Umfassender Leitfaden für die Drahterodierbearbeitung mit Wolframkarbid

Wolframkarbid ist bekannt für seine extrem hohe Härte (HRA ≥89), Druckfestigkeit (4.000-6.000 MPa) und außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und wird in kritischen Branchen wie dem Formenbau, der Luft- und Raumfahrt und der Präzisionswerkzeugherstellung eingesetzt. Seine diamantähnliche Härte (nahe HRA 90) macht jedoch herkömmliche Bearbeitungsmethoden anfällig für Werkzeugverschleiß oder -bruch. Drahterosionsbearbeitung (WEDM) hat sich aufgrund des berührungslosen Erosionsprinzips als Grundstein für die Präzisionsbearbeitung von Hartmetall etabliert. In diesem Artikel wird das WEDM-Verfahren für Wolframkarbid systematisch aufgeschlüsselt und wie folgt strukturiert Vorverarbeitung, Ausführung, Risikokontrolle und Nachbearbeitungum die Herstellung hochwertiger Teile zu ermöglichen.

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I. Vorverarbeitung: Die Grundlage für Präzision legen

1. Materialauswahl und Vorbereitung
   • Material Klasse: Bevorzugen Sie Wolframkarbide der YG-Serie (z. B. YG8 mit einem Kobaltgehalt von 6-12%) für ein optimales Verhältnis zwischen Zähigkeit und Sprödigkeit.
   • Oberflächenreinigung: Ultraschallreinigung mit neutralen Entfettungsmitteln zur Beseitigung von Ölverunreinigungen (Restfett verursacht anormale Entladungen). Prüfen Sie die Maßhaltigkeit mit einem KMG (Toleranz ≤±0,01 mm).
2. Maschine & Parameter Konfiguration
   • Auswahl der Maschine: Verwenden Sie WEDM-Maschinen mit langsamer Verfahrbewegung (z. B. AgieCharmilles CUT 3000) mit Präzisionslinearführungen (Geradheit ≤0,003mm/300mm) für eine Positioniergenauigkeit von ±0,002mm.
   • Optimierung der Parameter: Dynamische Anpassung der Parameter auf der Grundlage der Materialstärke (Beispiel 20 mm):
     • Elektrodendraht: Φ0,1mm Messingdraht (Zugfestigkeit ≥1.200N/mm²)
     • Entladungsparameter: Spitzenstrom 3-5A, Puls-An-Zeit 1-3μs, Puls-Aus-Zeit 10-15μs
     • Dielektrische Flüssigkeit: Spezialisierte Arbeitsflüssigkeit auf Kerosinbasis (Leitfähigkeit 5-15μS/cm)
3. Werkstückspannung & Kalibrierung
   • Vorrichtungsdesign: Verbundklemmung mit Vakuumansaugung + seitliche Abstützung zur Minimierung der Verformung (≤0,005mm).
   • Koordinatenausrichtung: Die lasergestützte Werkzeugeinstellung gewährleistet einen Koordinatenfehler zwischen Werkstück und Maschine von ≤±0,003 mm.

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II. Ausführung: Fünfstufige Präzisionsbearbeitung

1. 3D-Modellierung und Programmierung
   • Verwenden Sie CAM-Software (Mastercam/GibbsCAM) für die 3D-Modellierung, wobei Sie auf scharfe Eckenübergänge (Radius ≥R0,1 mm) und dünnwandige Strukturen (Dicke ≥0,3 mm) achten sollten.
   • ISO-Code-Generierung: Wenden Sie eine Überschnittkompensation (0,01-0,02 mm) an, um die Auswirkungen von Eigenspannungen zu mildern.
2. Überprüfung des Probeschnitts
   • Führen Sie an der Materialkante einen 5×5 mm großen Vorbohrungsschnitt durch. Passen Sie die Kompensationswerte an, wenn die Abweichung mehr als ±0,005 mm beträgt.
3. Strategie für segmentiertes Schneiden
   • Aufrauen: Hoher Strom (8-10A) für einen schnellen Materialabtrag, wobei 0,15-0,2 mm Schlichtaufmaß verbleiben.
   • Fertigstellung: Niedriger Strom (2-3A) + Hochfrequenzimpulse (1μs Einschaltzeit) mit Servo-Tracking für 0,001mm Bahnsteuerung.
4. Überwachung und Intervention in Echtzeit
   • Spektroskopische Analyse: Überwachen Sie die Metallionenkonzentration in der dielektrischen Flüssigkeit; tauschen Sie sie aus, wenn Wolfram 150 ppm überschreitet.
   • Wärmebildtechnik: Verwenden Sie Infrarotkameras, um die Temperatur in der Schneidzone auf ≤80°C zu halten und eine Ausdehnung der hitzebeeinflussten Zone zu verhindern.
5. Abschließende Qualitätsprüfung
   • Maßgenauigkeit: Validierung kritischer Abmessungen (z. B. H7/g6-Passungen) mit Hilfe eines KMG.
   • Qualität der Oberfläche: Messung des Ra-Werts (Zielwert ≤0,8μm) mit einem Profilometer; Bewertung des Härteabfalls in der Wärmeeinflusszone (≤5%) durch Mikrohärteprüfung.

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III. Risikokontrolle: Vier kritische Vorsichtsmaßnahmen

1. Sicherheitsprotokolle
   • Die Bediener müssen einen lichtbogenbeständigen Gesichtsschutz (Filterklasse ≥9), isolierte Handschuhe und schnittfeste Kleidung tragen.
   • Die Maschinen müssen mit Zweikreis-Notausschaltern und Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCDs, ≤30mA Auslösestrom) ausgestattet sein.
2. Wartung der Ausrüstung
   • Täglich: Oxidation des Leiterblocks reinigen; Stabilität der Drahtspannung prüfen (±0,5N Schwankung).
   • Monatlich: Austausch der Ionenaustauscherharze (wenn die Leitfähigkeit die Grenzwerte überschreitet); Neukalibrierung der Servo-Encoder.
3. Rückverfolgbarkeit der Qualität
   • Protokollieren Sie chargenspezifische Parameter (Schneidstoffwechsel, Drahtverbrauch) und wenden Sie die statistische Prozesskontrolle (SPC) an, um Prozessschwankungen zu erkennen.

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IV. Nachbearbeitung: Der letzte Schliff für mehr Leistung

1. Oberflächenveredelung
   • Spannungsarmes Glühen: Vakuumofenbehandlung bei 500°C für 2 Stunden zum Abbau von Eigenspannungen (≥70% Reduktion).
   • PVD-Beschichtung: Abscheidung von TiAlN-Schichten (2-3μm) für HV ≥3.200 Härte und ≥1.000h NSS-Korrosionsbeständigkeit.
2. Präzisionsüberprüfung
   • CT-Scannen: Industrie-CT zur Erkennung von Rissen im Inneren (Auflösung ≤0,01 mm).
   • Weißlicht-Interferometrie: Mikro-Topographie-Analyse (0,1μm Schrittweite).
3. Verpackung und Lagerung
   • Vakuumverpackung mit Trocknungsmitteln; Lagerung in klimatisierten Lagern (20±2°C, ≤40%RH).

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Schlussfolgerung: Die technologische Entwicklung als Motor des industriellen Fortschritts

Mit Fortschritten wie 5-Achsen-WEDM-Maschinen (z.B. GF Machining Solutions CUT P Serie) und AI-gesteuerte ParameteroptimierungDas WEDM-Verfahren mit Wolframkarbid erreicht jetzt eine 40% schnellere Bearbeitung, Oberflächengüten von Ra 0,2μm und eine Materialausnutzung von ≥95%. Als ein 15 Jahre Spezialist für die Verarbeitung von Wolframkarbid, Dongguan Yize Mould bietet integrierte Lösungen in den Bereichen Materialauswahl, Verfahrenstechnik und Anlagenintegration. Zu unseren Kernprodukten gehören Stempel aus Wolframkarbid, Matrizeneinsätze und kundenspezifische Komponenten aus Hartlegierungen.

Unser Fabrikgeschäft: Hartmetallteile, Formteile, medizinische Spritzgussformen, Präzisionsspritzgussformen, Teflon-PFA-Spritzguss, PFA-Rohrverschraubungen. E-Mail: [email protected],whatsapp:+8613302615729.

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