Elettroerosione a filo dell'acciaio per utensili: strato rifuso, distensione e passate di finitura

Cosa lascia l'elettroerosione

L'elettroerosione a filo erode il metallo con scintille, e ogni scintilla fonde un cratere microscopico. La superficie risolidificata — lo strato rifuso, spesso chiamato strato bianco perché all'attacco metallografico appare bianco e privo di caratteristiche — ha tipicamente uno spessore dell'ordine di pochi micrometri fino a poche decine di micrometri in funzione dell'energia del taglio. Le sue proprietà differiscono nettamente dall'acciaio base:

• È martensite non rinvenuta e fragile, spesso più dura della massa, contenente frequentemente microcricche.
• Al di sotto si trova una zona termicamente alterata poco profonda il cui rinvenimento è stato alterato.

Su uno spigolo di punzone o matrice, lo strato rifuso è dove iniziano scheggiature e cricche premature di fatica. Su componenti a basso impegno può essere accettabile allo stato di taglio; sugli spigoli di lavoro degli utensili viene gestito deliberatamente.

Passate di finitura: il rimedio standard

Il lavoro di produzione su stampi utilizza raramente un singolo taglio. La sequenza abituale è:

1. Una passata di sgrossatura ad alta energia per velocità — strato rifuso spesso, superficie ruvida (spesso Ra 1.6 µm o più grossolana).
2. Da due a quattro passate di finitura (skim) a energia di scarica progressivamente inferiore, ciascuna rimuovendo pochi centesimi di millimetro o meno. Ogni passata di finitura rimuove il danno dello strato precedente e ne lascia uno proprio più sottile e meno criccato.

Con più passate di finitura lo strato rifuso finale può essere ridotto a circa 1–2 µm o meno, la finitura superficiale migliora verso Ra 0.2–0.4 µm e la precisione dimensionale aumenta perché i tagli a bassa energia flettono meno il filo. Il costo è il tempo macchina, motivo per cui il numero di passate di finitura è specificato per classe di componente — stampi da taglio e utensili di tranciatura fine all'estremo generoso, lavori con gioco grossolano all'estremo ridotto.

Dopo il taglio, la pietratura o lucidatura leggera degli spigoli critici rimuove meccanicamente l'ultimo strato rifuso; su punzoni critici per fatica questa fase non è estetica.

Distensione e distorsione

L'acciaio per utensili temprato trasporta tensioni residue dalla tempra, e l'elettroerosione a filo rimuove materiale senza aggiungere sforzo meccanico — ma dividere un blocco consente alle tensioni esistenti di ridistribuirsi, e il pezzo si muove. Sintomi classici: una piastra fessurata che si chiude sul filo o si allontana a molla, e componenti lunghi che si incurvano dopo la rimozione di una sezione centrale.

Contromisure standard:

• Distendere prima dell'elettroerosione quando il rinvenimento dell'acciaio lo consente — un rinvenimento circa 25–30 °C al di sotto della temperatura di rinvenimento finale, dopo la sgrossatura, stabilizza i grezzi per il lavoro di finitura.
• Strategia di taglio: lasciare linguette/ponti in modo che sfrido e telaio restino collegati fino alla fine; sgrossare prima le grandi aperture, quindi finire; evitare di tagliare un grezzo temprato in sezioni lunghe, sottili e non supportate in una sola passata.
• Sgrossare con sovrametallo, distendere, quindi finire con elettroerosione a misura — la sequenza utilizzata per piastre portastampo di precisione.

Note su filo e processo

Il filo di ottone è lo standard generale; fili rivestiti e fini servono per raggi stretti e lavori conici. Poiché l'elettroerosione è indifferente alla durezza, è ugualmente il metodo per riparare e modificare stampi finiti — con la stessa disciplina sullo strato rifuso applicata allo spigolo riparato come a uno nuovo.