. Durée de vie réduite des outils dans des conditions inappropriées :
L'utilisation de paramètres d'usinage incorrects peut entraîner, avec le magnésium, des vibrations ou des broutages, réduisant ainsi la durée de vie de l'outil et affectant la qualité de la finition.
Solutions correspondantes :
Il est préférable d'utiliser des outils en carbure car ils conservent leur dureté même à haute température, ce qui prolonge leur durée de vie et réduit le risque d'étincelles provoquant une inflammation.
✅Résumé des solutions de gestion des risques pour les alliages de magnésium Usinage
| Risques | Stratégies de solutions |
| Risque d'incendie | Utilisez des extincteurs de classe D, un système de contrôle des copeaux et des fluides de refroidissement autres que l'eau. |
| Poussière et explosion | Utilisez des systèmes d'extraction, des EPI et un entretien ménager approprié. |
| Corrosion | Appliquer les revêtements et stocker correctement |
| Usure des outils | Utilisez des outils bien affûtés, des vitesses d'avance correctes. |
| Instabilité dimensionnelle | Gérer la chaleur, utiliser des fluides de refroidissement |
| exposition respiratoire | Équipement de protection individuelle (EPI) + bonne ventilation |
Sélection d'outils pour l'usinage des alliages de magnésium
Le choix des outils adaptés à l'usinage des alliages de magnésium est crucial pour obtenir des résultats de haute qualité, garantir la sécurité et optimiser l'efficacité. Le magnésium est relativement tendre et facile à usiner, mais le choix des outils doit néanmoins tenir compte de ses caractéristiques spécifiques, notamment son inflammabilité et sa tendance au grippage ou à la formation d'arêtes rapportées dans des conditions défavorables.
1. Matériau de l'outil :
| Matériel d'outil | Pertinence | Remarques |
| Carbure (carbure cémenté) | ✅Excellent | Choix idéal pour l'usinage à grande vitesse, excellente résistance à l'usure |
| Acier rapide (HSS) | ✅ Bon (pour les travaux à basse vitesse) | Plus abordable, mais s'use plus vite. |
| Carbure revêtu (TiAlN, TiN, DLC) | ✅Excellent | Réduit la friction et l'usure, améliore la résistance à la chaleur |
| Diamant polycristallin (PCD) | ✅ Excellent (pour la finition) | Idéal pour les opérations de haute précision ou abrasives |
Remarque : La faible dureté du magnésium permet une large gamme d'outils, mais le tranchant et l'intégrité du bord sont essentiels pour éviter le soudage et le bavure des copeaux.
2. Géométrie de l'outil
- Arêtes de coupe tranchantes: Empêche les bavures de matière et réduit la chaleur.
- Grands angles de chasse (Angle de coupe positif) : Améliore la formation des copeaux et réduit les forces de coupe.
- Angles d'hélice élevésAméliore l'évacuation des copeaux lors du perçage et du fraisage.
- Grands angles de relief: Contribue à minimiser le frottement et la friction des outils.
- Surfaces d'outils poliesRéduit l'adhérence des copeaux et améliore la finition de surface.
3. Géométrie de l'outil
- Tournage CNC : carbure inserts à angle de coupe positif, bords tranchants
- Fraisage CNC : Fraises en carbure monobloc, conception à hélice haute
- Forage CNC : Forets HSS ou carbure à pointe fendue, stratégie de perçage par à-coups recommandée
- Taraudage CNC: Tarauds à pointe hélicoïdale, de préférence en acier rapide (HSS) avec une bonne conception d'évacuation des copeaux
- Alésage CNCBarres d'alésage en carbure de tungstène à angles de dégagement élevés
4. Fluides de coupe / Lubrification
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L'usinage à sec est courant pour le magnésium en raison de sa faible résistance à la coupe.
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Utilisez un jet d'air comprimé ou un gaz inerte pour enlever les copeaux et refroidir les outils.
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Si une lubrification est nécessaire, utilisez des fluides non aqueux et ignifuges (par exemple, des liquides de refroidissement à base d'huile minérale ou d'ester).
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5. Surveillance de l'usure des outils :
Le magnésium provoque une usure relativement faible des outils, mais des arêtes accumulées peuvent tout de même se former.
Surveillez la rugosité de la surface ou l'augmentation des températures de coupe ; celles-ci peuvent indiquer un émoussement ou une mauvaise évacuation des copeaux.
6. Usinage du magnésium comparé à d'autres matériaux :
| Métal | Tourner à l'âpre | Finition de tournage | Fraisage fraiseuse 100 mm passe de 1 mm | Perçage (foret de 5 à 10 mm) m/min | |
| Magnésium | Jusqu'à 1200 | 1800-2400 | 200-500 | 150-500 | |
| Fonte | 30-90 | 60-120 | 15-20 | 10-40 | |
| Aluminium | 75-750 | 120-1200 | 200-300 | 60-400 | |
| Acier | 40-200 | 60-300 | 20-25 | 15-30 |
L'alliage de magnésium est le matériau de structure métallique le plus léger, sa densité n'est que de 1.8, respectivement 2/3 pour l'aluminium et 1/4 pour le fer, mais sa résistance atteint 133, soit autant que celle de l'aluminium, avec une forte résistance aux chocs, une résistance aux champs électromagnétiques, une conductivité thermique, une conductivité électrique et d'autres excellentes performances, et il peut être entièrement recyclé sans pollution.
L'alliage de magnésium, matériau métallique le plus léger, associé à sa résistance spécifique élevée, sa bonne dissipation des vibrations et sa capacité à résister aux chocs supérieure à celle de l'alliage d'aluminium, apporte à l'aérospatiale des avantages considérables en termes de réduction de poids et d'amélioration significative des performances de combat des aéronefs. Il est couramment utilisé dans les trains d'atterrissage, les trappes, les renforts, les pièces de moteur, les hélices, les structures principales, etc.
Les produits électroniques, les transports et d'autres secteurs exigeant des matériaux légers jouent un rôle important. L'alliage de magnésium, matériau de qualité pour les produits électroniques 3C, offre légèreté, brillance et une belle coloration, répondant ainsi aux attentes esthétiques des consommateurs. De plus, sa recyclabilité répond aux exigences environnementales actuelles. Actuellement, outre la fabrication d'ordinateurs portables, de baladeurs et d'appareils photo numériques, l'alliage de magnésium est largement utilisé dans la plupart des grands produits des secteurs militaire, militaire et des télécommunications (téléphones portables, téléviseurs, écrans plasma, disques durs, équipements audiovisuels de pointe, éclairage LED, etc.).
La bonne biocompatibilité et la dégradabilité de l'alliage de magnésium en font un sujet d'étude privilégié en médecine, attirant l'attention d'un nombre croissant de chercheurs, tant au niveau national qu'international. Le magnésium est un oligo-élément essentiel présent dans le corps humain, impliqué dans la quasi-totalité des processus métaboliques. Ses excellentes propriétés mécaniques, très proches du module d'élasticité de l'os humain, permettent de réduire les réactions indésirables dues à une inadéquation du module d'élasticité entre l'implant et l'os, favorisant ainsi la cicatrisation osseuse. De plus, sa biodégradabilité évite la douleur et le stress psychologique liés à une ablation chirurgicale secondaire de l'alliage de magnésium.
L'association de toutes ces propriétés permet de créer un matériau écologique, plus léger, plus résistant et plus largement utilisé que l'aluminium.
D'où proviennent le magnésium et les alliages de magnésium ?
Le magnésium est l'un des dix éléments les plus répandus dans la nature (il est le huitième élément le plus abondant de la croûte terrestre, représentant environ 2 % de sa masse, et le neuvième élément le plus abondant de l'univers).
La méthode actuelle de fusion du magnésium comprend deux procédés principaux : une méthode électrolytique et une méthode thermique au silicium.
1. Le procédé de réduction thermique de l'oxyde de magnésium issu de minerai carbonaté par calcination, utilisant du ferrosilicium, est appelé procédé de réduction thermique (également connu sous le nom de procédé de Lijiang). Ce procédé est une méthode courante de production de magnésium métallique. Il nécessite des matières premières telles que la dolomite, la fluorite, la silice, le coke et les déchets de fer. Lors de la production, la dolomite est calcinée dans un four rotatif pour produire de l'albite, qui est ensuite broyée. La fluorite est ensuite broyée, et le mélange des deux est introduit dans un mélangeur à boulets. La silice, le coke et les déchets de fer sont quant à eux introduits dans un four à arc électrique pour réaction, puis broyés afin d'obtenir de la poudre de ferrosilicium. Cette poudre est ensuite introduite dans une machine à boulets avec le mélange du mélangeur, puis dans un four de réduction où l'on ajoute des granulés contenant du ferrosilicium et de la fluorite. Après la réaction de réduction, des cristaux de magnésium se forment, qui sont ensuite fondus et purifiés pour obtenir du magnésium métallique. La durée de production de ce procédé est d'environ 10 heures. Son processus est divisé en trois étapes principales : la période de préchauffage, la période de chauffage sous vide partiel et la période de chauffage sous vide poussé.
2. À partir de spinelle, de saumure ou d'eau de mer, on obtient une solution de chlorure de magnésium par déshydratation ou cuisson d'une masse fondue de chlorure de magnésium, suivie d'une électrolyse. Ce procédé, appelé électrolyse, consiste à électrolyser du chlorure de magnésium anhydre fondu à haute température afin de le décomposer en magnésium métallique et en chlore gazeux. L'électrolyse est une méthode de raffinage du magnésium très prometteuse grâce à son procédé de production avancé et sa faible consommation d'énergie. Actuellement, plus de 80 % du magnésium métallique produit dans les pays développés l'est par électrolyse. Les alliages de magnésium sont formés par l'ajout d'autres éléments au magnésium métallique raffiné. Les alliages de magnésium les plus courants se présentent sous forme de plaques, de billettes, de barres, de tubes, de feuilles et de fils. Ils sont ensuite découpés en différentes formes et dimensions et expédiés à d'autres entreprises ou fabricants qui les transforment en divers produits.
En quels types d'alliages de magnésium peut-on les diviser ?
Comme chacun sait, un alliage de magnésium est composé de magnésium métallique auquel on ajoute divers éléments. Ces éléments sont principalement l'aluminium (Al), le zinc (Zn), le manganèse (Mn), le silicium (Si), le cuivre (Cu), le lithium (Li) et certains éléments des terres rares. Les alliages de magnésium peuvent être classés selon leur composition, mais aussi selon leurs procédés de fabrication et leurs performances. On distingue ainsi trois grandes catégories d'alliages de magnésium.
1. Selon la classification de la composition des alliages de magnésium.
Selon leur composition chimique, basée sur les cinq principaux éléments d'alliage Mn, Al, Zn, Zr et des piles rares de terre, ils peuvent être divisés en Mg-Mn, Mg-Al-Mn, Mg-Al-Zn-Mn, Mg-Zr, Mg-Zn-Zr, Mg-Re-Zr, Mg-Ag-Re-Zr, Mg-Y-Re-Zr.
2. Classification des alliages de magnésium selon leur méthode de traitement.
Selon leur procédé de fabrication, les alliages de magnésium se divisent en trois grandes catégories : les alliages de magnésium coulés, les alliages de magnésium déformés et les alliages de magnésium plaqués à chaud. La coulée et la déformation sont les deux procédés les plus courants. Ces deux types d'alliages présentent des différences importantes de composition et de propriétés métallurgiques. L'alliage de magnésium coulé est principalement utilisé pour la fabrication sous pression de pièces détachées pour les équipements de transport, les machines, les produits électriques et électroniques, et autres. Les pièces en alliage de magnésium moulé sous pression offrent un rendement de coulée élevé, une excellente qualité de surface, un grain fin et uniforme, et permettent de produire des pièces à parois fines et de formes complexes. L'alliage de magnésium déformé est principalement utilisé pour le forgeage et l'extrusion. Il présente une résistance et une plasticité élevées.
3. Classification des alliages de magnésium selon leurs performances et leur utilisation.
Il peut être divisé en alliage de magnésium résistant au fluage, en alliage de magnésium pour moules, en alliage de magnésium résistant à l'usure, en alliage de magnésium anticorrosion et en alliage de magnésium structurel.
Quels types d'alliages de magnésium sont utilisés dans l'usinage CNC ?
Selon la classification des procédés de moulage, l'alliage de magnésium peut être divisé en alliage de magnésium coulé et en alliage de magnésium déformé ; il existe de grandes différences en termes de composition et de propriétés organisationnelles.
1. Usinage CNC d'alliage de magnésium coulé.
L'alliage de magnésium coulé est un alliage à base de magnésium auquel sont associés d'autres éléments d'alliage pour former un alliage adapté à la production de pièces par moulage. L'alliage de magnésium coulé est le plus couramment utilisé. Les procédés de moulage des alliages de magnésium comprennent principalement le moulage en sable, le moulage sous pression, le moulage par extrusion et le moulage par fusion. L'alliage de magnésium coulé est principalement utilisé dans la fabrication de pièces automobiles, de pièces mécaniques, de boîtiers de carrosserie, de composants électriques, etc. Le moulage sous pression est une méthode de production privilégiée pour les alliages de magnésium coulés, dont les principaux avantages sont une productivité élevée, une grande précision et des pièces moulées de haute qualité.
2. Usinage CNC d'alliage de magnésium déformé.
Bien que la quantité actuelle d'alliages de magnésium coulés soit supérieure à celle des alliages de magnésium bruts, la déformation de ces derniers permet de réduire les défauts de structure, d'obtenir une résistance accrue, une meilleure ductilité et des propriétés mécaniques variées, répondant ainsi aux exigences d'application de diverses pièces de génie civil. Les principaux procédés de déformation des alliages de magnésium sont l'extrusion, le laminage et le forgeage. Les alliages de magnésium déformés sont les plus utilisés dans l'usinage CNC, grâce à leurs propriétés mécaniques et leur intégrité structurelle supérieures à celles des alliages coulés. Ils sont plus faciles à usiner, présentent un meilleur état de surface et l'usure des outils de coupe est moindre.
3. Types de traitement des alliages de magnésium :AZ31 : Bonnes performances d’usinage, usage général.
AZ91 : Haute résistance, résistance à la corrosion.
AM60 : Excellentes performances d’absorption d’énergie, utilisé pour les pièces automobiles.
Quels sont les procédés d'usinage CNC courants pour les alliages de magnésium ?
1. Fraiseuse CNC pour alliage de magnésium, usinage CNC :
La fraiseuse CNC est la méthode la plus courante et la plus polyvalente pour l'usinage de pièces en alliage de magnésium. Cette machine utilise un outil de coupe rotatif pour usiner efficacement et précisément un bloc de matériau stationnaire.
Les fraiseuses CNC permettent d'usiner des surfaces planes, des contours internes et externes, des trous, des filetages, etc. Les contours plans sont usinés par un système à deux axes, tandis que les surfaces géométriques sont usinées par un système à deux axes et demi, trois axes ou plusieurs axes. Grâce à la diversité des mouvements de la machine, une fraiseuse CNC peut également servir de perceuse ou d'aléseuse CNC, réalisant ainsi des opérations complètes de fraisage, alésage, perçage, réalésage, taraudage et autres.
2. Découpe laser d'alliage de magnésium, usinage CNC :
La machine de découpe laser CNC utilise un faisceau laser pour irradier la surface de la plaque métallique ; lorsque l'énergie est libérée, elle fait fondre la plaque.
La matière est fondue puis évacuée par un gaz qui dissout les scories. La plaque est placée à plat sur la table de découpe, et l'ordinateur contrôle la trajectoire du faisceau laser haute puissance. Les machines de découpe laser consomment moins d'énergie et sont plus précises que les machines de découpe plasma, ce qui les rend plus adaptées à la découpe de tôles fines. Seules les machines de découpe laser les plus puissantes et les plus coûteuses peuvent découper des matériaux épais ou denses.
3. Usinage CNC d'alliages de magnésium par découpe au jet d'eau :
La machine de découpe au jet d'eau CNC utilise des jets d'eau à haute pression propulsés par une buse étroite pour découper le matériau. Pilotée par ordinateur, elle permet de sculpter la pièce avec précision, même si la texture du matériau est fine. La découpe au jet d'eau est un procédé de découpe à froid du métal qui utilise un abrasif pour découper le métal. Ce procédé ne provoque aucune réaction chimique, aucune déformation thermique et n'altère pas les propriétés physiques et chimiques du matériau découpé.
Quelle est la différence entre un alliage d'aluminium et un alliage de magnésium ?
1. La résistance à la traction des alliages de magnésium et d'aluminium est différente.
À volume égal, un cadre en alliage de magnésium présente une résistance inférieure à celle d'un cadre en alliage d'aluminium. En termes de poids, les deux alliages sont comparables, mais la résistance à la traction de l'alliage d'aluminium est supérieure.
2. Les densités relatives des alliages de magnésium et d'aluminium sont différentes.
En général, à volume égal, les alliages de magnésium et d'aluminium présentent un avantage certain ; c'est là le principal atout des alliages de magnésium. L'utilisation de l'alliage de magnésium pour la fabrication de pièces automobiles présente également cet avantage : elle permet de réduire le poids du véhicule, d'améliorer les performances et de réaliser des économies d'énergie.
3. L'oxydation des métaux en alliage de magnésium et d'aluminium est différente.
D'après le tableau périodique des éléments, on peut conclure que l'alliage de magnésium est plus sensible à l'oxydation et à la corrosion que l'alliage d'aluminium ; c'est pourquoi l'alliage d'aluminium est plus largement utilisé que l'alliage de magnésium et est plus résistant à la corrosion.
4. Les coûts d'usinage CNC des alliages de magnésium et des alliages d'aluminium sont différents.
L'alliage de magnésium étant un métal actif, les équipements et l'environnement de fabrication sont soumis à des exigences élevées, ce qui explique le coût relativement élevé de sa transformation. Cependant, la transformation de l'alliage de magnésium en cadre de vélo est beaucoup moins rentable que celle de l'alliage d'aluminium.
5. La résistance à la fatigue lors de la transformation des alliages de magnésium et des alliages d'aluminium est différente.
En général, à volume égal, la durabilité des cadres en alliage de magnésium transformé en alliage d'aluminium présente des performances médiocres, ce qui constitue également un défaut majeur de l'alliage de magnésium en tant que matériau de transformation. C'est pourquoi les applications de l'alliage d'aluminium sont plus répandues que celles de l'alliage de magnésium.
Quels sont les traitements de finition courants des surfaces usinées en alliage de magnésium ?
Grâce à sa faible densité et à sa haute résistance, l'alliage de magnésium offre une meilleure résistance aux chocs que l'alliage d'aluminium. Considéré comme un matériau écologique, il est largement utilisé dans la fabrication de pièces automobiles. Cependant, ses performances à haute température et sa résistance à la corrosion restent limitées ; un traitement de surface, par exemple par couches successives, est donc nécessaire pour les améliorer. Ce traitement de surface repose principalement sur les méthodes suivantes.
1. Prétraitement de l'alliage de magnésium.
Éliminer la surface de l'alliage de magnésium recouverte d'huile, de rouille et d'autres matières étrangères, afin d'assurer l'isolation environnementale de la couche sous-jacente ; les méthodes de traitement courantes sont le nettoyage mécanique et le nettoyage chimique.
2. Galvanoplastie/placage chimique d'alliages de magnésium.
La protection du substrat en alliage de magnésium améliore la conductivité électrique de l'alliage de magnésium, sa résistance à l'usure, à la corrosion et à l'oxydation.
3. Traitement par film de conversion en alliage de magnésium.
Nous réalisons un traitement de conversion de film en alliage de magnésium afin de former à la surface de l'alliage une couche de film composé stable et insoluble ; voici la méthode de traitement de conversion de film en alliage de magnésium :
3.1. Transformation chimique de l'alliage de magnésium : opération simple, faible coût, mais la qualité du film protecteur formé est fragile et poreuse, contrairement au film de protection anticorrosion à long terme de l'alliage de magnésium.
3.2. Oxydation anodique et micro-arc des alliages de magnésium : l’oxydation anodique utilise l’électrolyse pour former un film d’oxyde à la surface de l’alliage de magnésium ; l’oxydation micro-arc est une technologie d’oxydation anodique révolutionnaire, qui présente à la fois les performances du film d’oxyde anodique et la présence d’une couche de revêtement céramique, mais cette technologie n’est pas encore suffisamment mature et nécessite des recherches supplémentaires.
3.3. Revêtement E en alliage de magnésium : Grâce à cette méthode, la surface de l'alliage de magnésium peut obtenir une bonne résistance à la corrosion.
4. Revêtement en alliage de magnésium.
4.1. Projection thermique d'alliage de magnésium : par la flamme, le laser, l'arc, le plasma et d'autres sources de chaleur, le matériau de projection est chauffé et fondu, avec un jet à une certaine vitesse guidant la surface de l'alliage de magnésium pour former une couche protectrice.
4.2. Revêtement organique en alliage de magnésium, revêtement en poudre : la couche organique est mince, facile à détacher ; le revêtement en poudre sur certaines zones cachées n'est pas facile à obtenir.
4.3. Dépôt en phase vapeur d'alliage de magnésium : amélioration de la résistance à la corrosion de l'alliage de magnésium
5. Modification de surface de l'alliage de magnésium.
La modification de surface des alliages de magnésium se divise en expansion, infiltration et injection d'ions d'alliage de magnésium.
6. Usinage par faisceau à haute énergie d'alliages de magnésium.
L'utilisation du laser, du plasma, etc. sur la surface d'un alliage de magnésium pour un traitement thermique rapide, afin d'obtenir une trempe, une solidification rapide ou une fusion de la couche superficielle.
Comment choisir le fluide de coupe utilisé lors de l'usinage d'alliages de magnésium ?
1. Le rôle du fluide de coupe dans le processus d'usinage des alliages de magnésium :
Le fluide de coupe utilisé dans le processus de coupe et de rectification des alliages de magnésium joue un rôle de refroidissement et de lubrification de la pièce, tout en nettoyant les copeaux, les résidus de rectification et les boues générés par l'usinage des alliages de magnésium, et en jouant un rôle de prévention contre la rouille.
2. Classification des fluides de coupe en alliage de magnésium.
On peut commencer par le type de fluide de coupe en alliage de magnésium, qui se divise en fluide de coupe à base d'huile et fluide de coupe à base d'eau.
2.1 Fluide de coupe à base d'huile pour alliages de magnésium : également appelé huile de coupe, il lubrifie et offre de bonnes propriétés antirouille, mais ses performances de refroidissement et de nettoyage sont médiocres. Lors de la coupe d'alliages de magnésium, il favorise l'adhérence des copeaux à l'outil et peut même provoquer sa combustion. C'est pourquoi son utilisation est actuellement rare. 2.2 Fluide de coupe à base d'eau pour alliages de magnésium : il existe trois types : émulsion, semi-synthétique et entièrement synthétique.
2.2.1 Émulsion d'alliage de magnésium : bonne lubrification, faible coût, mais propriétés antibactériennes médiocres. Lors de l'usinage des alliages de magnésium, son refroidissement est insuffisant pour abaisser efficacement la température ; la précipitation facile entraîne un encrassement des outils et la prolifération de bactéries malodorantes. Son pouvoir nettoyant est faible et elle risque de rayer la surface de la pièce.
2.2.2 Fluide de coupe semi-synthétique en alliage de magnésium : entre l'émulsion et le fluide entièrement synthétique, ses performances sont similaires à celles d'une émulsion ; les performances de refroidissement et de nettoyage sont médiocres, le processus de coupe, la réaction entre l'alliage de magnésium et l'eau produit un grand nombre d'ions magnésium, ce qui entraîne une déstabilisation du fluide de coupe, une baisse des performances de traitement et d'autres phénomènes indésirables.
2.2.3 Fluide de coupe entièrement synthétique en alliage de magnésium : sans huile de base ni émulsifiant, bonnes performances de refroidissement, peut rapidement réduire la température de la zone de coupe, réduire l'usure de l'outil, teneur élevée en agents tensioactifs, bonnes performances de nettoyage, bonnes performances de stabilité.
3. Le choix du fluide de coupe dans le processus d'usinage des alliages de magnésium.
Compte tenu des caractéristiques mentionnées ci-dessus concernant les fluides de coupe pour alliages de magnésium, il convient, pour l'usinage de ces alliages, d'opter pour un fluide de coupe entièrement synthétique. Le choix du fluide de coupe est certes important, mais il est tout aussi crucial de choisir un atelier d'usinage d'alliages de magnésium compétent. Faire appel à un atelier d'usinage CNC spécialisé dans les alliages de magnésium garantit non seulement une meilleure qualité d'usinage, mais aussi un service après-vente complet.
Quelles sont les précautions à prendre lors de l'usinage CNC d'un alliage de magnésium ?
1. Gardez les outils de coupe en alliage de magnésium bien affûtés.
Lors de l'affûtage de l'outil pour le maintenir tranchant et pour rectifier un angle de dépouille et un angle de dégagement plus importants, n'utilisez pas d'outils émoussés, collants ou cassés ; ne laissez pas l'outil s'arrêter au milieu de la pièce à usiner.
2. Avance plus importante. En général, privilégiez les avances importantes pour l'usinage CNC des alliages de magnésium. Évitez les avances trop faibles qui produisent des copeaux épais et utilisez un faible volume de coupe avec un lubrifiant de coupe à l'huile minérale pour limiter le refroidissement. Si les pièces en alliage de magnésium possèdent un noyau en acier, veillez à éviter tout contact entre l'outil et la pièce afin de prévenir la formation d'étincelles.
3. Sélection du fluide de coupe pour l'usinage des alliages de magnésium.
En production, il est essentiel de bien choisir le fluide de coupe et d'éviter tout liquide inflammable. La plupart des pièces des machines-outils contiennent des lubrifiants, et d'autres liquides inflammables peuvent être présents. Il convient donc de prendre des précautions pour éviter que l'alliage de magnésium ne prenne feu. En cas d'incendie provoqué par des copeaux de magnésium, il est impératif de ne pas utiliser d'eau ni de dioxyde de carbone comme agent extincteur. En effet, la réaction chimique qui en résulte dégage une grande quantité d'énergie thermique risque d'attiser le feu. Seul un extincteur à poudre sèche permettra d'éteindre efficacement l'incendie.
4. Finition de l'environnement de production d'usinage CNC d'alliage de magnésium.
Maintenez un environnement propre et rangé. Il est strictement interdit de fumer, de vivre et de souder dans la zone de travail. Celle-ci doit être équipée d'un nombre suffisant de matériel d'extinction d'incendie.
🏭Applications de l'usinage CNC des alliages de magnésium
✈️ Industrie aérospaciale:
Les alliages de magnésium sont très appréciés pour leur légèreté et leur grande résistance, ce qui contribue à réduire le poids des aéronefs et à améliorer leur rendement énergétique.
Supports structurels : points de fixation pour les composants internes et externes.
Boîtiers : Boîtiers avioniques, boîtes de vitesses et couvercles d'actionneurs.
Composants intérieurs : armatures de sièges, panneaux et boîtiers de commande.
Composants absorbant les vibrations : composants utilisés pour réduire les vibrations et le bruit.
🚗 Industrie automobile :
Utilisé pour améliorer les performances, réduire les émissions et améliorer le rendement énergétique.
Colonnes de direction : Composants robustes et légers, essentiels au contrôle du véhicule.
Boîtes de vitesses : Réduire le poids de la transmission tout en maintenant sa durabilité.
Roues : Plus légères que l'aluminium, améliorant l'accélération et l'efficacité.
Cadres et supports de tableau de bord : support structurel pour les instruments et les systèmes d’infodivertissement.
Structures absorbant les chocs : L'absorption d'énergie du magnésium peut être utilisée dans les zones de sécurité.
💻 Industrie électronique :
Les propriétés de blindage contre les interférences électromagnétiques (EMI), la conductivité thermique et la légèreté des alliages de magnésium en font des matériaux idéaux pour les appareils électroniques modernes.
Boîtiers légers : pour ordinateurs portables, smartphones, tablettes et appareils photo.
Dissipateurs thermiques : dissipation thermique efficace dans les composants électroniques compacts.
Blindage : protection contre les interférences électromagnétiques (EMI).
Boîtiers de connecteurs : structures conductrices durables pour ports et prises.
(I.e. Industrie des dispositifs médicaux :
Certains alliages de magnésium sont biocompatibles et biodégradables, convenant aux instruments chirurgicaux externes et aux implants internes.
Instruments orthopédiques : poignées, guides et instruments chirurgicaux.
Implants (recherche et essais) : vis, broches et plaques biodégradables qui se dissolvent dans le corps au fil du temps, réduisant ainsi le besoin d'interventions chirurgicales secondaires.
Composants de sécurité pour l'imagerie : les alliages de magnésium sont compatibles avec l'IRM et peuvent être utilisés dans les instruments chirurgicaux non ferreux.
🔩 industrie de la robotique et des drones:
Châssis et boîtiers légers pour des performances et une efficacité accrues.
Machines industrielles : supports, fixations ou couvercles sur mesure, la réduction du poids contribue à améliorer la vitesse et l’efficacité de l’automatisation.
Pourquoi choisir NOBLE pour l'usinage d'alliages de magnésium ?
1. Profil d'un fabricant chinois d'usinage CNC sur mesure.
Noplato Ltd. est une coentreprise sino-britannique ayant obtenu la qualification d'« Entreprise nationale de haute technologie » auprès du gouvernement. L'entreprise axe ses activités sur deux grands axes : la fabrication intelligente et la production de produits. Son activité de fabrication intelligente est spécialisée dans l'usinage CNC de pièces de haute précision (aluminium, magnésium, etc.), notamment pour les secteurs de la robotique, de l'automobile, de l'aérospatiale commerciale, du médical et de l'automatisation. Noplato accompagne ses clients dans l'optimisation de la conception, le choix du procédé le plus adapté, la réduction des coûts et la mise en œuvre d'une production en série rapide.
2. Usine chinoise d'usinage CNC sur mesure : distinctions et certifications.
Fondée en 2012, Noplato China, fournisseur de pièces usinées CNC, a débuté par la production de produits innovants, notamment le traitement de modèles sur plaque à main et la production de petites et moyennes séries d'usinage CNC. Après des années d'efforts et de développement, Noplato est passée d'une entreprise de fabrication de pièces usinées CNC de précision, dotée d'une chaîne de services complète, à une entreprise de services offrant un accompagnement global aux clients pour l'ensemble de leurs projets d'usinage CNC. Notre entreprise, initialement fabricant de pièces et composants de précision avec une chaîne de services complète, est devenue une société de services offrant un accompagnement global aux clients pour l'ensemble de leurs projets d'usinage CNC. Elle a accumulé une riche expérience et des résultats probants dans de nombreux domaines innovants tels que l'usinage de pièces pour équipements de santé intelligents, équipements médicaux, véhicules, robots, l'aérospatiale commerciale et les équipements d'automatisation.
Depuis 2015, la société a fourni des services de soutien aux projets et a établi une coopération stable avec de nombreux clients nationaux et étrangers, tels que la nouvelle société américaine de robotique et la société médicale intelligente, l'équipe britannique de recherche et développement sur les voitures intelligentes, les principales sociétés nationales de robotique, Huawei et d'autres entreprises nationales de renom, l'université Tsinghua et l'hôpital Xiangya, ainsi que d'autres universités et instituts de recherche.
L'entreprise a standardisé sa gestion et a obtenu les certifications ISO9001-2015 et ISO13485-2016 ; elle obtiendra prochainement une licence de fabrication de dispositifs médicaux de classe II.
3. Avantage de l'usine chinoise d'usinage CNC sur mesure de pièces détachées.
| Service CNC noble | Inclure |
| Service principal | 1. Optimisation de la conception de la structure ;
2. Usinage CNC : pour la fabrication de pièces métalliques en moyennes et petites séries 3. Prototypage rapide : CNC, impression 3D (SLA, SLS) ; De plus, nous pouvons vous proposer les services suivants pour répondre à votre demande : Outillage rapide, moulage sous pression, moulage par extrusion, moulage sous vide en silicone, etc. |
| Dessins | 3D : step/stp, igs, prt, sld, etc.
2D : .dwg, .pdf, .cdr, .ai et autres formats d’image. |
| Logiciel 3D | Pro-e (Creo)
UG SolidWorks Catia Rhinocéros 3dmax |
| Logiciel 2D | AutoCAD
Photoshop CorelDraw Adobe Illustrator |
| Matière plastique | ABS, acrylique/PMMA, PP (polypropylène), PC (polycarbonate), PU (polyuréthane), POM (Delran, acétyle), PVC, PE (polyéthylène), PA (nylon, polyamide), PEEK (polyétheréthercétone), bois chimique, etc. |
| Matériau Métal | aluminium, alliage aluminium-magnésium, alliage aluminium-zinc, cuivre, laiton, bronze, acier inoxydable, SUS303, SUS304, acier 45, fer, tôle d'acier galvanisée, tôle, SPCC, etc. |
| Processus de fabrication | 1. Centre d'usinage CNC : Fraisage, perçage, tournage, filetage, taraudage, alésage, dressage, pointage, contre-alésage.
2. Fraisage CNC : Fraisage de haute précision, gravure et fraisage à commande numérique, gravure et fraisage CNC. 3. Pliage de tôle : Pliage - Pliage sans soudure de haute précision, pliage de tôle. 4. Poinçonnage CNC : Poinçonnage/estampage - Fabrication de tôles de haute précision. 5. Soudage de tôles : GMAW, MIG, soudage laser. 6. Découpe laser de tôle : Découpe de haute précision. 7. Moulage/Outillage : Outillage rapide , moulage sous pression , moulage par extrusion, moulage sous vide en silicone , etc. 8. Services d'impression 3D : SLA, SLS, FDM. |
4. L'usine d'usinage CNC sur mesure de NOBLE Spare Parts en Chine peut prendre en charge les services d'usinage CNC.
D'une entreprise de fabrication de pièces usinées CNC de haute précision, dotée d'une chaîne industrielle parfaite et d'une capacité de service à l'appui, Nobu s'est progressivement transformée en une entreprise axée sur le service, prenant en charge l'intégralité des projets d'usinage CNC pour ses clients.
Fabrication de pièces par usinage CNC : nous nous concentrons sur l’usinage de pièces en aluminium, en acier inoxydable, en alliage de magnésium, en laiton et cuivre, en plastique et en métal.
Services de soutien aux projets : Nous possédons une riche expérience dans l’industrie de l’usinage CNC de pièces et composants automobiles à énergies nouvelles , d’usinage de pièces d’équipements médicaux, d’usinage de pièces de robots de service , de traitement de pièces et composants de drones, d’usinage de pièces et composants d’équipements d’instrumentation automatique, d’usinage de pièces et composants de soins personnels intelligents, etc.
