Hvilke materialer er best egnet for elektrisk utladningsbearbeiding?

De beste kandidatene for standard EDM er arbeidsstykker som gir en stabil elektrisk ledende forbindelse fra maskinens tilkobling til det området som skal bearbeides. Ledende stål og verktøystål, rustfritt stål, nikkelbaserte legeringer, titanlegeringer, aluminiums- og kobberlegeringer, sementert karbid samt noen ledende sinterede eller komposittmaterialer kan alle vurderes. Enkle materialfamilienavn alene garanterer imidlertid ikke bearbeidbarhet, hastighet, nøyaktighet, overflatekvalitet eller kommersiell egnethet.

Når ledningsevnen er bekreftet, bestemmer geometrien hvilken prosess som velges. Tråd EDM skjærer en bane eller profil med en bevegelig trådelektrode. Dybtråd-EDM bruker en formet elektrode for en blindhull eller en tredimensjonal negativ form. EDM boring bruker vanligvis en roterende rørelektrode med spylevann for å lage små eller dype hull. Den nøyaktige kvaliteten, varmebehandlingen eller tempereringen, overflatebelegget, bindemidlet, grensesnittene, tilgangen til egenskaper og inspeksjonskravene avgjør deretter om en praktisk prosess kan kvalifiseres.

Vanlig glass, plast, stein og isolerende keramikk er ikke direkte arbeidsstykker for standard EDM. Noen spesialiserte ledende keramikker, kompositter eller støttede forskningsprosesser finnes, men de må ikke behandles som en generell HarsMarg-kapasitet uten gjennomgang av den nøyaktige kvaliteten og maskinkonfigurasjonen.

Start med lederbanetesten

EDM fjerner materiale ved kontrollerte elektriske utladninger over et bearbeidingsgap. Denne kretsen krever en tilstrekkelig ledende forbindelse til arbeidsstykket og en ledende vei til det området som skal bearbeides. Hardhet alene er ikke et kriterium: En herdet, ledende ståltype kan fortsatt være egnet for EDM, siden prosessen ikke avhenger av en mekanisk belastet skjærekant.

Ledningsevne er bare den første inngangsporten. Den er ikke en universell rangering av bearbeidingshastighet eller overflatekvalitet. To materialer med liknende ledningsevne kan reagere annerledes på grunn av sammensetning, mikrostruktur, varmebehandling, termiske egenskaper, tverrsnittstykkelse, elektrode eller tråd, dielektrikumstilstand, spølning og valgte generatorinnstillinger. Av denne grunnen bruker denne veiledningen ikke én resistivitetsgrenseverdi eller én innstillings-tabell for hvert HarsMarg-modell.

Sjekk den faktiske nåværende banen, ikke bare materialecertifikatet. Tung oksid, maling, skall, metallbelægning, forurensning, limlag eller en avbrutt ledende fase kan påvirke arbeidsforbindelsen eller utladningssonen. For en leddet, belagt, lagdelt eller flermaterialsamling, identifiser hvert materiale og hver grensesnitt langs den ønskede egenskapen.

Velg EDM-prosessen etter egenskapens geometri

Samme materiale kan være egnet for alle tre prosessene, men krever kanskje en annen maskin for hver funksjon. For eksempel kan et ledende verktøystålblank benytte tråd-EDM for en ytre profil, sink-EDM for en blind formhule og EDM-boring for et lite, dypt hull. Materialekompatibilitet betyr ikke at disse prosessene er utbyttbare.

Vanlige familier av ledende materialer som skal vurderes

Denne tabellen er en screeningveiledning, ikke en liste over materialer som allerede er kvalifisert på hvert HarsMarg-modell. Endelig godkjenning avhenger av nøyaktig materiale, egenskaper, maskinkonfigurasjon, prosessrute og måleresultat fra prøven.

Materialehårdhet er ikke den eneste avgjørelsesfaktoren

EDM har ikke et konvensjonelt skjærekant som presser seg gjennom arbeidsstykket, så økt hårdhet skaper ikke samme mekaniske verktøybelastningsproblem som finnes ved fresing, dreining eller boremaskinbruk. Dette er én av grunnene til at EDM vurderes for ledende herdet stål, karbid og vanskelige legeringer.

Det betyr ikke at hårdhet eller materietilstand kan ignoreres. Varmebehandling kan endre mikrostruktur og restspenninger; frigjøring av en profil kan avsløre deformasjon som allerede var lagret i råmaterialet. Elektriske og termiske egenskaper, bindemiddelfaser og overflateforhold påvirker også prosessutviklingen. Registrer produksjonsforholdene i stedet for å teste en glødet prøvelapp og anta at dette bekrefter gyldigheten av et herdet del.

Tilfeller som krever ekstra gjennomgang

• Belagte eller oksiderte deler: identifiser belægningsmateriale/tykkelse og der arbeidsforbindelsen når rent ledende materiale.
• Sveisede, laminerte eller flermaterialdelar: kartlegg kvart grensesnitt som kuttet, hola eller holet kryssar; ikkje anta at éin ledande lag gyldiggjer heile banen.
• Sintera og sammensatte materialgradar: gje bindemiddel, ledande fase, porøsitet og gradspesifikke data. Namnleg like gradar kan oppføra seg ulikt.
• Tynne veggar eller fleksible delar: inkluder festeholde-, støtte- og avslippingsplan for slagg; ikkje-kontakt erosjon hindrar ikkje problem med restspenningar eller deformasjon ved frigjering.
• Sikkerheitskritiske eller regulerte delar: definer krav til omforma lag, mikrosprekker, kontaminering, dimensjonar, ruheit og sporbareheit separat. EDM-utførbarheit etablerer ikkje godkjenning for luftfart, medisin eller andre prosessar.
• Farlege eller reaktive materialar: gjennomgå gjeldende sikkerhetsdata, dielektrisk/væskekompatibilitet, ventilasjon, avfallshåndtering og stedskontroller før noen prøvearbeid.

En seksstegs EDM-materialvalgsjekk

1. Navngi materialet nøyaktig. Registrer spesifikasjonen, kvaliteten, leverandørens tilstand, varmebehandling eller hardhet, hårdhet når relevant, belegg samt bindemiddel-/komposittkonstruksjon.
2. Bekreft en lederkrets. Verifiser at verkstykkeforbindelsen og hele det tenkte utladningsområdet er tilstrekkelig ledende for den valgte maskinen/prosessen.
3. Klassifiser egenskapen. Velg en trådskjærende profil, en formelektrodehulrom eller et rørelektrodehull; velg ikke utelukkende basert på materialnavnet.
4. Sjekk fysisk tilgang og kapasitet. Sammenlign total størrelse, vekt, tverrsnittstykkelse, dybde, starthull/tilgangsvei, bevegelse, tank/arbeidsområde, festemiddel og spyltilgang med den valgte modellen.
5. Definer målbare akseptkriterier. Angi mål, referanseplan, toleranse, konisitet/profil, hjørne- eller hullkrav, ruhet og eventuelle krav til overflateintegritet eller regulerte prosesser.
6. Valider en representativ prøve. Bruk den faktiske kvaliteten og produksjonsrelevante geometrien/tilstanden. Hold maskinen, elektroden eller tråden, dielektrikumet/spyleprosessen, programmet/gangstrategien og inspeksjonsresultatene sporbare.

Etter at Wire EDM er valgt, bruk den separate Wire EDM-materialeprøve- og oppsettguiden for å planlegge en representativ prøvelapp og kontrollert validering. HarsMargs nåværende enkelt-skjæring og flerskjæring familier bruker svingende molybden-tråd, så råd skrevet for enfaset forbruksbrass-trådsystemer bør ikke kopieres uten maskinspesifikk vurdering.

For en enkel, språklig forklaring av utladningsprosessen før utstyrssammenligning, se Hvordan elektrisk utladningsbearbeiding fungerer .

Hva som skal sendes for en EDM-material- og prosessgjennomgang

For å diskutere materialens egnethet og den riktige maskinfamilien, send følgende via HarsMarg-spørreskjemaet :

• materiellspesifikasjon, nøyaktig kvalitet, leverandørsertifikat eller sammensetning når tilgjengelig;
• varmebehandling, temperatur, hardhet, belægning, bindemiddel eller sammensatt/lagstruktur;
• 2D/3D-tegning med totalstørrelse, vekt, referanseplan og nøyaktig detalj som skal bearbeides;
• for tråd-EDM: tykkelse, åpen-kant-/start-hull-rute, konisitet, minste innvendige radius og plan for avkast/støtte;
• for sink-EDM: hulromsdimensjoner/dybde, hjørner/ribber og elektroinformasjon hvis allerede utformet;
• for EDM-boring: hull-diameter, dybde, vinkel, blind-/gjennom-betingelse og krav til inngang/utgang;
• mål-toleranse, profil/plassering, ruhet og overflateintegritet eller regulerte prosessgrenser;
• produksjonsmengde, ønsket validerings-/prøveplan og tilgjengelig prøvematerial;
• destinasjonsland, strømforsyning og eventuelle krav til lasting, automatisering eller inspeksjon.

Ofte stilte spørsmål

Må et materiale være elektrisk ledende for EDM?

Ja for standard EDM. Verkstykket må støtte kontrollerte elektriske utladninger gjennom en passende krets til bearbeidingsområdet. Ikke anta egnethet utelukkende basert på utseende, hardhet eller en ledende overflatebelægning.

Betyr høyere elektrisk ledningsevne alltid raskere EDM?

Nei. Ledningsevne hjelper til å avgjøre om en utladningsprosess er mulig, men den predikerer ikke i seg selv skjærehastighet, elektrode-/trådoppførsel, overflatekvalitet eller dimensjonelle resultater. Det nøyaktige materialet, geometrien, maskinen, elektroden eller tråden, dielektrikumet/flusingen og godkjente prosessbetingelser må vurderes sammen.

Kan herdet stål bearbeides etter varmebehandling?

Ledende herdet stål kan være et kandidat for EDM. Bruk den faktiske produksjonsgraden og varmebehandlingsbetingelsen for validering, og inspiser i henhold til tegningskravene samt eventuelle spesifiserte krav til deformasjon, recast-layer eller overflateintegritet.

Kan samme materiale bruke Wire EDM, die-sinking EDM og EDM-boring?

Muligens, ja. Materialet kan kanskje gjennomføre ledeevne-testen for alle tre prosessene, mens geometrien på detaljen bestemmer hvilken prosess som brukes: en gjennomgående profil for Wire EDM, en blindhull for die-sinking EDM eller et lite/dyp hull for EDM-boring. Hver prosess må likevel sjekkes mot maskinkapasitet og bekreftes med prøveproduksjon.

Kan standard EDM direkte bearbeide glass, plast eller isolerende keramikk?

Nei. Disse materialene gir ikke den ledende arbeidsstykkets kretsen som standard EDM krever. En spesialisert hjelpeprosess bør ikke antas å være tilgjengelig på HarsMarg-utstyr; velg en annen skjæreprinsipp eller be om en dokumentert teknisk vurdering.

Gir en vellykket prøveproduksjon godkjenning av en regulert serietilvirket del?

Ikke automatisk. En prøve kan fastslå gjennomførbarhet under registrerte forhold, men godkjenning til produksjon kan også kreve bevis for gjentagelighet, kalibrert inspeksjon, overflateintegritetstesting, rengjøring, sporbarehet og aksept fra kunde eller myndigheter.