Tråd-EDM av verktøystål: omsmeltet lag, avspenning og skimkutt

Hva EDM etterlater

Tråd-EDM eroderer metall med gnister, og hver gnist smelter et mikroskopisk krater. Den restørknede overflaten — det omsmeltede laget, ofte kalt det hvite laget fordi det etses uten trekk og hvitt — er vanligvis i størrelsesordenen fra noen få mikrometer til noen få titalls mikrometer tykt, avhengig av energien i kuttet. Egenskapene skiller seg skarpt fra grunnstålet:

• Det er uanløpt og sprø martensitt, ofte hardere enn bulken, og inneholder ofte mikrosprekker.
• Under det ligger en grunn varmepåvirket sone der anløpingen er endret.

På en stempel- eller stansekant er det omsmeltede laget stedet der avskalling og tidlige utmattingssprekker starter. På deler med lav belastning kan det være akseptabelt som kuttet; på arbeidende verktøykanter håndteres det bevisst.

Skimkutt: standardløsningen

Produksjonsarbeid med stanser bruker sjelden ett enkelt kutt. Den vanlige sekvensen er:

1. Ett grovkutt med høy energi for hastighet — tykt omsmeltet lag, ru overflate (ofte Ra 1.6 µm eller grovere).
2. To til fire skimkutt (trimkutt) med gradvis lavere utladningsenergi, som hver fjerner noen få hundredeler av en millimetre eller mindre. Hvert skimkutt fjerner skaden fra forrige lag og etterlater et tynnere og mindre sprukket lag av sitt eget.

Med flere skimkutt kan det endelige omsmeltede laget reduseres til omtrent 1–2 µm eller mindre, overflatefinishen forbedres mot Ra 0.2–0.4 µm, og dimensjonsnøyaktigheten strammes inn fordi kutt med lav energi bøyer tråden mindre. Kostnaden er maskintid, og derfor spesifiseres antallet skimkutt for hver delklasse — skjærende stanser og fine blankeverktøy i den rause enden, grovt klaringsarbeid i den nøkterne enden.

Etter skjæring fjerner steining eller lett polering av kritiske kanter det siste omsmeltede laget mekanisk; på utmattingskritiske stempler er dette trinnet ikke kosmetisk.

Avspenning og forvrengning

Herdet verktøystål bærer restspenning fra bråkjølingen, og tråd-EDM fjerner materiale uten å tilføre mekanisk spenning — men å dele en blokk lar den eksisterende spenningen omfordele seg, og delen beveger seg. Klassiske symptomer: en slisset plate som lukker seg mot eller fjærer bort fra tråden, og lange deler som bøyer seg etter at en midtseksjon er fjernet.

Standard mottiltak:

• Avspenn før EDM der anløpingen til stålet tillater det — en anløping omtrent 25–30 °C under den endelige anløpingstemperaturen, etter grovmaskinering, stabiliserer emner for finisharbeid.
• Skjærestrategi: la tapper/broer være igjen, slik at emnet og rammen forblir forbundet til slutten; grovbearbeid store åpninger først, og finish deretter; unngå å skjære et herdet emne til lange, tynne og ustøttede profiler i ett kutt.
• Grovmaskiner med overmål, avspenn, og finish-EDM deretter til størrelse — sekvensen som brukes for presisjonsstanseplater.

Merknader om tråd og prosess

Messingtråd er den generelle standarden; belagte og fine tråder brukes til trange radier og konisk arbeid. Fordi EDM er likegyldig til hardhet, er det også metoden for å reparere og modifisere ferdige stanser — med samme disiplin for det omsmeltede laget på den reparerte kanten som på en ny kant.