El cobre sigue siendo uno de los metales más antiguos. Esto no es sorprendente dadas las extraordinarias propiedades de los materiales de cobre. En particular, el cobre tiene una excelente resistencia a la corrosión, así como una excelente conductividad térmica y eléctrica. Por tanto, es valioso para innumerables aplicaciones.
El mecanizado de cobre CNC es uno de los servicios de mecanizado de metales más precisos que se utilizan en diversas industrias para producir piezas de cobre. Sin embargo, hay varios aspectos a considerar al mecanizar piezas de cobre.
En esta guía, aprenderá todo lo que necesita saber sobre el mecanizado de cobre CNC, sus aplicaciones y los diversos factores a considerar antes de mecanizar cobre.
CNC facilita el procesamiento de cobre
Las máquinas CNC controladas por computadora se encuentran entre las tecnologías de fabricación más buscadas para aplicaciones de mecanizado. Esto se debe a su alta velocidad, exactitud, precisión y compatibilidad con diversos materiales.
Sobre todo, este servicio de mecanizado se ha vuelto muy común en la producción de piezas deseadas en diversos materiales, y el cobre no es una excepción. En el pasado, el procesamiento del cobre era laborioso debido a su alta flexibilidad, tenacidad y plasticidad.
Aún así, el mecanizado CNC ha facilitado mucho el mecanizado de piezas de cobre. Todo esto es gracias a los procesos automatizados involucrados en el mecanizado de las piezas de cobre deseadas.
Tipos de materiales de cobre para mecanizado CNC
Los materiales de cobre son uno de los principales grupos de metales disponibles comercialmente. Hay varios grados de cobre ampliamente disponibles para procesar piezas de cobre. También tienen diferentes propiedades que son adecuadas para proyectos de edición específicos.
Por lo tanto, elegir el material adecuado para su proyecto de mecanizado puede resultar complicado ya que entran en juego varios factores.
Sin embargo, identificar el material con las propiedades adecuadas para sus piezas de cobre es el primer paso del procesamiento.
Consulte los diferentes tipos de material de cobre para mecanizado CNC a continuación:
1. Cobre puro
Los materiales de cobre puro son generalmente blandos y maleables. El grado diluido de cobre puro contiene una pequeña cantidad de diversos elementos de aleación. Por lo tanto, esto ayuda a llevar una o más propiedades básicas del cobre puro a la forma deseada. Asimismo, la adición de otros elementos de aleación a este tipo de cobre aumenta su tenacidad.
Los grados comerciales de cobre puro contienen un total de aproximadamente 0,7% de impurezas en su composición. Notarás que están marcados con números UNS C10100 a C13000 dependiendo de los elementos agregados y el nivel de impureza.
El cobre puro es el más adecuado para fabricar aparatos eléctricos. Esto incluye cables y motores. Además, este tipo de cobre se utiliza en máquinas industriales, como por ejemplo en intercambiadores de calor.
2. Cobre electrolítico
El cobre electrolítico resistente a la brea se crea a partir de cobre catódico. El cobre catódico es cobre refinado por electrólisis.
Generalmente, este proceso implica agregar compuestos de cobre a una solución. Luego se limpia el material de cobre aplicando suficiente electricidad. Como resultado, la mayoría del cobre electrolítico contiene menos impurezas que otros tipos de cobre.
Descubrirá que el C11000 es el más utilizado de todos los tipos de cobre electrolítico. C11000 normalmente contiene menos de 50 ppm de impurezas metálicas, incluido el azufre. Además, tienen una alta conductividad eléctrica de hasta el 100% IACS (Estándar Internacional de Cobre Recocido).
Su excepcional ductilidad los hace adecuados para aplicaciones eléctricas. Esto incluye devanados, cables, alambres y barras colectoras.
3. Cobre sin oxígeno
En comparación con otros tipos de cobre, los tipos de cobre sin oxígeno tienen la mayor pureza. También contienen poco o nada de oxígeno. En la mayoría de los casos, los tipos de cobre sin oxígeno contienen muchos componentes eléctricos de cobre altamente conductores. Sin embargo, C10100 y C10200 son los más comunes.
- C10100, conocido como electrónica libre de oxígeno (OFE), es cobre puro con un contenido de oxígeno de aproximadamente el 0,0005%. Además, es el más caro de estos tipos de cobre.
- C10200, también llamado libre de oxígeno (OF), contiene aproximadamente un 0,001 % de oxígeno. También tiene una alta conductividad eléctrica con al menos 100% IACS, que no es mejor que los materiales de cobre electrolítico.
Estos materiales de cobre sin oxígeno se fabrican mediante fusión por inducción utilizando cobre catódico de alta calidad. En este proceso de fabricación el cobre catódico se funde en condiciones no oxidantes garantizadas por un revestimiento de baño de grafito. Esto ayuda a reducir el contenido de hidrógeno en la atmósfera de trabajo.
Las aleaciones de cobre sin oxígeno son las más adecuadas para la electrónica de alto vacío debido a su alta conductividad. Esto incluye tubos transmisores y sellos de vidrio a metal.
4. Corte sin cobre
Este material de cobre consta de varios elementos de aleación. Los elementos notables incluyen níquel, estaño, fósforo y zinc. La presencia de estos elementos ayuda a mejorar la maquinabilidad de este tipo de cobre.
Los materiales de corte también incluyen aleaciones de cobre como el bronce y el latón. Se debe tener en cuenta lo siguiente:
- El bronce es una aleación de cobre, estaño y fósforo conocida por su dureza y resistencia al impacto.
- El latón es una aleación de cobre y zinc con excepcional trabajabilidad y resistencia a la corrosión.
Los materiales de cobre mecanizables a máquina son adecuados para una amplia gama de procesamiento de piezas de cobre. Esto incluye monedas, linternas, componentes eléctricos mecanizados, engranajes, cojinetes, sistemas hidráulicos de automóviles, etc.
Ventajas y desventajas de las piezas de cobre CNC
La mayoría de las piezas de cobre CNC disponibles en la actualidad tienen ventajas y desventajas específicas. Compruébalo a continuación:
Beneficios
En general, la mayoría de las piezas de cobre CNC presentan buena maquinabilidad, ductilidad y resistencia al impacto. También tienen alta conductividad térmica y eléctrica, resistencia a la corrosión y al desgaste.
Otra ventaja del mecanizado CNC de piezas de cobre es su buena conformabilidad tanto en procesos en caliente como en frío. Además, las piezas de cobre CNC son compatibles con diversos tratamientos superficiales rentables.
Desventajas
A pesar de las ventajas generales, el mecanizado CNC de piezas de cobre también tiene algunas desventajas. Por ejemplo, no todos los materiales de cobre pueden someterse a procesos como soldadura por puntos, soldadura por arco de metal revestido, etc.
Además, los diferentes tipos de cobre tienen diferentes propiedades de resistencia a la corrosión. Por tanto, algunas piezas de cobre CNC son susceptibles a la corrosión en atmósferas con sustancias reactivas.
Factores a considerar en el mecanizado CNC de cobre
Las piezas de cobre CNC siguen teniendo una gran demanda. Sin embargo, hay algunos factores importantes que se deben considerar antes de mecanizar piezas de cobre. Consulte algunos de estos factores a continuación:
1. Seleccionar el tipo correcto de material de cobre
Antes de mecanizar cobre con CNC, debe seleccionar el tipo correcto de cobre que mejor se adapte a su aplicación. Por ejemplo, elegir cobre puro para producir piezas mecánicas es inapropiado y costoso. Debido a su excelente maquinabilidad, el cobre de fácil mecanización es el más adecuado.
Además, también son rentables. Por lo tanto, debe comprobar las propiedades requeridas de sus piezas de cobre para elegir el tipo correcto de cobre para el mecanizado.
2. Diseño para la fabricabilidad
También es necesario considerar los requisitos y especificaciones del proyecto antes de mecanizar cobre. Esto le permite obtener la funcionalidad que necesita de su pieza de cobre fabricada.
Como regla general, un espesor de pared de 0,5 mm es ideal y debe respetarse para producir piezas de cobre estéticamente agradables.
Además, también puede utilizar algunos métodos de construcción probados. Esto incluye reducir la cantidad de conjuntos de piezas, inspecciones dimensionales y evitar bolsas profundas con radios pequeños.
3. Establezca la velocidad de avance de ajuste
La velocidad de avance es la velocidad a la que la herramienta de corte se acopla a la pieza de trabajo. Por lo tanto, antes de procesar piezas de cobre, es necesario establecer la velocidad de alimentación correcta, ya que esto afecta la calidad, la vida útil y el acabado superficial de la pieza de cobre. Además, el cobre conduce el calor rápidamente. Por lo tanto, un avance elevado puede aumentar el desgaste de la herramienta con el tiempo.
4. Elija el material adecuado para la herramienta
Muchos tipos de cobre tienen diferente trabajabilidad y resistencia. Por lo tanto, es fundamental seleccionar el material de herramienta adecuado para mecanizar piezas de cobre. Además, encontrará que el mecanizado de acero CNC se utiliza en la producción de herramientas de corte de alta velocidad para el mecanizado de cobre. Esto ayuda a prevenir complicaciones como el desgaste de las herramientas y la formación de virutas.
Opciones de acabado superficial y posprocesamiento para piezas de cobre
Como sugiere el nombre, el acabado de superficies es un proceso que se lleva a cabo después de la fabricación de piezas metálicas. Por lo general, estas operaciones de posprocesamiento tienen como objetivo modificar la superficie de las piezas de cobre para darles ciertas características y hacerlas más atractivas.
A continuación se muestran los tratamientos superficiales estándar para piezas de cobre.
electropulido
El electropulido elimina una capa microscópica de material de la superficie de las piezas de cobre. Este material suele tener entre 0,00254 mm y 0,0635 mm de ancho. Este método de acabado ayuda a que la superficie de la pieza de cobre terminada sea más suave y brillante.
Además, el electropulido puede ayudar a mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas de cobre acabadas.
galvanoplastia
El revestimiento de cobre galvánico protege además la superficie exterior de las piezas de cobre contra la oxidación. Las placas metálicas se aplican sin afectar su conductividad eléctrica y térmica. Por lo tanto, este proceso ayuda a prolongar la vida útil de sus piezas de cobre.
rayos
Este método de posprocesamiento ayuda a ocultar defectos en las piezas de cobre fabricadas. Además, el pulido con chorro de arena produce un acabado más duradero, opaco y sutil.
Técnicas para procesar piezas de cobre.
Muchas industrias utilizan diversos servicios de mecanizado de metales para producir piezas metálicas, pero algunas técnicas de mecanizado solo son adecuadas para determinados materiales metálicos. Estará de acuerdo en que mecanizar cobre puro puede ser más desafiante que mecanizar latón.
Como aleación de cobre, el latón contiene otros elementos de aleación como el zinc, lo que lo hace mucho más fácil de mecanizar que la mayoría de los materiales metálicos. Por lo tanto, se pueden procesar aleaciones de cobre utilizando varias técnicas.
Consulte algunas de las técnicas adecuadas para mecanizar piezas de cobre a continuación:
Fresado para piezas de cobre.
El fresado CNC es un proceso de mecanizado automatizado que controla el movimiento y la velocidad de avance de las herramientas de corte giratorias. Al fresar cobre con CNC, las herramientas giran y se mueven sobre la superficie del material de cobre. Luego se elimina lentamente el exceso de material de cobre hasta lograr la forma y el tamaño deseados.
El fresado CNC se utiliza más comúnmente en aleaciones de cobre porque son más mecanizables y producen piezas precisas y complejas. Los fabricantes suelen utilizar fresas de carburo de 2 flautas para fresar cobre.
Además, los expertos utilizan este proceso para crear una variedad de características de diseño para piezas de cobre. A estos pertenecen, por ejemplo, muescas, cavidades, agujeros, ranuras, ranuras, superficies, contornos, etc.
Torneado de piezas de cobre.
Este proceso de fabricación requiere que los materiales de cobre se fijen en una posición. Además, las herramientas de corte introducidas en la pieza de trabajo permanecen estacionarias. Por lo tanto, a la velocidad configurada correctamente, el material de cobre giratorio se reducirá al tamaño deseado.
El torneado es adecuado para muchas aleaciones de cobre y permite la producción rápida de piezas de cobre de alta precisión. Además, este proceso también es económico. Por lo tanto, el torneado de cobre CNC es adecuado para la producción de muchos componentes electrónicos y mecánicos, como conectores de cables eléctricos, válvulas, barras colectoras, radiadores, etc.
Aplicaciones de mecanizado CNC de cobre
Las piezas CNC de cobre son valiosas en varias industrias, incluidas la eléctrica, la construcción, el transporte y los bienes de consumo.
A continuación se detallan las aplicaciones del mecanizado de cobre CNC:
- Termocambiador
- Conexiones eléctricas
- radiador
- Rodamientos y engranajes
- Boquillas de soldadura a gas, etc.
Servicios de mecanizado de cobre en WayKen
Las piezas de cobre CNC son adecuadas para muchas aplicaciones diferentes en la actualidad. Sin embargo, para cumplir con las especificaciones y requisitos de diseño de estas piezas de cobre, son esenciales servicios de mecanizado de cobre de calidad.
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Preguntas frecuentes
¿Cuál es la velocidad de corte del cobre?
Puede aplicar diferentes velocidades de corte para materiales de cobre. Sin embargo, tenga en cuenta que esto depende de la calidad del cobre y del método de procesamiento. Por ejemplo, al fresar latón, se utiliza una velocidad de corte estándar de 2000 a 4000 pies por minuto.
¿Se puede moler finamente el cobre?
La facilidad de fresar cobre depende de la calidad del material de cobre con el que se trabaja. Descubrirá que el cobre puro es un metal difícil de trabajar debido a su alta maleabilidad y resistencia. Por el contrario, las aleaciones de cobre como el latón son mucho más fáciles de fresar debido a su mayor maquinabilidad.
¿Qué elemento de aleación de cobre es adecuado para el mecanizado de alta velocidad?
Al alear el cobre con elementos como zinc, estaño, níquel, aluminio y silicio, el material se puede procesar mejor. Por tanto, es adecuado para mecanizado de alta velocidad.
