Dominando a Usinagem CNC de Cobre: Ligas, Considerações e Aplicações Reais

O cobre continua sendo um dos materiais metálicos mais antigos. Isso não é surpreendente, considerando as propriedades excepcionais dos materiais de cobre. Mais especificamente, o cobre possui excelente resistência à corrosão e condutividade térmica e elétrica. Isso os torna valiosos para várias aplicações.

A usinagem CNC de cobre é um dos serviços de usinagem de metal mais precisos empregados em várias indústrias para fabricação de peças de cobre. No entanto, existem várias considerações associadas à usinagem de peças de cobre.

Este guia examina tudo o que você precisa saber sobre usinagem CNC de cobre, suas aplicações e os diversos fatores a considerar antes de usinar cobre.

A CNC Torna a Usinagem de Cobre Mais Fácil

Máquinas de Controle Numérico Computadorizado (CNC) estão entre as tecnologias de manufatura mais procuradas para aplicações de usinagem. Isso se deve à sua alta velocidade, precisão, exatidão e compatibilidade com vários materiais.

Acima de tudo, este serviço de usinagem tornou-se muito comum na fabricação de vários materiais em peças desejadas, e o cobre não é exceção. Anteriormente, a usinagem de cobre era tediosa devido à sua alta flexibilidade, tenacidade e plasticidade.

Ainda assim, a usinagem CNC tornou a usinagem de peças de cobre muito mais gerenciável. Isso tudo graças aos processos automatizados envolvidos na usinagem das peças de cobre desejadas.

Graus de Materiais de Cobre para Usinagem CNC

Materiais de cobre são um dos principais grupos de metais comerciais. Em grande medida, você encontrará diferentes graus de materiais de cobre disponíveis para usinagem de peças de cobre. Além disso, eles compreendem propriedades variadas adequadas para projetos de usinagem específicos.

Portanto, escolher o material certo para seu projeto de usinagem pode ser complicado, pois envolve vários fatores.

Mesmo assim, identificar o material com propriedades adequadas para suas peças de cobre é o primeiro passo para empregar a usinagem.

Veja os diferentes graus de materiais de cobre para usinagem CNC abaixo:

1. Cobre Puro

Materiais de cobre puro são geralmente macios e maleáveis. O grau diluído de cobre puro contém uma pequena quantidade de vários elementos de liga. Portanto, isso ajuda a alterar uma ou mais propriedades fundamentais do cobre puro para formas desejadas. Da mesma forma, a adição de outros elementos de liga a este grau de cobre aumenta sua tenacidade.

Graus comerciais de cobre puro contêm cerca de 0,7% de impurezas totais em sua composição. Você descobrirá que eles são designados por números UNS C10100 a C13000 com base nos elementos adicionados e nível de impureza.

O cobre puro é mais adequado para fabricação de equipamentos elétricos. Eles incluem fiação e motores. Além disso, este grau de cobre aplica-se em máquinas industriais, como trocadores de calor.

2. Cobre Eletrolítico

O cobre de pitch eletrolítico resistente origina-se do cobre de cátodo. Cátodo de cobre significa cobre refinado usando eletrólise.

Geralmente, o processo envolve encher compostos de cobre em uma solução. Em seguida, aplicar eletricidade adequada ajuda a purificar o material de cobre. Como resultado, a maioria dos cobres eletrolíticos contém menos impurezas que outros graus de cobre.

Você encontrará que C11000 é o mais prevalente de todos os graus de cobre eletrolítico. C11000 geralmente contém menos de 50 partes por milhão de impurezas metálicas, incluindo enxofre. Além disso, eles têm alta condutividade elétrica, até 100% IACS (Padrão Internacional de Cobre Recozido).

Sua ductilidade excepcional os torna adequados para aplicações elétricas. Eles incluem bobinas, cabos, fios e barramentos.

3. Cobre Livre de Oxigênio

Comparado a outros graus de cobre, os cobres livres de oxigênio têm a maior pureza. Eles também contêm pouco ou nenhum teor de oxigênio. Na maioria dos casos, graus de cobre livre de oxigênio incluem muitos componentes elétricos de alta condutividade. No entanto, C10100 e C10200 são os mais comuns.

• C10100, conhecido como Oxigênio Livre Eletrônico (OFE), é um cobre puro com cerca de 0,0005% de teor de oxigênio. Mais ainda, é o mais caro destes graus de cobre.
• C10200, também chamado Oxigênio Livre (OF), contém cerca de 0,001% de oxigênio. Também tem alta condutividade elétrica, tendo pelo menos 100% IACS, que não é melhor que materiais de cobre eletrolítico.

Esses materiais de cobre livre de oxigênio são fabricados por fusão por indução usando cobre de cátodo de alta qualidade. Neste processo de fabricação, o cátodo de cobre é fundido sob condições não oxidantes fornecidas por cobertura de banho de grafite. Assim, isso ajuda a reduzir o teor de hidrogênio na atmosfera de trabalho.

Cobres livres de oxigênio são mais adequados para eletrônicos de alto vácuo devido à sua alta condutividade. Eles incluem tubos transmissores e selos vidro-metal.

4. Cobres de Livre Usinagem

Este material de cobre compreende vários elementos de liga. Os elementos notáveis incluem níquel, estanho, fósforo e zinco. A presença desses elementos ajuda a aumentar a usinabilidade deste grau de cobre.

Além disso, materiais de cobre de livre usinagem compreendem ligas de cobre, como bronze e latão. Observe o seguinte:

• Bronze é uma liga de cobre, estanho e fósforo, bem conhecida por sua dureza e resistência ao impacto.
• Latão é uma liga de cobre e zinco com excelente trabalhabilidade e resistência à corrosão.

Materiais de cobre de livre usinagem são adequados para uma ampla gama de usinagem de peças de cobre. Eles incluem moedas, tochas, componentes elétricos usinados, engrenagens, mancais, hidráulicos automotivos, etc.

Benefícios e Desvantagens de Peças CNC de Cobre

A maioria das peças CNC de cobre disponíveis hoje tem benefícios e desvantagens específicos. Verifique abaixo:

Benefícios

Geralmente, a maioria das peças CNC de cobre tem boa usinabilidade, ductilidade e resistência ao impacto. Elas também mostram alta condutividade térmica e elétrica, resistência à corrosão e ao desgaste.

Outro benefício da usinagem CNC para peças de cobre abrange boa conformabilidade em processos a quente e a frio. Além disso, peças CNC de cobre são compatíveis com vários acabamentos de superfície econômicos.

Desvantagens

Apesar dos prós abrangentes, algumas desvantagens estão associadas à usinagem de peças de cobre com CNC. Por exemplo, nem todos os materiais de cobre podem passar por processos como solda por pontos, solda a arco com eletrodo revestido, etc.

Além disso, diferentes graus de cobre têm propriedades variadas de resistência à corrosão. Assim, algumas peças CNC de cobre são suscetíveis à corrosão em atmosferas com substâncias reativas.

Fatores a Considerar na Usinagem CNC de Cobre

Peças CNC de cobre continuam a impulsionar a demanda popular. Mesmo assim, existem alguns fatores vitais a considerar antes da usinagem de peças de copper. Veja alguns desses fatores abaixo:

1. Escolhendo o Grau Certo de Material de Cobre

Antes da usinagem CNC de cobre, você deve selecionar o grau correto de material de cobre mais adequado para sua aplicação. Por exemplo, escolher cobre puro para fabricar peças mecânicas é inadequado e caro. Como tal, a excelente usinabilidade do cobre de livre usinagem o torna mais adequado.

Além disso, eles também são econômicos. Portanto, você deve examinar as propriedades necessárias para suas peças de cobre para selecionar o grau correto de cobre para usinagem.

2. Design para Manufaturabilidade

Você também deve abordar os requisitos e especificações de design antes de usinar cobre. Isso ajudará a alcançar a funcionalidade necessária para sua peça de cobre fabricada.

Uma regra prática é que é melhor usar e manter uma espessura de parede de 0,5 mm para fabricar peças de cobre estéticas. Além disso, você também pode adotar algumas práticas recomendadas de design. Elas incluem reduzir o número de configurações de peças, verificações de dimensão e evitar bolsões profundos com pequenos raios.

3. Definir a Taxa de Avanço Adequada

Taxa de avanço é a velocidade na qual a ferramenta de corte engata a peça de trabalho. Portanto, você deve definir a taxa de avanço correta antes da usinagem de peças de cobre, pois isso afeta a qualidade da peça de cobre, vida útil e acabamentos de superfície. Além disso, o cobre conduz calor rapidamente. Então, uma alta taxa de avanço pode aumentar o desgaste da ferramenta ao longo do tempo.

4. Escolher o Material de Ferramenta Certo

Muitos graus de cobre têm usinabilidade e solidez variadas. Assim, selecionar o material de ferramenta adequado para usinagem de peças de cobre permanece essencial. Além disso, você descobrirá que a usinagem CNC de aço aplica-se na fabricação de ferramentas de corte de alta velocidade usadas na usinagem de cobre. Isso ajuda a prevenir complicações como desgaste e quebra de ferramenta e formação de cavacos.

Acabamentos de Superfície e Opções de Pós-processamento para Peças de Cobre

Como o nome implica, acabamentos de superfície são processos após a fabricação de peças metálicas. Geralmente, esses pós-processos visam alterar a superfície das peças de cobre para obter propriedades específicas e torná-las mais atraentes.

Abaixo estão os acabamentos de superfície padrão aplicáveis a peças de cobre.

Eletropolimento

Durante o eletropolimento, uma camada microscópica de material é removida da superfície das peças de cobre. Este material tipicamente varia entre 0,00254 mm a 0,0635 mm de largura. Como resultado, este método de pós-processamento ajuda a tornar a superfície de sua peça de cobre finalizada mais lisa e brilhante.

Além disso, o eletropolimento pode ajudar a melhorar a resistência à corrosão de peças de cobre finalizadas.

Eletrodeposição

A eletrodeposição de cobre ajuda a proteger ainda mais a superfície externa de suas peças de cobre contra oxidação. As placas de metal são implementadas sem interromper sua condutividade elétrica e térmica. Assim, este processo ajuda a prolongar a longevidade de suas peças de cobre.

Jateamento de Mídia

Este método de pós-processamento ajuda a cobrir falhas em suas peças de cobre fabricadas. Além disso, o jateamento de esferas cria um acabamento durável, mais fosco e sutil.

Técnicas para Usinagem de Peças de Cobre

Vários serviços de usinagem de metal são empregados em muitas indústrias para produção de peças metálicas, mas algumas técnicas de usinagem são apenas adequadas para certos materiais metálicos. Você concordará que a usinagem de cobre puro pode ser mais desafiadora que a usinagem de latão.

Como uma liga de cobre, o latão contém outros elementos de liga, como zinco, tornando-o muito mais fácil de usinar que a maioria dos materiais metálicos. Como tal, você pode usinar ligas de cobre usando várias técnicas.

Confira algumas das técnicas adequadas para usinagem de peças de cobre abaixo:

Fresamento para Peças de Cobre

O fresamento CNC é um processo de usinagem automatizado que controla o movimento e a taxa de avanço de ferramentas de corte rotativas. Assim, no fresamento de cobre CNC, as ferramentas giram e movem-se sobre a superfície dos materiais de cobre. Então, o excesso de materiais de cobre é removido lentamente até que a forma e tamanho necessários sejam formados.

O fresamento CNC é mais comum com ligas de cobre, pois elas têm melhor usinabilidade e produzem peças precisas e intrincadas. Fabricantes frequentemente usam a fresa de topo de metal duro de 2 flautas para fresamento de cobre.

Além disso, especialistas usam este processo para fabricar diversas características de design para peças de cobre. Eles incluem entalhes, bolsos, furos, ranhuras, sulcos, superfícies planas, contornos, etc.

Torneamento para Peças de Cobre

Este processo de fabricação requer fixar os materiais de cobre em uma posição. Mais ainda, as ferramentas de corte alimentadas à peça de trabalho permanecem estacionárias. Portanto, o material de cobre girando na velocidade adequada reduz de tamanho para a dimensão desejada.

O torneamento é adaptável para muitas ligas de cobre e permite a fabricação rápida de peças de cobre de alta precisão. Além disso, este processo também é econômico. Assim, o torneamento CNC de cobre é adequado para fabricar muitos componentes eletrônicos e mecânicos, como conectores de fio elétrico, válvulas, barramentos, radiadores, etc.

Aplicações da Usinagem CNC de Cobre

Peças CNC de cobre são valiosas em várias indústrias, incluindo empresas elétricas, construção, transporte e bens de consumo.

Abaixo estão as aplicações da usinagem CNC de cobre:

• Trocadores de calor
• Conectores elétricos
• Radiadores
• Mancais e engrenagens
• Bicos de solda a gás, etc.

Serviços de Usinagem de Cobre na WayKen

Peças CNC de cobre são adequadas para muitas aplicações diferentes hoje. No entanto, serviços de usinagem de cobre de qualidade são fundamentais para atender às especificações e requisitos de design para essas peças de cobre.

Na WayKen, temos profissionais experientes que podem lidar com todos os seus serviços de usinagem CNC de cobre. Orgulhamo-nos de técnicas de fresamento e torneamento CNC de cobre de primeira linha para atender ao seu design de produto específico.

Entre em contato conosco hoje para serviço de suporte individual, e você receberá uma resposta dentro de 12 horas.

Perguntas Frequentes

Qual é a velocidade de corte para cobre?

Você pode aplicar diferentes velocidades de corte para materiais de cobre. Mas note que isso depende do grau de cobre e do método de usinagem. Por exemplo, uma velocidade de corte padrão de 2000 a 4000 fpm é aplicada ao fresar latão.

O cobre é fácil de fresar?

A facilidade de fresamento de cobre varia com base no grau de material de cobre em que você está trabalhando. Você descobrirá que o cobre puro é um metal complicado de usinar devido à sua alta plasticidade e tenacidade. Em contraste, ligas de cobre como latão são muito mais fáceis de fresar devido à sua usinabilidade melhorada.

Qual elemento de liga no cobre é adequado para usinagem de alta velocidade?

Ligar cobre com elementos como zinco, estanho, níquel, alumínio e silício melhora a usinabilidade do cobre. Portanto, isso o torna adequado para usinagem de alta velocidade.