Цахилгаан искэрийн машинд ямар материалууд нь хамгийн тохиромжтой вэ?

Цахилгаан искэрийн машин нь олон салбарт нарийн металл боловсруулалтыг хувиргасан шинэлэг үйлдвэрлэлийн процесс юм. Энэ дэвшилтэт арга нь дамжуулагч материалтай детальд хяналттай цахилгаан искэрийг ашиглан материалыг авч хаяж, хэвийн машинд боловсруулахад боломжгүй эсвэл маш хэцүү байдаг нарийн хэлбэрүүдийг үүсгэх боломжийг олгоно. Энэ технологийн хувьд аль материалууд сайн ажилладагийг ойлгох нь үйлдвэрлэлийн явцыг сайжруулахыг хүсч, машинд боловсруулах үйл ажиллагаанд илүү дээд үр дүн гаргахыг эрмэлздэг үйлдвэрлэгчдэд чухал юм.

Цахилгаан искэрийн машинлагчийн үндсийг ойлгох

ЦИМ (EDM) процессын ардах шинжлэх ухаан

Цахилгаан искэрийн машинлагч нь электрод ба хийцэд боловсруулах материал хоорондох жижиг зай дахь диэлектрик шингэний дотор цахилгаан гүйдэл өнгөрөх үед үүсэх удамжлагдсан цахилгаан искэрийн зарчим дээр үндэслэн ажилладаг. Цахилгаан искэр нь материалын микроскопын жижиг хэсгийг хайлуулж, уурших нь мэдрэгдэхүйц хэмжээний дулаан үүсгэдэг. Энэхүү процесс нь секундэд мянга орчим удаа давтагдаж, электродын хэлбэрээр ажлын хийцийг постепенно боловсруулдаг. Энэ аргын үр дүн нь боловсруулж буй материалуудын цахилгаан дамжуулах чадвар ба дулааны шинж чанараас ихээхэн хамаардаг.

Цахилгаан-эрозийн боловсруулалтын процессоор диэлектрик шингэн нь электрод болон деталь хооронд хүрэх хүчдэл хүртэл тусгаарлалтыг хангаж өгдөг. Цахилгаан цохигдол явагдсаны дараа шингэн нь илүүдэж гарсан жижиг хэсгүүдийг зайлуулж, мөн боловсруулах бүсийг хөргөдөг. Материалуудын атомын бүтэц, дулаан дамжуулах чадвар, хайлах цэгийн хувьд цахилгаан цохигдолд өөр өөрөөр урвал үзүүлдэг. Бүтцэдээ цахилгаан шинж чанар нь нэг төрлийн материалууд нь боловсруулах явцад илүү нарийвчлалтай, өндөр чанартай үр дүнг өгдөг.

ЦЭБ-д амжилтанд хүрэхийн тулд шаардагдах материалын чухал шинж чанарууд

Цахилгаан идэвхжүүлэх боловсруулалтын үйл явцад материал хэрхэн сайн ажиллахыг тодорхойлох хэд хэдэн үндсэн шинж чанар байдаг. Цахилгаан дамжуулалт нь энэ үйл явцыг идэвхжүүлэхийн тулд цахилгаан гүйдлийг дамжуулах шаардлагатай тул анхдагч шаардлага болно. Илүү өндөр дамжуулалтын чадвартай материалууд ерөнхийдөө илүү хурдан, үр дүнтэй боловсруулагддаг боловч маш сайн дамжуулах чадвартай материалууд нарийвчлал ба гадаргуугийн чанарыг хадгалахын тулд параметрийг анхааралтай тохируулах шаардлагатай байж болно.

Дулаан дамжуулалт нь цахилгаан идэвхжүүлэх боловсруулалтын үр дүнд ихээхэн нөлөөлж, цахилгаан идэвхжлийн бүсээс дулаан хэр хурдан зөөгдөхийг тодорхойлдог. Дулаан дамжуулалт багатай материалууд нь ихэвчлэн цахилгаан идэвхжлийн цэг дээр дулааныг илүү үр дүнтэй нэгтгэдэг бөгөөд материалыг илүү үр дүнтэй арилгахад хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нэгтгэл хяналтанд ороогүй тохиолдолд илүү том дулаан-нөлөөлсөн бүс үүсэх боломжтой. Бусад тал аар, хайлж буй цэг болон дулааны задралын коэффициент нь цахилгаан идэвхжүүлэх боловсруулалтын процессоор постнатай нарийвчлал ба гадаргуугийн төгсгөлд нөлөөлдөг.

Цахилгаан искэрийн боловсруулалтад тохиромжтой металл

Гангуудын төрлүүд ба тэдгээрийн цахилгаан искэрийн шинж чанар

Хэрэглээн дэх хамгийн түгээмэл боловсруулагддаг материалын нэг нь тэдгээрийн онцгой цахилгаан дамжуулалт ба прогнозлогдох материал түүхийлэг устгах хурдны ачаар цахилгаан искэрэх машин m2, M4, T15 зэрэг өндөр хурдны гангууд цахилгаан искэрийн боловсруулалтад маш сайн урвал үзүүлдэг бөгөөд нарийвчлалтай хөндий болон нарийн геометр бүтэц үүсгэх боломжийг олгодог. Эдгээр материалууд боловсруулах үед хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалдаг бөгөөд зөв параметрүүдийг ашигласнаар гадаргуугийн чанарыг маш сайн гаргаж авдаг.

316L болон 304 шиг исэлдэштийн төрлийн цагаан хайрцагны зэвэрдэггүй гангууд нь харьцангуй тогтвортой цахилгааны цохилтын шинж чанартай байдаг тул цахилгаан-эрлийзийн машинд сайн тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн ажлын батжуулах идэвхтэй байдал нь электродын их хэмжээний элэгдлийг сааруулахын тулд цохилтын энерги буюу дисперсийн тохиргоог анхааралтай удирдах шаардлагатай. Мартенситийн зэвэрдэггүй гангууд нь илүү өндөр нүүрстөрөгчийн агууламж болон илүү жигд микробүтэцтэй байдаг тул илүү сайн цахилгаан-эрлийзийн машинд боловсруулалтын үзүүлэлт үзүүлдэг бөгөөд материал салгах хурд илүү тогтвортой, гадаргуугийн чанар сайжирдаг.

Онцгой хайлш, давуу чанарын хайлш

Ti-6Al-4V болон худалдааны цэвэр титаны зэрэглэлийн титаны хайлш нь цахилгаан искрийн машинд оруулах ажиллагаанд онцгой боломжийг бүрдүүлдэг. Эдгээр материалууд нь дулаан дамжуулах чадвар муу, химийн идэвхтэй байдал өндөр учраас хэвийн нөхцөлд машинд оруулахад хэцүү байдаг ч цахилгаан искрийн машинд оруулах процессоор маш сайн ажилладаг. Цахилгаан искрийн машинд оруулах аргын удирдлагатай байдал нь титаныг машинд оруулах үед гардаг хэрэгслийн элэгдэл, хэрэглэгчийн шингэнтэй химийн урвал зэрэг хэвийн асуудлуудийг ихэвчлэн арилгадаг.

Inconel 718, Hastelloy болон Waspaloy шиг никельд суурилсан суперхайлш нь агаарын тээврийн болон цахилгаан энергийн салбарт ихэвчлэн цахилгаан-нильсэх (EDM) технологид ашигладаг. Эдгээр материалыг өндөр температурт тэсвэрт чадвар сайтай, коррозид тэсвэртэй байдгаар нь мэдэгдэх ба цахилгаан-нильсэх аргаар нарийн нарийвчлалтайгаар турбины хөвчний хэлбэр, нарийн цоорхой, бусад чухал детальүүдийг боловсруулдаг. Механик ачаалал үзүүлэхгүйгээр эдгээр хатуу материалыг боловсруулах чадвар нь өндөр үзүүлэлттэй програмд цахилгаан-нильсэх технологийг үнэ цэнэтэй болгодог.

Цахилгаан-нильсэх хэрэглээнд зориулсан хар төмөр бус материал

Алюмин болон түүний хайлшууд

Цахилгааны нэвтрүүлэлтэнд аллюмин нь сонирхолтой шинж чанартай байдаг бөгөөд цэвэр зэргийн аллюмин ихэнхдээ илүүдэл цахилгаан дамжуулалттай байдаг ч тодорхой параметрийн тохируулгыг шаарддаг. Аллюминий өндөр дулаан дамжуулалт нь хурдан дулаан алдалтанд хүргэж, цоолгооны параметрүүдийг зөв тохируулахгүй бол машинлагажуулалтын үр дүнтэй ажиллагааг бууруулах боломжтой. Гэсэн хэдий ч зөв тохируулбал аллюмины хайлш нь EDM процессын үед гайхалтай гадаргуугийн төгсгөл болон хэмжээсийн нарийвчлалыг олж авах боломжтой.

A390 болон A413 зэрэг цахиурыг агуулсан аллюмины хайлшууд нь өөрчлөгдсөн дулааны шинж чанаруудын талаас нь цэвэр аллюминтэй харьцуулахад EDM-ийн ажиллагааг сайжруулдаг. Эдгээр хайлшууд нь машинлагажуулах үеэр хэмжээсийн илүү сайн тогтвортой байдлыг хадгалдаг бөгөөд материал устгах хурдыг илүү тогтвортой болгодог. Нисэх онгоцны болон автомашины салбарууд нь уламжлалт аргууд нь хэрэглэхэд бэрхшээлтэй эсвэл боломжгүй байх нарийн аллюмины деталиудыг машинлагажуулахад EDM-ийг ихэвчлэн ашигладаг.

Зэс болон зэсний суурьтай хайлш

Зэс нь цахилгаан искэрийн машинд боловсруулах хамгийн сайн дамжуулагч материалуудын нэг бөгөөд үр дүнтэй үр дүн гаргахын тулд параметрийг анхааралтайгаар сонгох шаардлагатай. Цахилгааны онцгой дамжуулалт нь материалыг хурдан авч хаях боломжийг олгодог ч, искэрийн энерги зохицуулагдаагүй тохиолдолд электродын элэгдэлд хүргэдэг. Том, зэсний хайлш, мөнгөн ус, зэсэн улбар ширхэг зэрэг нь ихэвчлэн илүү тэнцвэртэй EDM ажиллагааг санал болгодог бөгөөд хэмжээний тогтвортой байдлыг сайжруулж, электродын хэрэглээг бууруулдаг.

Бериллийн зэсний хайлш нь EDM-ийн хэрэглээнд онцгой давуу талуудыг санал болгодог бөгөөд сайн цахилгааны шинж чанарыг механик хүчтэй хослуулдаг. Эдгээр материалыг цахилгааны гүйдэл ба механик бат бөх чанар хоёулаа шаардлагатай цахилгааны хэрэглээнд тусгайлан ашигладаг. Эдгээр хайлшуудын туяа хатуурах шинж чанар нь хэмжээний нарийвчлалыг хадгалж үлдээж, хүсч буй механик шинж чанарт хүрэхийн тулд EDM-ийн дараа дулааны боловсруулалт хийх боломжийг олгодог.

Гадаадын болон дэвшилтэт материалын төрөл

Карбид материалын ба керамик

Тунгстен карбид болон бусад цементжүүлсэн карбидууд нь цахилгаан искэрийн машинд оруулах төхөөрөмж, ялангуяа хэрэгсэл болон элэгдэлд тэсвэртэй детальд зориулсан онцлог боломжуудыг санал болгодог. Эдгээр материалыг маш их хатуу, элэгдэлд тэсвэртэй ч гэсэн EDM-ийн аргаар нарийн боловсруулан конвенциональ аргаар боломжгүй нарийн олон талт геометр бүтэц үүсгэх боломжтой. Цементжүүлсэн карбид дахь кобальт нь EDM процессийн үед шаардлагатай цахилгаан дамжуулалтыг хангаж өгдөг бол карбидын жижиг хэсгүүд нь материалд гайхалтай хатуу чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг олгоно.

Цахилгаан дамжуулах шавар, жишээ нь кремний карбид болон титаний карбид зэрэг нь онцгой цахилгаан эрэлхийн боловсруулалтын (EDM) хэрэглээнд тохиромжтой материал болон гарч ирсэн. Эдгээр дэвшилтэт материалын өндөр температурт тэсвэрт чанар, химийн эсэргүүцэл гэх мэт шаврын шинж чанарууд цахилгаан дамжуулах чадварыг нэмж EDM боловсруулалтад хангалттай ашиглагддаг. Хэт өндөр нарийвчлал, тэсвэрт чанар шаарддаг үйлдвэрлэл, жишээ нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл болон дэвшилтэт нисэх онгоцны хэрэглээнүүд EDM-г эдгээр хэцүү материалыг боловсруулахад илүү ихээр тулгуурладаг.

Нийлмэл болон олон материалтай системүүд

Цахилгаан цацрагийн машинд оруулах зориулалттай дамжуулагчийн хүчин зүйлсийг нэмсэн металл матрицын найрмал материалын онцлог нь тэдгээрийн металл матриц болон керамик эсвэл нүүрстөрөгчийн шилж авсан чанарыг сайжруулах давуу талыг нэгтгэдэг. Композит материалуудыг цахилгаан цацрагаар амжилттай машинд оруулах гол шалтгаан бол материалын бүтцэд түгээмэл цахилгаан дамжуулалтыг хангах, мөн бүрэлдэхүүн хэсгийн янз бүрийн дулааны задралын түвшинг удирдах явдал юм.

Давхардсан материалыг механик хайчлалтаар боловсруулахад ялгарч гарах боломжтой наалдах эсвэл заагийн гэмтэлтэй холбоотой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд цахилгаан цацрагийн машинд оруулах аргыг үр дүнтэй ашиглах боломжтой. Цахилгаан цацрагийн машинд оруулах арга нь механик хайчлалттай харьцуулахад хүрээлэн буй орчны гэмтэл үүсгэхгүй тул булингарласан бүрдэл, цагиран наалт, бусад олон материал бүхий элементүүдийг боловсруулахад чухал ач холбогдолтой байдаг.

Материалын сонголтын үзэл бодол болон зөв аргачлал

Цахилгаан дамжуулалтын шаардлага

Цахилгаан искрийн машинд овоорлоноор амжилттай таслах нь ихэвчлэн хийцийн материал дахь цахилгаан дамжуулалтаас шууд хамаардаг. Материал нь тогтвортой материал таслах хурдыг хадгалах үед цахилгаан искрийн процессийг явуулахад хангалттай дамжуулалттай байх ёстой. Ерөнхийдөө, 100 микроом-сантиметрээс доошхи эсэргүүцэл бүхий материалууд EDM хэрэглээнд сайн ажилладаг боловч тусгай зориулалтын хэрэглээнд энэ хязгаарыг параметрийн тохируулгаар өргөжүүлж болно.

Материалын цахилгаан шинж чанар нь зөөлөн тархсан байх нь цахилгаан искэрийн хэмжээ болон гадаргуугийн чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Тогтвортой дамжуулалтын чанартай материалууд нь цахилгаан шинж чанарын хувьд ялгаатай байдаг материалуудтай харьцуулахад илүү нарийвчлалтай үр дүн болон сайн гадаргуугийн төгсгөл үзүүлдэг. Материал дахь найрлага, хуримтлуулалт эсвэл фазын ялгаа нь искэрийн байдлыг жигд бус, гадаргуугийн байдлыг тогтворгүй болгодог тул материал сонгох, чанарыг хянаж удирдах нь цахилгаан искэрийн амжилтанд маш чухал болдог.

Дулааны шинж чанар ба дулаан зохицуулах

Дулаан дамжуулах чадвар нь цахилгаан идэвхжүүлэх машинд орох үйл ажиллагааны үр ашгийг шууд нөлөөлдөг. Дунд зэргийн дулаан дамжуулах чадвартай материалууд нь ихэвчлэн материалыг авч ялгаруулах хурд болон гадаргуугийн чанарын хооронд хамгийн тохиромжтой тэнцвэрийг бий болгодог ба энэ нь үр ашигтай элэгдлийг илүү их дулаан цуглуулж, харин орчныг илүү их дулааны хордуулахаас сэргийлдэг. Халуунд мэдрэг хайлш эсвэл нарийн хэмжээт удирдлагыг шаардсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг машинд оруулах үед дулааны шинж чанарыг ойлгох, удирдах нь тухайлбар тусгай ач холбогдолтой болдог.

Дулааны өргөлтийн коэффициент нь их хэмжээтэй эсвэл нарийн бүтэцтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд EDM боловсруулалтын үе болон дараа нь хэмжээсийн нарийвчлалд нөлөөлдөг. Бага дулааны өргөлтийн коэффициент бүхий материалын ихэнхдээ боловсруулах явцын турш хэмжээний илүү сайн тогтвортой байдлыг хадгалдаг. Машиний дараах стрессыг арилгах эсвэл дулааны эмчилгээ нь дулааны деформацид өртэх материалуудын хувьд шаардлагатай байж болох ба анхны материалын сонголтын үед энэ асуудлыг харгалзан судлах шаардлагатай.

Үйлдвэрлэлийн хэрэглээ ба материал харилцан зохицуулалт

Агаарын зам, зах зээлийн ашиглалт

Нисэх онгоцны салбар нь хэвийн таслалтын аргаар боловсруулахад эсэргүүцдэг дэвшилтэт материалуудыг боловсруулахад цахилгаан искэрийн машинчлалд ихэвчлэн тулгуурладаг. Нисдэг тэрбатай хөдөлгүүр, бүтцийн хэсгүүд болон газардах системд ашигладаг титан хайлш, никель-суурьт давуу хайлш, тусгай гангуудыг механик стресс эсвэл хэрэгсэл иззэх асуудал үүсгэхгүйгээр нарийн дотоод зам, нарийн нүх, нарийн гадаргуугийн шинж чанаруудыг үүсгэх ЭДМ-ийн чадвар нь ашигтай байдаг.

Хамгааллын хэрэглээнүүд нь ихэвчлэн онцгой хатуулаг, коррозид тэсвэртэй эсвэл тусгай цахилгаан соронзон шинж чанартай материал шаарддаг. EDM нь хэвийн таслагчийн хэрэгслүүдийг хурдан задлах материалуудаас ламинатын материал, цахилгаан баглац, зэвсэгийн системийн хэсгүүдийг нарийн боловсруулах боломжийг олгодог. Наалдамхай дэлгэрэнгүй хэмжээсүүдийг хадгалж, гадаргуугийн чанарыг сайн байлгах чадвар нь үйл ажиллагаа ба найдвартай байдал чухал үүрэгтэй шийдвэр гаргах хамгааллын хэрэглээнд EDM-ийг өрөвдөм болгодог.

Эмчилгээний төхөөрөмжийн үйлдвэрлэл

Эмнэлгийн багажийн үйлдвэрлэл нь титан хайлш, цэвэр ган, онцгой хайлш зэрэг био-тохиромжтой материалуудаас деталь үйлдвэрлэхэд цахилгаан искэрийн машинлагчлалыг бүх л ачаар тулгуурладаг. ЦИМ-ээр олж авч болох нарийвчлал нь мэс заслын багаж, орлуулга, оношлогооны тоног төхөөрөмжийн деталиудад нарийн бүтэц үүсгэх боломжийг олгодог. ЦИМ-ийн процессийн уян хатан байдал ба маш гөлгөр гадаргуу авах чадвар нь био-тохиромж, гадаргуугийн бохирдлыг хамгийн бага байлгах шаардлагатай хэрэглээнд тааралтай юм.

Нитинол болон бусад хэлбэр санах хайлшууд нь энгийн машинлагчлалын хувьд онцлог дутагдалтай боловч цахилгаан искэрийн нарийвчилсан удирдлагатай процесст сайн хариуцдаг. Стен, удирдагч утас болон бусад хамгийн бага эвгүй мэдрэмжтэй эмнэлгийн багажийн төхөөрөмжид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг эдгээр материалыг цахилгаан искэрийн машинлагчлалын аргаар нарийн хэлбэрт оруулж, төгсгөлд нь тавих бөгөөд металлурги харьцаа, ажиллах чадварыг хадгалж үлдээдэг.

Ихэнх асуултууд

Цахилгаан цацалт ашиглан боловсруулах технологиор цахилгаан дамжуулах чанартай бус материалыг боловсруулах боломжтой юу?

Энэ процесс нь шаардлагатай цэнэгийн солилцоог үүсгэхийн тулд цахилгаан дамжуулалтыг шаарддаг тул стандарт цахилгаан цацалт ашиглан боловсруулах аргачлалаар цахилгаан дамжуулах чанартай бус материалыг шууд боловсруулах боломжгүй. Гэсэн хэдий ч зарим цахилгаан дамжуулах чанартай бус материалд гадаргуугийн эмчилгээ эсвэл давхарга хийх замаар түр хугацаанд цахилгаан дамжуулах чанар олгох боломжтой бөгөөд ингэснээр хязгаарлагдмал EDM боловсруулалтыг хийх боломжтой болно. Цахилгаан дамжуулах чанартай бус материалд ихэвчлэн лазерийн боловсруулалт эсвэл усны мөчир ашиглан оглох арга илүү тохиромжтой байдаг.

Үр дүнтэй EDM боловсруулалт хийхэд шаардагдах хамгийн бага цахилгаан дамжуулалтын хэмжээ хэд вэ?

Цахилгаан искрийн машинд хэрэглэх материалын цахилгаан дамжуулах чадвар нь ихэвчлэн 100 микроом-сантиметрээс бага эсвэл түүнээс доошхи эсэргүүцэлтэй байх шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч энэ утга нь тодорхой цахилгаан искрийн тоноглол, процессийн параметр, мөн хүсч буй машиндсанги йн чанар зэргээс хамааран өөр өөр байж болно. Зарим дэвшилтэт цахилгаан искрийн системүүд параметрийг тохируулж, тусгай электродын материалыг ашигласнаар эсэргүүцэл өндөртэй материалыг боловсруулж чадах боловч материал түрхэх хурд харьцангуй буурах магадлалтай.

Материалын хатуу байдаг нь цахилгаан искрийн машинд хэрхэн нөлөөлөх вэ?

Энгийн машиндажийн процесстай харьцуулахад, цахилгаан искэрийн машиндажид материал бат бөх чанар нь шууд нөлөөлөхгүй байдаг тул EDM нь механик хайчлах аргаар биш харин дулааны элэгдлийн замаар материалыг авч хаядаг. Гэсэн хэдий ч, хатуу материалын гадаргуугийн төгсгөл болон хэмжээсийн нарийвчлалыг сайжруулахын тулд өөр өөр цахилгааны параметрүүд шаардлагатай байж болно. Хатуу материалуудын дулааны шинж чанар болон цахилгаан дамжуулах чадвар нь тэдгээрийн механик бат бөх чанартай харьцуулахад EDM-ийн үзүүлэлтийг тодорхойлоход илүү чухал хүчин зүйлс юм.

Цахилгаан искэрийн машиндажийн үед ашиглахаас зайлсхийх материалууд байдаг уу?

Цэвэр зэс эсвэл мөнгө шиг маш их дулаан дамжуулах чадвартай материал нь EDM хэрэглээнд хурдан дулаан алдалт үзүүлж, машинлагчийн үр ашгийг бууруулдаг тул сорилт болох болно. Мөн халуун стресс дор хурдан задардаг, хатингар байдаг элементүүдийг агуулсан материал нь EDM боловсруулалтанд тохиромжгүй байж болно. Цахилгаан шинж чанарын хувьд жигд бус, томоохон хуваагдалтай материалуудыг ч мөн зайлшгүй байх ёстой учир нь ийм материалууд цохилтын загварыг урьдчилан тодорхойлох боломжгүй болгох, гадаргуугийн чанарыг муутгах магадлалтай.