Guia completo para o processamento de EDM de fio de carboneto de tungsténio

O carboneto de tungsténio, conhecido pela sua dureza ultra-alta (HRA ≥89), resistência à compressão (4.000-6.000 MPa) e excecional resistência ao desgaste, domina indústrias críticas como o fabrico de moldes, componentes aeroespaciais e ferramentas de precisão. No entanto, a sua dureza semelhante à do diamante (próxima de HRA 90) torna os métodos de maquinação convencionais propensos ao desgaste ou quebra da ferramenta. Maquinação por Descarga Eléctrica de Fios (WEDM) surgiu como a tecnologia de base para o processamento de precisão do carboneto de tungsténio devido ao seu princípio de erosão sem contacto. Este artigo disseca sistematicamente o processo WEDM para o carboneto de tungsténio, estruturado da seguinte forma pré-processamento, execução, controlo de riscos e pós-processamentopara desbloquear o fabrico de peças de alta qualidade.

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I. Pré-processamento: Estabelecer as bases para a precisão

1. Seleção e preparação de materiais
   • Grau do material: Dê prioridade aos carbonetos de tungsténio da série YG (por exemplo, YG8 com um teor de cobalto de 6-12%) para um equilíbrio ótimo entre tenacidade e fragilidade.
   • Limpeza de superfícies: Proceder à limpeza por ultra-sons com desengordurantes neutros para eliminar os contaminantes de óleo (a gordura residual provoca descargas anormais). Validar a exatidão das dimensões com uma máquina de medição por coordenadas (tolerância ≤±0,01 mm).
2. Configuração da máquina e dos parâmetros
   • Seleção de máquinas: Utilizar máquinas WEDM de movimento lento (por exemplo, AgieCharmilles CUT 3000) com guias lineares de precisão (retidão ≤0,003mm/300mm) para uma precisão de posicionamento de ±0,002mm.
   • Otimização de parâmetros: Ajustar dinamicamente os parâmetros em função da espessura do material (exemplo: 20 mm):
     • Fio do elétrodo: Fio de latão de Φ0,1mm (resistência à tração ≥1.200N/mm²)
     • Parâmetros de descarga: Corrente de pico 3-5A, tempo de ativação do impulso 1-3μs, tempo de desativação do impulso 10-15μs
     • Fluido dielétrico: Fluido de trabalho especializado à base de querosene (condutividade 5-15μS/cm)
3. Porta-peças e calibração
   • Conceção de aparelhos: Fixação composta com sucção a vácuo + suporte lateral para minimizar a deformação (≤0,005mm).
   • Alinhamento de coordenadas: O ajuste da ferramenta com base em laser garante um erro de coordenadas peça-máquina ≤±0,003mm.

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II. Execução: Maquinação de precisão em cinco etapas

1. Modelação e programação 3D
   • Utilize software CAM (Mastercam/GibbsCAM) para modelação 3D, dando ênfase a transições de cantos afiados (raio ≥R0,1mm) e estruturas de paredes finas (espessura ≥0,3mm).
   • Geração de códigos ISO: Aplicar uma compensação de sobrecorte (0,01-0,02 mm) para atenuar os efeitos das tensões residuais.
2. Verificação do corte experimental
   • Efetuar um corte de orifício piloto de 5×5 mm no bordo do material. Ajustar os valores de compensação se o desvio for superior a ±0,005mm.
3. Estratégia de corte segmentado
   • Desbaste: Corrente elevada (8-10A) para uma rápida remoção de material, deixando uma margem de acabamento de 0,15-0,2 mm.
   • Acabamento: Corrente baixa (2-3A) + impulsos de alta frequência (1μs de tempo de ativação do impulso) com rastreio de servo para controlo de trajetória de 0,001 mm.
4. Monitorização e intervenção em tempo real
   • Análise espectroscópica: Monitorizar a concentração de iões metálicos no fluido dielétrico; substituir quando o tungsténio exceder 150ppm.
   • Imagem térmica: Utilizar câmaras de infravermelhos para manter a temperatura da zona de corte ≤80°C, evitando a expansão da zona afetada pelo calor.
5. Inspeção final da qualidade
   • Precisão dimensional: Validar dimensões críticas (por exemplo, ajustes H7/g6) utilizando uma CMM.
   • Qualidade da superfície: Medir o valor Ra (objetivo ≤0,8μm) com um perfilómetro; avaliar a queda de dureza da zona afetada pelo calor (≤5%) através de ensaios de microdureza.

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III. Controlo dos riscos: Quatro Precauções Críticas

1. Protocolos de segurança
   • Os operadores devem usar protectores faciais resistentes ao arco (classe de filtro ≥9), luvas isoladas e vestuário resistente a cortes.
   • As máquinas devem estar equipadas com dispositivos de paragem de emergência de duplo circuito e dispositivos de corrente residual (RCDs, ≤30mA de corrente de disparo).
2. Manutenção de equipamentos
   • Diário: Limpar a oxidação do bloco condutor; verificar a estabilidade da tensão do fio (flutuação de ±0,5N).
   • Mensal: Substituir as resinas permutadoras de iões (quando a condutividade excede os limites); recalibrar os servo-codificadores.
3. Rastreabilidade da qualidade
   • Registar parâmetros específicos do lote (mudanças de fluido de corte, consumo de fio) e aplicar o Controlo Estatístico do Processo (SPC) para identificar variações do processo.

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IV. Pós-processamento: O toque final para um melhor desempenho

1. Melhoramento da superfície
   • Recozimento para alívio de tensões: Tratamento em forno de vácuo a 500°C durante 2 horas para reduzir as tensões residuais (redução ≥70%).
   • Revestimento PVD: Depositar camadas de TiAlN (2-3μm) para obter uma dureza HV ≥3.200 e uma resistência à corrosão NSS ≥1.000h.
2. Verificação de precisão
   • Tomografia computorizada: TC industrial para deteção de fissuras internas (resolução ≤0,01 mm).
   • Interferometria de luz branca: Análise microtopográfica (tamanho do passo de 0,1 μm).
3. Embalagem e armazenamento
   • Embalagem sob vácuo com dessecantes; armazenar em armazéns climatizados (20±2°C, ≤40%RH).

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Conclusão: A evolução tecnológica impulsiona o avanço industrial

Com avanços como Máquinas WEDM de 5 eixos (por exemplo, Série CUT P da GF Machining Solutions) e Otimização de parâmetros com base em IAA WEDM de carboneto de tungsténio atinge agora um processamento 40% mais rápido, acabamentos de superfície Ra 0,2μm e taxas de utilização de material ≥95%. Como um Especialista em processamento de carboneto de tungsténio há 15 anos, Dongguan Yize Mould oferece soluções integradas que abrangem a seleção de materiais, a engenharia de processos e a integração de equipamentos. Os nossos principais produtos incluem punções de carboneto de tungsténio, inserções de matrizes e componentes personalizados de ligas duras.

O nosso negócio de fábrica: peças de metal duro, peças de molde, moldes de injeção médica, moldes de injeção de precisão, moldagem por injeção de teflon PFA, acessórios para tubos PFA. e-mail: [email protected],whatsapp:+8613302615729.

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