Trattamento di elettroerosione dei metalli
Trattamento elettroerosivo dei metalli - vari metodi elettrofisici per la lavorazione dei materiali (vedi Elaborazione dimensionale elettrofisica ed elettrochimica dei materiali).
Le caratteristiche della lavorazione a scarica elettrica sono: la capacità di lavorare materiali difficili o completamente non lavorati con un metodo meccanico, la capacità di produrre prodotti di forma complessa, compresi quelli inaccessibili ai metodi di lavorazione meccanica. La tecnologia della lavorazione dell'elettroerosione dei metalli si sta sviluppando intensamente, sostituendo i metodi di lavorazione meccanica mediante pressione e taglio.
Questo metodo di lavorazione del metallo si basa sul concetto principale dell'effetto termico della corrente elettrica ad impulso, continuamente fornita direttamente alle sezioni locali della parte che deve essere lavorata per dargli una certa forma e dimensione (dimensione dell'erosione elettrica). o cambiamenti nella struttura e nella qualità dello strato superficiale (indurimento o rivestimento).
In questo caso i principali sono gli impulsi elettrici (scariche elettriche), convertiti nell'area di trattamento in impulsi di calore, che svolgono di fatto il lavoro di asportazione del metallo.
A causa della natura impulsiva del processo di erosione elettrica, anche con una potenza media relativamente bassa del generatore, si ottengono grandi valori di potenza istantanea e scariche di energia elettrica, sufficienti per indebolire i legami delle particelle solide, separarle ed evacuarle dalla zona di lavorazione.
Poiché le scariche elettriche, a parità di altre condizioni, si verificano in una sequenza determinata da una variazione minima della distanza tra le superfici interagenti degli elettrodi (condizione di selettività), la forma dell'elettrodo dell'utensile viene visualizzata sull'elettrodo del pezzo .
Nel caso di trattamento dimensionale con erosione elettrica, è necessario osservare 3 condizioni fondamentali:
- alimentazione a impulsi;
- l'uso di una scintilla elettrica o di scariche ad arco, fornendo un'azione selettiva e locale sulla superficie dell'oggetto in lavorazione;
- nel rispetto della continuità del processo.
Il principio di funzionamento del trattamento dell'erosione: 1 - filo, 2 - arco elettrico (erosione da scarica elettrica), 3 - fonte di alimentazione, 4 - dettaglio.
La scarica elettrica crea un'area a breve termine e su ogaranichennom nell'area di lavorazione ad alta temperatura che raggiunge (10 — 11) 103° C
L'effetto termico della scarica elettrica sugli elettrodi può essere rappresentato come risultato dell'effetto combinato del calore superficiale (calore proveniente dal canale di scarica) e di massa (calore da Joule — Lenz).
Sotto l'influenza delle due sorgenti, dalle aree superficiali occupano un posto predominante, si formano bagni di metallo fuso al catodo e all'anodo e parte del metallo evapora.
L'intensità della rimozione utile del metallo da un elettrodo e quella dannosa dall'altro, la natura del meccanismo di evacuazione, il consumo energetico specifico e le caratteristiche tecnologiche iniziali della lavorazione meccanica con scarica elettrica dipendono dai parametri termofisici ed elettrici del processi:
- conduttività termica;
- capacità termica;
- temperature e calori di fusione e vaporizzazione;
- peso specifico e resistenza elettrica specifica dei materiali degli elettrodi;
- il tipo di ambiente in cui si trovano gli elettrodi e le sue caratteristiche fisico-meccaniche;
- durata;
- ampiezze;
- duty cycle e frequenza degli impulsi;
- lo spazio tra gli elettrodi;
- condizioni per l'evacuazione dei prodotti dell'erosione;
- alcuni altri fattori.
La macchina a scarica elettrica è costituita da tre elementi principali:
- un generatore di impulsi ad alta corrente che fornisce un'alimentazione continua di impulsi di tensione agli elettrodi con una data frequenza e parametri;
- dispositivi per stabilire e mantenere uno spazio tra gli elettrodi di valore tale che le scariche siano continuamente eccitate, convertite in energia termica nella zona di lavorazione, i prodotti della rimozione del metallo e dell'erosione vengano rimossi (regolatore di alimentazione);
- la vera e propria macchina per il trattamento delle scariche elettriche contenente i dispositivi necessari per l'installazione e la movimentazione degli elettrodi, alimentazione dell'area di trattamento con fluido di lavoro, aspirazione di gas e vapori, automazione, controllo, monitoraggio e protezione.
Pannello di controllo della macchina a scarica elettrica
Il tipo di scarica elettrica (scintilla, arco), i parametri degli impulsi di corrente, la tensione e altre condizioni determinano la natura della lavorazione meccanica con scarica elettrica, che è suddivisa in base a queste caratteristiche in quattro tipi principali:
- lavorazione a scintilla elettrica;
- elaborazione di impulsi elettrici;
- lavorazioni meccaniche anodiche;
- lavorazione di contatti elettrici.
Le caratteristiche comuni di tutti i tipi di lavorazione a scarica elettrica sono l'unità del meccanismo fisico del processo, la pratica assenza di impatto della forza sul pezzo, la somiglianza degli schemi cinematici per la sagomatura, la possibilità di automatizzare il processo di lavorazione e l'implementazione del servizio multi-stazione, la comunanza degli schemi di base per il controllo automatico dell'alimentazione, i sistemi di alimentazione del fluido di lavoro, ecc.
La tempra e il rivestimento EDM vengono eseguiti da generatori elettrici in aria con elettrodo di tempra vibrante. A causa dell'esposizione a breve termine alle alte temperature, si verifica una sorta di trattamento termico, trasferimento e diffusione di elementi di lega dell'elettrodo di tempra.
Lo spessore dello strato solidificato con elettrodo in carburo o grafite è di 0,03 - 0,05 mm, la durezza superficiale è molto più alta dell'originale, ma i suoi valori oscillano, la struttura è disomogenea e la pulizia della superficie è bassa.
La tempra per scarica elettrica viene utilizzata per alcuni tipi di utensili e parti di macchine.