ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ
Сегодня технологии, необходимые для изготовления и механической обработки материалов высокой твердости и прочности, новые технологические процессы обработки и механическая обработка заменяют традиционный процесс. Одним из наиболее важных и полезных из этих процессов является электроэрозионная обработка (ЭЭО). Обработка электрическим разрядом - это процесс, при котором импульс напряжения и импульс между инструментом и заготовкой погружается в жидкий диэлектрик и искры между ними пульсируют. Сталь AISI H13 используется при высоких температурах благодаря хорошей износоупорности, большой прочности и вязкости, что позволяет создавать такие формы, как горячая ковка, экструзия, литье и т.д. Характер и структура электроразрядной обработки по качеству выходных параметров очень важны.
Проведено несколько исследований влияния входных параметров на качество поверхности заготовки и выходных характеристик процесса, изменения скорости удаления стружки, шероховатости поверхности и изменения поверхности в электроэрозионной обработке деталей из стали с учетом влияния меди и графита. После пришли к выводу, что увеличение расхода энергии, повышение шероховатости поверхности и качества поверхности заготовки приведет к падению эффективности. Также сообщили, что с увеличением полярности и длительности импульса для обоих инструментов, глубина плавления и объем удаляемого материала увеличивается. А процесс электрической обработки разряда создает процесс моделирования катода и анода до вывода, что при образовании на аноде плазменного канала электрического разряда анод начинает плавиться, а затем по каналу плазма достигает катода. Это явление приводит к тому, что радиус канала плазмы больше, чем радиус отрицательного полюса, а положительный полюс электрического тока уменьшает плотность и поступает на анодную поверхность.
Также были изучены характеристики образовавшегося плазменного канала в процессе обработки электрическим разрядом. Результаты показали, что разница температур между анодом и катодом в процессе обработки электрическим разрядом намного выше, чем температура поверхности катода, как сообщалось ранее.
В случае отрицательной полярности разница температур снижает температуру поверхности заготовки, а зона глубины зависит от режима обработки. Было изучено, что влияние электродного материала, плотности тока и длительности импульса на выходные характеристики процесса ЭДМ включает скорость удаления стружки, износ инструмента и шероховатость поверхности при обработке инструментальной стали AISI D3. По результатам исследований, наибольшее влияние на износ инструмента оказывает экс-электролиз, при этом степень износа графитовых электродов в инструментальном производстве самая низкая.
Исследование также показало, что при увеличении длительности импульса и скорости потока, шероховатости поверхности увеличиваются, а также влияние параметров электроэрозионной обработки проволоки на выходные параметры при обработке стали. С помощью экспериментального подхода к проектированию было оценено влияние входных параметров, включая расход, время отключения импульса, напряжение обрыва цепи, скорость удаления металла из зазора напряжения и шероховатость поверхности.
Их результаты показывают, что четырехпараметровый набор, ток и время отключения импульсов проявляют наибольшее воздействие на объем извлечения металла и гладкость поверхности, оставляя при этом напряжение обрыва цепи, которое не влияет на оба свойства. Целью данного исследования было изучение влияния времени срабатывания импульса, рабочего цикла и полярности инструмента и зоны термического влияния изменения глубины электроэрозионной обработки углерода на обрабатываемую ЭДМ поверхность.
Влияние длительности импульса на обрабатываемую поверхность углерода
Процентный состав поверхностных слоев стали (Н13) до и после обработки EDX (по SEM) был оценен. Результаты показывают количество углерода в поверхности после механической обработки, где оно значительно возросло. Это может быть оправдано увеличением содержания углерода: после образования плазменного канала, а также плавления и испарения феномена объемного кипения (это является основным механизмом удаления стружки в процессе ЭДМ), электроды возникают на стыке плазменного канала. С одной стороны, и с другой стороны, углеводородный диэлектрический пробой и испарение, плавление и испарение электрода подходят для температуры и давления входящих в его состав атомов элементов в поверхностных слоях заготовки жидких диэлектриков и полезности, и увеличения количества углерода в образцах. В ЭДУ увеличивается длительность импульса за счет увеличения искровой энергии, что приводит к повышению температуры плазменного канала. Учитывая прямую зависимость между температурой и коэффициентом диффузии атомов с увеличением температуры, чем выше скорость проникновения диффузии атомов углерода в поверхностный слой, тем выше температура.
Влияние полярности на количество обрабатываемой поверхности с углеродом
Результаты анализа EDX показывают, что количество углерода в полярности поверхности является положительным, если выбрано отрицательное значение полярности. Это объясняется тем, что отрицательная полярность температуры поверхности заготовки снижает проникновение на поверхность заготовки атомной отрицательной полярности и тем самым уменьшает углерод, являющийся поверхностью заготовки.
Влияние полярности на твердость инструмента и зону глубины (HAZ)
При повышении протяженности импульса увеличивается глубина пониженной твердости (зона HAZ) обрабатывающего инструмента в обеих полярностях (положительная и отрицательная). Это выражается тем, что повышение протяжённости импульса, вызванное более высокими энергетическими искрами, превышением температуры поверхности заготовки и большим количеством жидкости из-за диэлектрического пробоя, приводит к увеличению концентрации углерода на поверхности заготовки. При увеличении доли углерода в окружающей среде атомы углерода кристаллической решетки железа и образования аустенита в этом слое увеличиваются. Увеличение скорости превращения углерода аустенита в мартенсит при закалке уменьшает скорость превращения мартенка в конце поверхности заготовки, при этом остается большее количество первичного аустенита. Температура поверхности заготовки также повышается с увеличением протяженности импульса, возвращает тепло обратно в более высокую температурную зону (HAZ), это явление является более серьезными потерями и, таким образом, увеличивает глубину слоя, на которую воздействует теплота, является длительностью импульса.
Влияние рабочего цикла на зону твердости и глубины (HAZ)
По мере увеличения рабочего цикла, уменьшение твердости зоны теплового воздействия приводит к увеличению глубины. Поэтому можно сказать, что рабочий цикл увеличивается за счет увеличения времени обработки и увеличения полезного времени выгрузки, энергии и повышения температуры поверхности заготовки за счет увеличения размеров и глубины ям на поверхности расплавленной заготовки, чем больше изменяется глубина поверхности заготовки. Также, из-за более высокой температуры поверхности заготовки и термической отделки при более высоких температурах спины, сильно упала в зоне термического воздействия в этой зоне больше и шире.
Итого
- При повышении протяженности импульса понижается протяженность слоев вблизи поверхности более сложных и увеличивается зона глубины (ЗГВ);
- Глубина зоны теплового воздействия менее отрицательна по полярности;
- За счет увеличения длительности импульса распада керосина углерод с поверхности заготовки увеличивается;
- В случае отрицательной полярности углерода от поверхностных слоев распада керосина уменьшается;
- Глубина зоны теплового воздействия увеличивается с увеличением рабочего цикла