Traitement par électroérosion des métaux

Traitement par électroérosion des métaux - diverses méthodes électrophysiques pour le traitement des matériaux (voir Traitement dimensionnel électrophysique et électrochimique des matériaux).

Les caractéristiques de l'usinage par décharge électrique sont: la capacité de traiter des matériaux difficiles ou complètement non traités par une méthode mécanique, la capacité de produire des produits de forme complexe, y compris ceux inaccessibles aux méthodes de traitement mécanique. La technologie du traitement par électroérosion des métaux se développe de manière intensive, remplaçant les méthodes de traitement mécanique par pression et découpe.

Cette méthode de traitement des métaux est basée sur le concept principal de l'effet thermique du courant d'impulsion électrique, fourni en continu directement aux sections locales de la pièce qui doit être traitée pour lui donner une certaine forme et taille (taille d'érosion électrique). modifications de la structure et de la qualité de la couche superficielle (durcissement ou revêtement).

Dans ce cas, les principales sont des impulsions électriques (décharges électriques), converties dans la zone de traitement en impulsions thermiques, qui effectuent en fait le travail d'enlèvement de métal.

En raison de la nature impulsive du processus d'érosion électrique, même avec une puissance moyenne relativement faible du générateur, de grandes valeurs de puissance instantanée et de décharges d'énergie électrique sont atteintes, suffisantes pour affaiblir les liaisons des particules solides, les séparer et les évacuer de la zone de traitement.

Étant donné que les décharges électriques, toutes choses égales par ailleurs, se produisent dans une séquence déterminée par un changement minimum de la distance entre les surfaces d'interaction des électrodes (condition de sélectivité), la forme de l'électrode de l'outil est affichée sur l'électrode de la pièce .

Dans le cas d'un traitement dimensionnel par érosion électrique, il faut respecter 3 conditions de base :

• alimentation à impulsions ;
• l'utilisation d'une étincelle électrique ou de décharges en arc, assurant une action sélective et locale sur la surface de l'objet en cours de traitement ;
• en respectant la continuité du processus.

Le principe de fonctionnement du traitement d'érosion: 1 - fil, 2 - arc électrique (érosion par décharge électrique), 3 - source d'alimentation, 4 - détail.

La décharge électrique crée une zone à court terme et sur ogaranichennom dans la zone de traitement à haute température atteignant (10 - 11) 103 ° C

L'effet thermique de la décharge électrique sur les électrodes peut être représenté comme le résultat de l'effet combiné de la chaleur de surface (chaleur provenant du canal de décharge) et de la chaleur globale (chaleur de Joule - Lenz).

Sous l'influence des deux sources, dès que les surfaces occupent une place prépondérante, des bains de métal en fusion se forment à la cathode et à l'anode, et une partie du métal s'évapore.

L'intensité de l'élimination utile du métal d'une électrode et nocive de l'autre, la nature du mécanisme d'évacuation, la consommation d'énergie spécifique et les caractéristiques technologiques initiales du traitement mécanique avec décharge électrique dépendent des paramètres thermophysiques et électriques du processus:

• conductivité thermique;
• capacité thermique;
• températures et chaleurs de fusion et de vaporisation;
• gravité spécifique et résistance électrique spécifique des matériaux d'électrode ;
• le type d'environnement dans lequel se trouvent les électrodes et ses caractéristiques physico-mécaniques ;
• durée;
• amplitudes ;
• rapport cyclique et fréquence d'impulsion ;
• l'espace entre les électrodes ;
• conditions d'évacuation des produits d'érosion ;
• quelques autres facteurs.

La machine à décharge électrique se compose de trois éléments principaux :

• un générateur d'impulsions à courant élevé fournissant en continu des impulsions de tension aux électrodes avec une fréquence et des paramètres donnés ;
• des dispositifs pour établir et maintenir un entrefer entre les électrodes d'une valeur telle que les décharges sont continuellement excitées, converties en énergie thermique dans la zone de traitement, les produits d'enlèvement de métal et d'érosion sont éliminés (régulateur d'alimentation) ;
• la machine de traitement par décharge électrique proprement dite contenant les dispositifs nécessaires pour l'installation et le déplacement des électrodes, l'alimentation de la zone de traitement en fluide de travail, l'aspiration des gaz et des vapeurs, l'automatisation, le contrôle, la surveillance et la protection.

Panneau de commande de la machine à décharge électrique

Le type de décharge électrique (étincelle, arc), les paramètres des impulsions de courant, la tension et d'autres conditions déterminent la nature de l'usinage mécanique avec décharge électrique, qui est divisé selon ces caractéristiques en quatre types principaux :

• usinage par étincelage électrique;
• traitement des impulsions électriques;
• traitement mécanique anodique;
• traitement des contacts électriques.

Les caractéristiques communes à tous les types d'usinage par décharge électrique sont l'unité du mécanisme physique du processus, l'absence pratique d'impact de force sur la pièce, la similitude des schémas cinématiques de mise en forme, la possibilité d'automatiser le processus d'usinage et la mise en œuvre du service multi-stations, la communauté des schémas de base pour le contrôle automatique de l'alimentation, les systèmes d'alimentation en fluide de travail, etc.

La trempe et le revêtement EDM sont effectués par des générateurs électriques dans l'air avec une électrode de trempe vibrante. En raison de l'exposition à court terme à des températures élevées, une sorte de traitement thermique, de transfert et de diffusion des éléments d'alliage de l'électrode de durcissement se produit.

L'épaisseur de la couche solidifiée avec une électrode en carbure ou en graphite est de 0,03 à 0,05 mm, la dureté de surface est beaucoup plus élevée que l'original, mais ses valeurs fluctuent, la structure est inhomogène et la propreté de la surface est faible.

Le durcissement par décharge électrique est utilisé pour certains types d'outils et de pièces de machines.