Guida completa alla lavorazione dell'elettroerosione a filo in carburo di tungsteno

Il carburo di tungsteno, noto per la sua altissima durezza (HRA ≥89), la resistenza alla compressione (4.000-6.000 MPa) e l'eccezionale resistenza all'usura, domina settori critici come la produzione di stampi, componenti aerospaziali e utensili di precisione. Tuttavia, la sua durezza simile a quella del diamante (che si avvicina a HRA 90) rende i metodi di lavorazione convenzionali inclini all'usura o alla rottura degli utensili. Lavorazione a scarica elettrica a filo (WEDM) è emersa come tecnologia fondamentale per la lavorazione di precisione del carburo di tungsteno grazie al suo principio di erosione senza contatto. Questo articolo analizza sistematicamente il processo WEDM per il carburo di tungsteno, strutturato come segue pre-elaborazione, esecuzione, controllo del rischio e post-elaborazioneper sbloccare la produzione di pezzi di alta qualità.

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I. Pre-elaborazione: Gettare le basi per la precisione

1. Selezione e preparazione del materiale
   • Grado del materiale: Privilegiare i carburi di tungsteno della serie YG (ad esempio, YG8 con contenuto di cobalto 6-12%) per un equilibrio ottimale tra tenacità e fragilità.
   • Pulizia delle superfici: Effettuare una pulizia a ultrasuoni con sgrassatori neutri per eliminare i contaminanti oleosi (il grasso residuo causa scariche anomale). Convalidare la precisione dimensionale con una CMM (tolleranza ≤±0,01 mm).
2. Configurazione della macchina e dei parametri
   • Selezione della macchina: Utilizzare macchine WEDM a traslazione lenta (ad esempio, AgieCharmilles CUT 3000) con guide lineari di precisione (rettilineità ≤0,003mm/300mm) per una precisione di posizionamento di ±0,002mm.
   • Ottimizzazione dei parametri: Regolazione dinamica dei parametri in base allo spessore del materiale (esempio 20 mm):
     • Filo per elettrodi: Filo di ottone da 0,1 mm (resistenza alla trazione ≥1.200N/mm²).
     • Parametri di scarico: Corrente di picco 3-5A, tempo di accensione 1-3μs, tempo di spegnimento 10-15μs
     • Fluido dielettrico: Fluido di lavoro specializzato a base di cherosene (conduttività 5-15μS/cm)
3. Attrezzature e calibrazione
   • Design dell'apparecchio: Bloccaggio composito con aspirazione a vuoto + supporto laterale per ridurre al minimo la deformazione (≤0,005 mm).
   • Allineamento delle coordinate: L'impostazione degli utensili basata sul laser garantisce un errore di coordinazione pezzo-macchina ≤±0,003 mm.

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II. Esecuzione: Lavorazione di precisione in cinque fasi

1. Modellazione e programmazione 3D
   • Utilizzare un software CAM (Mastercam/GibbsCAM) per la modellazione 3D, dando risalto alle transizioni angolari nette (raggio ≥R0,1 mm) e alle strutture a parete sottile (spessore ≥0,3 mm).
   • Generazione del codice ISO: Applicare una compensazione del sovrataglio (0,01-0,02 mm) per attenuare gli effetti delle tensioni residue.
2. Verifica del taglio di prova
   • Eseguire un foro pilota di 5×5 mm sul bordo del materiale. Regolare i valori di compensazione se la deviazione supera i ±0,005 mm.
3. Strategia di taglio segmentato
   • Sgrossatura: Corrente elevata (8-10A) per una rapida rimozione del materiale, lasciando un margine di finitura di 0,15-0,2 mm.
   • Finitura: Bassa corrente (2-3A) + impulsi ad alta frequenza (tempo di accensione degli impulsi di 1μs) con servo-tracciamento per il controllo di percorsi di 0,001 mm.
4. Monitoraggio e intervento in tempo reale
   • Analisi spettroscopica: Monitorare la concentrazione di ioni metallici nel fluido dielettrico; sostituirlo quando il tungsteno supera le 150 ppm.
   • Imaging termico: Utilizzare telecamere a infrarossi per mantenere la temperatura della zona di taglio ≤80°C, evitando l'espansione della zona interessata dal calore.
5. Ispezione finale della qualità
   • Precisione dimensionale: Convalidare le dimensioni critiche (ad esempio, gli accoppiamenti H7/g6) utilizzando una CMM.
   • Qualità della superficie: Misurare il valore Ra (obiettivo ≤0,8μm) con un profilometro; valutare il calo di durezza della zona colpita dal calore (≤5%) mediante test di microdurezza.

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III. Controllo del rischio: Quattro precauzioni critiche

1. Protocolli di sicurezza
   • Gli operatori devono indossare schermi facciali resistenti all'arco (classe di filtraggio ≥9), guanti isolati e indumenti antitaglio.
   • Le macchine devono essere dotate di arresti di emergenza a doppio circuito e di dispositivi di corrente residua (RCD, corrente di intervento ≤30mA).
2. Manutenzione delle apparecchiature
   • Giornaliero: Pulire l'ossidazione del blocco conduttore; controllare la stabilità della tensione del filo (fluttuazione di ±0,5N).
   • Mensile: Sostituire le resine a scambio ionico (quando la conducibilità supera i limiti); ricalibrare i servodischi.
3. Tracciabilità della qualità
   • Registrare i parametri specifici del lotto (cambi di fluido da taglio, consumo di filo) e applicare il controllo statistico del processo (SPC) per identificare le variazioni del processo.

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IV. Post-elaborazione: Il tocco finale per migliorare le prestazioni

1. Miglioramento della superficie
   • Ricottura antistress: Trattamento in forno a vuoto a 500°C per 2 ore per ridurre le tensioni residue (riduzione ≥70%).
   • Rivestimento PVD: Deposito di strati di TiAlN (2-3μm) per una durezza HV ≥3.200 e una resistenza alla corrosione NSS ≥1.000h.
2. Verifica di precisione
   • Scansione TC: CT industriale per il rilevamento di cricche interne (risoluzione ≤0,01 mm).
   • Interferometria a luce bianca: Analisi della micro-topografia (dimensione del passo 0,1μm).
3. Imballaggio e stoccaggio
   • Confezionare sottovuoto con essiccanti; conservare in magazzini a clima controllato (20±2°C, ≤40%RH).

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Conclusione: L'evoluzione tecnologica che guida il progresso industriale

Con progressi come Macchine WEDM a 5 assi (ad esempio, GF Machining Solutions Serie CUT P) e Ottimizzazione dei parametri guidata dall'intelligenza artificialeLa WEDM in carburo di tungsteno raggiunge oggi 40% di lavorazione più veloce, finiture superficiali Ra 0,2μm e tassi di utilizzo del materiale ≥95%. Come Specialista nella lavorazione del carburo di tungsteno da 15 anni, Dongguan Yize Mould offre soluzioni integrate che comprendono la selezione dei materiali, la progettazione dei processi e l'integrazione delle attrezzature. I nostri prodotti principali includono punzoni in carburo di tungsteno, inserti per stampi e componenti personalizzati in lega dura.

La nostra attività in fabbrica: parti in metallo duro, parti di stampi, stampi a iniezione medicali, stampi a iniezione di precisione, stampaggio a iniezione di teflon PFA, raccordi per tubi PFA. e-mail: [email protected],whatsapp:+8613302615729.

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