Usinage de précision du cuivre : précautions essentielles pour une qualité de surface supérieure

Pour les pièces de cuivre de précision exigeant une qualité de surface et une précision d'apparence élevées, l'usinage par rectification doit être réalisé selon le processus d'usinage de précision afin d'atteindre les normes de qualité. Cependant, le processus de fabrication des pièces courantes ne peut pas être appliqué mécaniquement, ce qui non seulement ne résout pas le problème du colmatage de la meule par les débris abrasifs, mais risque également de rendre la surface des pièces de précision rugueuse et rayée, réduisant ainsi la qualité de l'usinage de précision. Voici les précautions à observer pour l'usinage de précision du cuivre.

Précautions pour l'usinage de pièces de cuivre de précision

Compte tenu des caractéristiques du cuivre, la première chose à considérer lors de l'usinage est sa ductilité. Nous savons que les pièces à meilleure ductilité sont plus tendres. Pour les pièces en cuivre tendre, il est difficile de réaliser un tournage conventionnel, ce qui nécessite un tournage CNC des pièces en cuivre. Deux facteurs sont primordiaux dans l'usinage du cuivre : la vitesse de coupe et l'avance. Ces deux paramètres sont critiques et sont spécialement soulignés dans le processus d'usinage CNC du cuivre.

Une caractéristique majeure du cuivre est sa faible dureté, qui facilite l'apparition de problèmes pendant l'usinage. Le cuivre étant tendre, les copeaux ont tendance à se souder sur le tranchant, affectant la qualité de surface et la durée de vie de l'outil. De plus, la surface usinée peut présenter des ondulations et générer du bruit. Le cuivre pur a un coefficient de dilatation important et se déforme facilement sous l'effet de la température de coupe, ce qui rend difficile le contrôle des dimensions et de la précision géométrique en finition. Si le cuivre pur contient des éléments favorisant l'usinabilité comme le soufre ou le tellure, son usinabilité s'en trouve améliorée. La ténacité et la plasticité du cuivre sont relativement élevées. La forte déformation thermique lors de la coupe impose des outils affûtés, une coupe légère, une bonne évacuation des copeaux et une réduction de la température de coupe.

Lors de l'utilisation d'un centre d'usinage vertical CNC pour le fraisage à grande vitesse de pièces en cuivre, l'augmentation de la vitesse de coupe entraîne une diminution correspondante de la force de coupe, ce qui réduit considérablement le coefficient de déformation de coupe de la pièce en cuivre. La qualité de surface du fraisage à grande vitesse des alliages de cuivre est excellente, ce qui permet d'économiser les opérations de finition ultérieures. Lors de la coupe de pièces en cuivre usinées, la qualité de surface augmente avec la vitesse de coupe et diminue avec l'avance. Cependant, en usinage à grande vitesse, l'augmentation de l'avance a un impact bien moindre sur la qualité de surface qu'en usinage à basse vitesse.

Traitements de surface des pièces en cuivre

Étant donné que les pièces en cuivre sont résistantes à la corrosion, un traitement de surface n'est généralement pas nécessaire. Toutefois, pour répondre aux exigences de traitement de surface des pièces de cuivre de précision des clients, examinons les procédés courants.

1. Électrodéposition : Les pièces à traiter sont immergées dans une solution aqueuse contenant le composé du métal à déposer, et un courant est passé dans le bain pour précipiter et déposer le métal sur les pièces. On utilise généralement le zingage, le cuivrage, le nickelage, l'alliage cuivre-nickel, et parfois le brunissage (bleuing) ou le phosphatage.
2. Revêtement mécanique : Des particules de métal de revêtement sont projetées sur la surface du produit, réalisant un soudage à froid du revêtement sur la pièce.
3. Galvanisation à chaud : Réalisée en immergeant des pièces en acier au carbone dans un bain de zinc fondu à environ 510 °C. L'alliage fer-zinc en surface se passive progressivement en zinc à l'extérieur. L'aluminisation à chaud est un procédé similaire.

Le traitement de surface des pièces de cuivre de précision consiste à former un revêtement sur la pièce par des méthodes spécifiques, dans le but d'offrir une surface esthétique et une protection anticorrosion.