Usinage du bronze : Processus, applications et coût

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Usinage du bronze C'est une option idéale pour produire des pièces qui doivent rester solides. Il fonctionne bien sous charge et résiste facilement à l'usure. Vous le trouverez dans les engrenages, les pompes et les pièces marines. Il ne rouille pas et supporte la friction sans échouer.

Mais le saviez-vous ? Le bronze est difficile à usiner. Certaines de ses nuances adhèrent aux outils et s'émoussent rapidement. D'autres s'écaillent mal et endommagent la finition de la surface. Vous ne pouvez pas utiliser une seule configuration pour chaque travail en bronze.

Donc, vous devez toujours vérifier d'abord votre type de bronze. Par exemple, le C932 coupe plus facilement, mais le C954 génère rapidement de la chaleur. Si vous ne faites pas attention, le bronze peut obstruer vos outils. Vous devez donc régler correctement vos avances et votre liquide de refroidissement.

De plus, vous avez besoin d'inserts tranchants avec un contrôle strict des copeaux pour usiner le bronze. Si les copeaux adhèrent, votre finition est rapidement endommagée. Vous devez donc être vigilant pour maintenir les vitesses, la profondeur et la pression de l'outil de manière précise.

Les ateliers qui ignorent ces bases gaspillent du temps et de l'argent. Vous ne pouvez pas vous permettre de réparer des pièces rugueuses deux fois. La durée de vie des outils diminue, les déchets augmentent et les délais sont manqués. C'est pourquoi le bronze nécessite une réelle attention dès le départ.

Qu'est-ce que l'usinage CNC du bronze ?

Usinage CNC du bronze Il vous aide à découper des formes complexes avec des tolérances strictes. Vous n'avez pas besoin de configurations manuelles ni de supputations. Le processus est très répétable et permet de gagner beaucoup de temps.

Il vous permet de contrôler chaque mouvement et chaque vitesse. Vous devez simplement entrer les avances, les profondeurs et les trajectoires d'outils par G-code. Il suit automatiquement les trajectoires des outils. Cela signifie moins d'erreurs et des finitions de pièces plus lisses. Vous réduisez l'usure des outils en ajustant les mouvements en quelques secondes.

L'usinage du bronze se comporte différemment de l'acier et de l'aluminium. Vous devez donc tester les vitesses et les avances pour chaque travail. Cela vous permet de régler les paramètres exacts. Ainsi, vous obtenez des coupes nettes sans surprises.

Étapes du processus d'usinage du bronze

Choisir le bon alliage de bronze

Différents grades de bronze nécessitent des approches individuelles pour l'usinage. Les comportements de coupe et les résistances de chaque niveau de grade restent spécifiques à leur catégorie. 

Par exemple, la performance de coupe du C932 permet un fonctionnement fluide, mais le C954 maintient des températures et des vitesses de fonctionnement plus élevées. Le processus de sélection du travail nécessite toujours de choisir les types de bronze appropriés.

Les grades les plus faciles contiennent du plomb. Lorsque vous utilisez Bronze au plomb Vous obtenez une précision de coupe améliorée ainsi qu'une réduction de l'usure des instruments. Le bronze à haute teneur en étain offrira de la résistance lors du traitement, sauf si une préparation adéquate est effectuée. Votre sélection d'alliages doit correspondre aux exigences de résistance ainsi qu'aux caractéristiques de traitement.

Préparez correctement la configuration

L'étape de préparation de la configuration implique une force de serrage élevée et une clarté de surface. Sous pression, le bronze maintient son intégrité structurelle, mais réagit en changeant de position. 

L'alignement correct doit être vérifié pour éviter que votre pièce ne soit coupée de manière décentrée. Un système de configuration sécurisé garantit des résultats précis à chaque opération de coupe.

L'installation des outils commence par le choix de ceux qui complètent l'alliage sélectionné. Les propriétés des matériaux des inserts en carbure leur permettent de mieux performer dans le traitement du bronze par rapport aux outils en acier. 

L'utilisation de métaux tendres ou d'angles de coupe élevés doit être évitée. Les outils sélectionnés doivent aider à minimiser le bruit de la machine et à protéger les bords des outils contre les défaillances précoces.

Définir les paramètres 

Les vitesses et avances pour le bronze ne doivent jamais être basées sur des conjectures. Des vitesses de surface plus faibles protègent contre la surchauffe des outils ainsi que l'accumulation des bords. Maintenir un taux d'avance constant produit des copeaux propres sans interruptions. 

Le liquide de refroidissement doit passer par la zone ciblée sans interruptions. Il ne faut pas inonder l'outil de liquide de refroidissement, mais concentrer son flux lorsqu'il est nécessaire. Refroidir la coupe tout en empêchant l’étalement se fait en appliquant cette méthode. Une mise en œuvre appropriée de la technologie du bronze permet aux outils de fonctionner beaucoup plus longtemps.

Surveillez et terminez l'opération

Vous devez surveiller l'usure des outils du début à la fin. L'apparence du bronze suggère de la douceur, mais ses propriétés matérielles entraînent une détérioration rapide du tranchant. L'inspection de la surface indique quand vous devez examiner les inserts de l'outil de coupe. Un outil avec un bord tranchant produit des bords nets et des contours faciles.

Une inspection approfondie de chaque détail a lieu après l'opération de coupe. Toutes les dimensions du produit, les tolérances et les finitions doivent correspondre exactement aux exigences. 

Il peut être nécessaire d'effectuer un passage de nettoyage et une opération de polissage à certaines occasions. L'étape finale maintient vos pièces dans un état prêt à l'emploi.

Grâce à la technologie d'usinage CNC, vous pouvez traiter des douilles, des roulements ainsi que des boîtiers. Vos instructions de conception dirigent le système pour fonctionner sans déviation ni mouvements irréguliers. La machine produit des pièces uniformes, que ce soit pour des séquences courtes ou longues. L'opération constante produit des clients satisfaits et un flux de fabrication fluide.

Techniques courantes d'usinage du bronze

Usinage CNC 

L'utilisation des machines CNC offre des résultats précis et des performances répétables. Les caractéristiques mécaniques du bronze se situent entre la résistance de l'aluminium et la dureté de l'acier. Par conséquent, des ajustements stricts des avances et des vitesses deviennent essentiels. 

Les opérations de coupe hâtives réduiront la durée de vie de l'outil en raison de la contrainte immédiate. La vitesse initiale de la broche doit être faible, tandis que les tests de progression dépendent du choix du grade de bronze. 

L'augmentation du taux d'alimentation pour le bronze C932 est possible grâce à ses caractéristiques de fonctionnement plus douces. L'opération à faible vitesse du bronze C954 est nécessaire pour éviter l'accumulation de chaleur et la défaillance de l'outil.

L'utilisation d'outils rigides et d'un flux constant de liquide de refroidissement garantit les meilleures performances. La gestion de la chaleur et la stabilisation de la netteté des outils sont obtenues en appliquant ces approches. Lors de l'utilisation de machines CNC pour produire des pièces complexes, les utilisateurs doivent planifier correctement leurs trajets d'outils pour minimiser les changements d'outils.

Fraisage CNC 

Le comportement de rétention thermique du bronze rend son usinage difficile. Lors des opérations de fraisage, vous devez maintenir des outils avec des bords tranchants tout en maintenant la vitesse de coupe à un rythme modéré. 

La prévention de l'accumulation de chaleur est le facteur critique car la chaleur excessive fait adhérer le matériau à l'outil.

Vous commencez par régler une profondeur de coupe peu profonde tout en maintenant des vitesses d'avance constantes. Aller trop profondément pendant le processus peut entraîner des problèmes de surchauffe. Lors des opérations de fraisage frontal, des inserts en carbure sont utilisés car ils protègent contre les défaillances prématurées des inserts. Les inserts conservent mieux leur tranchant, surtout lors de l'usinage de bronzes difficiles tels que le C954.

L'outil atteint une durée de vie plus longue en utilisant un inondation de liquide de refroidissement pour réduire la friction. Pour traiter les alliages rigides, vous devez utiliser des méthodes de fraisage à passes multiples, car elles répartissent la charge du matériau tout en produisant une finition lisse.

Tournage CNC 

Le tournage réussi du bronze nécessite de fonctionner à faibles vitesses. Les caractéristiques de travail du bronze diffèrent de l'acier en provoquant un durcissement du matériau lors des opérations à grande vitesse. Commencez avec une vitesse de coupe minimale avant d'apporter des modifications pour obtenir des surfaces lisses.

La profondeur des passes de brutissage doit être plus prononcée que celle des passes de finition délicates. Un meilleur fini de surface et une réduction de l'accumulation de chaleur sont le résultat de cette approche. Il est nécessaire d'utiliser des inserts en carbure et des outils en acier rapide pour maintenir des bords tranchants.

Il est essentiel de vérifier régulièrement l'usure des outils. Les outils en bronze perdent leur qualité de coupe plus rapidement que les outils en aluminium ou en acier. En revanche, les outils tranchants maintiennent un fini propre et constant des pièces tout au long de leur opération.

Perçage et taraudage CNC 

Différentes techniques de perçage peuvent être utilisées lors du travail avec des alliages de bronze. Les opérations de perçage nécessitent des outils à larges cannelures. Ces outils éliminent les copeaux et préviennent les obstructions à l'intérieur de la pièce. Ne pas éliminer correctement les copeaux entraînera l'émoussage ou la déformation de la mèche.

La vitesse pour les opérations de perçage commence par des réglages faibles à modérés, et des ajustements doivent être effectués pour s'aligner avec les différents types de bronze. Le type de foret préféré pour les pièces en bronze dur est le carbure, tandis que l'acier rapide fonctionne mieux avec le bronze plus doux. Un système de refroidissement par inondation doit être appliqué pour maintenir la durée de vie de l'outil tout en réduisant l'accumulation de chaleur.

Vous devez utiliser des tarauds à spirale avec des tarauds à formage de filet pour un meilleur traitement du matériau lors du filetage. Lors du perçage du bronze, vous devez maintenir un taux d'avance stable et contrôlé car le matériau métallique peut obstruer vos tarauds. En outre, le contrôle du taux d'avance empêchera les dommages aux tarauds et les irrégularités de filetage.

Finition de surface pour le bronze

Le processus de finition peut être accompli par sablage abrasif ou techniques de finition vibratoire. Ces méthodes éliminent les bavures et les zones rugueuses de la surface. Si vous avez besoin d'une finition miroir pour des douilles et autres applications haute performance, vous pouvez utiliser le lapping ou des tampons abrasifs fins.

L'inspection de la surface doit être effectuée après chaque passage. Vérifier les incohérences ainsi que les bords rugueux indique la nécessité d'ajuster le processus. Des finitions uniformes augmentent la durée de vie des composants en bronze utilisés dans les zones de forte usure.

Applications de l'usinage du bronze

Roulements et douilles

Le bronze est utilisé dans les applications de roulements en raison de sa résistance exceptionnelle à l'usure. Les composants fonctionnent sous des conditions de charge lourde tout en réduisant simultanément les forces de frottement mécanique. 

La durée de vie des roulements en bronze dépasse celle de la plupart des matériaux lorsqu'ils sont utilisés dans des équipements automobiles, marins et industriels. De plus, les capacités de lubrification automatique du bronze réduisent les coûts opérationnels de maintenance.

Engrenages et pignons

Les engrenages et les pignons nécessitent du bronze comme matériau préféré pour leur fabrication. Le matériau montre une grande durabilité en résistant à des charges opérationnelles sévères. 

You can turn to bronze gears for high-torque applications since they endure corrosion and wear damage. The material finds its applications within automotive transmissions and industrial machinery which demands smooth operation.

Marine Hardware

The high resistance to corrosion makes bronze the optimum material for marine hardware applications. The manufacturing industry regularly uses bronze to produce propellers, valves, and various fittings.

Electrical Connectors

The application of electrical connectors depends heavily on bronze because of its outstanding combination of electrical conductivity with strong mechanical properties. 

The performance of bronze connectors remains stable across all demanding environments where they serve telecommunications equipment, control systems, and power distribution devices.

How Much Does Bronze Cost Per Pound?

Bronze typically ranges from $7 to $8 per pound. However, its price can fluctuate based on the current market. Leaded bronze (such as C932) tends to be on the lower end of the spectrum. While high-tin bronze or aluminum bronze alloys can push prices higher due to the added materials.

Typical Alloy Types & Their Price Ranges

  • Leaded Bronze (C932): It usually costs around 14.04/lb. It is a common choice for bearings and bushings because it’s easier to machine.
  • Aluminum Bronze (C954): Its price can vary between $5–$6 per pound. This alloy is stronger and more resistant to wear, making it more expensive.
  • Tin Bronze (C902): It typically costs $4–$5 per pound. Tin bronze is good for corrosion resistance but might cost more due to the added tin content.

Note: Please note that these prices can vary based on grades and area.

Prices also depend on whether you’re buying in bulk or small quantities. Bulk purchases often come with discounts. These help you save on the per-pound price. However, market factors like copper prices, demand, and the global economy can affect bronze costs from time to time.

Final Thoughts

Machining Bronze is ideal for creating durable and high-functioning parts. It can be processed through CNC machining, milling, and turning to create precise, wear-resistant components. However, the key is choosing the right alloy and controlling heat to validate smooth cuts.

On the application side, bronze is heavily used in bearings, gears, marine hardware, and electrical connectors because it features high strength and corrosion resistance. In general, the cost of bronze ranges from $7 to $8 per pound, but it depends on the alloy.

Au Othatla Tech, we specialize in CNC bronze machining. Our team provides high precision, efficient production, and high-quality finishes. We use advanced machining capabilities to allow optimal results, even with the most challenging bronze alloys.

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