EDM cu fir a oțelului de scule: strat de material retopit, detensionare și tăieturi de finisare

Ce lasă în urmă EDM

EDM cu fir erodează metalul cu scântei, iar fiecare scânteie topește un crater microscopic. Suprafața resolidificată — stratul de material retopit, numit adesea strat alb deoarece la atacul metalografic apare alb și fără caracteristici — are de obicei o grosime de ordinul câtorva micrometri până la câteva zeci de micrometri, în funcție de energia tăieturii. Proprietățile sale diferă puternic de cele ale oțelului de bază:

• Este martensită fragilă, nerevenită, adesea mai dură decât masa, conținând frecvent microfisuri.
• Sub el se află o zonă afectată termic superficială, a cărei revenire a fost modificată.

Pe o muchie de poanson sau de matriță, stratul de material retopit este locul în care încep ciobirea și fisurile premature de oboseală. Pe piese cu solicitare redusă poate fi acceptabil ca atare, după tăiere; pe muchiile active ale sculelor este gestionat deliberat.

Tăieturile de finisare: remediul standard

Lucrările de producție pentru ștanțe utilizează rareori o singură tăietură. Succesiunea obișnuită este:

1. O tăietură de degroșare la energie ridicată, pentru viteză — strat gros de material retopit, suprafață aspră (adesea Ra 1.6 µm sau mai aspră).
2. Două până la patru tăieturi de finisare (de ajustare) la energie de descărcare progresiv mai mică, fiecare îndepărtând câteva sutimi de milimetru sau mai puțin. Fiecare tăietură de finisare îndepărtează deteriorarea stratului anterior și lasă un strat propriu mai subțire și mai puțin fisurat.

Cu mai multe tăieturi de finisare, stratul final de material retopit poate fi redus la aproximativ 1–2 µm sau mai puțin, finisajul suprafeței se îmbunătățește spre Ra 0.2–0.4 µm, iar precizia dimensională se strânge deoarece tăieturile cu energie mică deviază mai puțin firul. Costul este timpul de mașină, motiv pentru care numărul de tăieturi de finisare este specificat pentru fiecare clasă de piese — matrițele de tăiere și sculele de ștanțare fină la limita generoasă, lucrările cu joc mare la limita economică.

După tăiere, șlefuirea cu piatra sau polizarea ușoară a muchiilor critice îndepărtează mecanic ultimul strat de material retopit; la poansoanele critice pentru oboseală, această etapă nu este cosmetică.

Detensionare și deformare

Oțelul de scule călit conține tensiuni reziduale de la călire, iar EDM cu fir îndepărtează material fără a adăuga tensiuni mecanice — dar despicarea unui bloc permite redistribuirea tensiunilor existente, iar piesa se mișcă. Simptome clasice: o placă tăiată care se închide pe fir sau se îndepărtează elastic de acesta și piese lungi care se curbează după îndepărtarea unei secțiuni centrale.

Contramăsuri standard:

• Detensionați înainte de EDM acolo unde revenirea oțelului permite — o revenire la aproximativ 25–30 °C sub temperatura finală de revenire, după prelucrarea de degroșare, stabilizează semifabricatele pentru lucrările de finisare.
• Strategia de tăiere: lăsați punți/legături astfel încât bucata decupată și cadrul să rămână conectate până la sfârșit; degroșați mai întâi deschiderile mari, apoi finisați; evitați tăierea unui semifabricat călit în secțiuni lungi, subțiri și nesprijinite dintr-o singură trecere.
• Prelucrați prin degroșare cu adaos, detensionați, apoi finisați prin EDM la dimensiune — succesiunea utilizată pentru plăcile de ștanță de precizie.

Note despre fir și procedeu

Firul de alamă este standardul general; firele acoperite și firele fine servesc razelor strânse și lucrărilor conice. Deoarece EDM este indiferent la duritate, este în egală măsură metoda pentru repararea și modificarea ștanțelor finite — cu aceeași disciplină privind stratul de material retopit aplicată muchiei reparate ca și uneia noi.