با توجه به مشخصات منحصر به فرد و شکل ظاهر متفاوتی که فلزات گرانبها دارند معمولاً ماشینکاری فلزات گرانبها با حساسیت بالایی انجام می شود و درخواست برای خرید محصولات آنها هم زیاد است. نکته مهمی که در مورد به کارگیری فلزات گرانبها وجود دارد این است که باید کمترین تراشه را داشته باشند و از طرف دیگر امکان بازیافت آن به منظور جبران بخشی از هزینه ها هم فراهم شود.
با توجه به اینکه بخشی از عملکرد و وظایف دستگاه سی ان سی به منظور ماشینکاری فلزات گرانبها است در ادامه در مورد این فلزات و نحوه استفاده از آنها توضیح خواهیم داد.
معرفی کلی فلزات گرانبها
فلزات گرانبها در اواسط جدول تناوبی شیمیایی قرار دارند و با اصطلاحاتی مانند فلزات نجیب یا فلزات نوبل هم شناخته می شوند و تعداد آنها ۸ عدد است. همانطور که در تصویر زیر هم نشان داده شده این فلزات شامل موارد زیر می شود:
- روتنیوم (Ru)
- رودیوم (Rh)
- پالادیوم (Pd)
- نقره (Ag)
- اسمیوم (Os)
- ایریدیم (Ir)
- پلاتین (Pt)
- طلا (Au)
این فلزات را می‌توانیم به عنوان کمیاب ترین مواد روی زمین معرفی کنیم که به همین دلیل قیمت آنها بسیار گران است و ماشینکاری فلزات گرانبها را به محصولات گران قیمتی می رساند. معمولاً طلا و نقره به شکل خالص یافت می شوند و به همین دلیل دسترسی به آنها آسان تر است. این در حالی است که شش عنصر دیگر معمولاً به صورت خام در سنگ معدن فلزات دیگری وجود دارد که با فلزاتی مانند آهن، کبالت، نیکل و مس ترکیب هستند.
این فلزات در دسته فلزات کمیاب و گرانبها قرار دارند و به همین دلیل برای برخی کاربردهای خاص از آنها استفاده می شود. معمولاً فلزات گرانبها و بخشی از سنگ معدن خام هستند که نیاز به استخراج دارند و هزینه استخراج آنها به طرز چشمگیری بالاست. این نشان می دهد که ماشین کاری فلزات گرانبها باید با حساسیت ویژه‌ای انجام شود و در مورد بازیافت آنها هم تمهیدات لازم در نظر گرفته شود.
خواص اساسی و ویژگی های فلزات گرانبها
فلزات گرانبها از لحاظ نرم بودن، انعطاف پذیری و چکش خواری و همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون در سطح قابل توجهی هستند. با توجه به مقاومت بالای این فلزات در برابر انواع حملات شیمیایی و محیطی تحت عنوان فلز نجیب شناخته می شوند که خصوصیات آنها را در جدول زیر می بینیم.
برای درک خصوصیات این فلزات در این جدول مقایسه آلومینیوم ۶۰۶۰ را با استیل ۴۱۴۰ آورده ایم که می توانید آنها را با سایر فلزات هم مقایسه کنید. بطور کلی تنها طلا و نقره در خالص ترین حالت ممکن از این فلزات استفاده می شوند و فلزات دیگر بیشتر به صورت آلیاژ هستند که با ترکیبات دیگر منجر به ساخت آلیاژهای سخت تر و جالب تر می شوند. فلزات گرانبها به دلیل چگالی بسیار زیاد و داشتن نقطه ذوب بالا باعث می شود که برای کاربردهای متنوعی انتخاب شوند.
کاربرد های معمول ماشینکاری فلزات گرانبها
نقره و طلا از هدایت حرارتی و مقاومت الکتریکی مطلوبی برخوردار هستند. این اطلاعات در جدول قبلی برای مقایسه با آلومینیوم آورده شده است و در کنار آن مشخصات مس هم داریم. فلز مس به دلیل مقاومت الکتریکی نسبتاً کم انتخاب مناسبی برای سیم کشی الکتریکی است، این در حالی است که نقره رسانایی بیشتری دارد اما گران تر است. البته در بیشتر پروژه های پیشرفته معمولاً سیم های مسی با استفاده از طلا اندود می شود تا احتمال اکسیداسیون آن پایین بیاید و این در نتیجه روی مقاومت آن تاثیر گذار است.
همانطور که گفته شد طلا و سایر فلزات گرانبها در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند که این مقاومت باعث می شود که ماشین کاری فلزات گرانبها و آنها را به یک انتخاب مناسب در سیستم های محافظت کارتونی تبدیل کند.
بخش دیگری از ماشینکاری فلزات گرانبها مربوط به استفاده از پلاتین و آلیاژهای آن است. پلاتین و آلیاژهای آن کاربردهای بیشتری دارند و در عین حالی که ویژگی های یک فلز گرانبها مانند نقطه ذوب بالا و انعطاف پذیری و همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون را نشان می‌دهند خواص مکانیکی متنوعی هم دارند. در جدول زیر به مشخصات و خصوصیات مکانیکی پلاتین و سایر فلزات گرانبها پرداخته ایم تا درک درستی از کاربرد آنها داشته باشید.
در این جدول همچنین آلیاژ های فلز پلاتین را آورده ایم که مقاومت کششی و میزان سختی آن به طور قابل توجهی افزایش یافته و در عین حال شکل پذیری آن کمتر شده است. پلاتین و آلیاژهای آن زیست سازگار هستند و این به آنها امکان ماندن برای مدت طولانی در بدن انسان می دهد و خبری از عوارض جانبی یا مسمومیت در آنها نیست. به همین دلیل بخشی از ماشین کاری فلزات گرانبها و به طور خاص پلاتین برای ساخت بخش های مختلف اتصال دهنده بدن و استنت ها هستند.
روتنیوم و اسمیوم ساختار کریستالی خاصی دارند که هنگام اضافه شدن آنها به پلاتین، میزان سختی آنها به شکل قابل توجهی افزایش می یابد. این ویژگی باعث می شود که آلیاژ پلاتین و اسمیوم به طور خاص سختی بالایی داشته باشد و عملا کاربرد معمولی در دنیای واقعی ندارد.
آلیاژ پلاتین و ایریدیوم به شکل قابل توجهی سخت تر و قوی تر از سایر آلیاژ هاست و به همین دلیل انتخاب مناسبی در صنعت خودروسازی محسوب می شود. امکان اضافه کردن رودیوم و آلیاژ پلاتین و ایریدیوم وجود دارد تا از حالت اولیه آن خارج شده و برای کاربردهای پزشکی به کار گرفته شود. معمولا ویژگی ترکیبی برای اندازه گیری دما بسیار موثر است و یک انتخاب ایده آل برای ترموکوپل محسوب می شود.
ماشینکاری فلزات گرانبها
دو پارامتر که بیشترین تاثیر را روی ماشینکاری فلزات مختلف دارند درجه سختی و درصد انعطاف پذیری و شکل پذیری آنهاست. سختی یک فاکتور مهم و شناخته شده توسط صنعتگران و مهندسان است که نشان دهنده مقاومت فلز در برابر تغییر شکل یا برش است. میزان کشیدگی یا انعطاف پذیری فاکتوری است که شکل پذیری فلز در مورد نظر را نشان می دهد. این به یک طراح یا تکنسین نشان می دهد که تا چه اندازه ای می تواند فلز مورد نظر را بدون ترسیدن از شکست آن و به صورت پلاستیکی تغییر شکل دهد.
به عنوان مثال یک نوع پلاستیک قابل انعطاف مانند پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده بالا دارای درصد کشیدگی و انعطاف پذیری در حدود ۳۵۰ تا ۵۲۵ درصد است. این در حالی است که میزان کشیدگی ماده های شکننده تر و سخت تر مانند چدن در حدود ۲ درصد است. به طور کلی هرچه میزان کشیدگی و انعطاف پذیری یک فلز بیشتر باشند احتمال چسبیدن به لبه‌های ماده برنده را دارد و این در انتخاب ابزار برشی و در کیفیت ماشینکاری فلزات گرانبها تاثیرگذار است.
انتخاب ابزار برشی برای فلزات گرانبها
وقتی که بحث ماشینکاری فلزات گرانبها به میان می‌آید طبیعتاً مهم‌ترین چیزی که در انتخاب ابزار برشی به ما کمک می‌کند، مشخصات فیزیکی و فنی این فلزات است. طبیعتاً هر چه فلز مورد نظر نرم تر و انعطاف پذیر تر باشد باید از یک ابزار برشی بسیار تیز برای آن استفاده شود تا حجم تراشه تولید شده به حداقل برسد و کیفیت برش در سطح مطلوبی باشد. این موضوع را در بحث فرزکاری پلاستیک بررسی کردیم که میتوانید مطلب آن را مطالعه کنید.
این در حالی است که هر چه درصد سختی و میزان استحکام فلزات گرانبها بالاتر می‌رود باید از تعداد شیار بیشتر برای برش دادن آنها استفاده شود تا احتمال شکستن و پرش قطعه کار به حداقل برسد. بنابراین هنگام کار روی فلزات گرانبها باید میزان سختی و همچنین عناصر دیگری که به عنوان آلیاژ در آنها استفاده شده اند را در نظر بگیریم تا بر مبنای آن ابزار برشی مناسب انتخاب شود.
کار کردن روی فلزات گرانبها برای یک کارگاه بسیار گران تمام میشود و به همین دلیل انتخاب فرز سی ان سی مناسب یا تراش سی ان سی مناسب می تواند به کیفیت نهایی کار کمک کند. اگر شما در این زمینه تجربه دارید ۰ خوشحال می شویم در بخش نظرات بنویسید و برای خرید دستگاه با ما در تماس باشد.
از مطالب زیر به عنوان راهنما کمک بگیرید
- اگر در کار با فرز سی ان سی تازه کار هستید این موارد را باید رعایت کنید
- راهنمای خرید دستگاه cnc مینیاتوری
- دستگاه cnc مینیاتوری – اعجوبه پرکاربرد و شگفت انگیز
- انواع عملیات فرزکاری که با دستگاه فرز cnc انجام میشود
- ضروری ترین اطلاعاتی که برای کار با فرز cnc باید بدانیم
- فرز cnc دست دوم را کجای کارگاه به کار ببریم؟
- دستگاه cnc آلومینیوم و حقایقی که احتمالاً در مورد آن نمی دانستید
- موارد مهمی که قبل از فرزکاری پلاستیک باید بدانید
- دستگاه سی ان سی یا پرینتر سه بعدی – کدام یک بهتر است؟
منبع: harveyperformance