Способ электроэрозионной обработки титана и его сплавов

Способ электроэрозионной обработки титана и его сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ , осуществляемый с использованием чередующихся групп разнополярны.х импульсов тока, отличающийся тем, что, с целью устранения неравномерности износа электрода-инструмента и повышения производительности процесса, отношение длительности группы импульсов прямой, полярности к длительности группы импульсов обратной полярности устанавливают 0,01-0,1. а отношение амплитуды разрядного тока единичного импульса в амперах к его длительности в микросекундах - 0,5-2. 200 100 50 20 Ю h. 5 2 с/г, i X СО 00 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) зсЮ В 23 Р 1 00

gy A гас

8nhсА Ржс

200

100

50

70 20 (21) 3456854/25-08 (22) 28.06.82 (46) 23.06.84. Бюл. № 23 (72) М. Л. Левит, Н. Н. Глаголев, Н. М. Арнольди, М. Ш. Отто, Л. С. Москаленко и Б. М. Плесенков (53) 621.9.048.4.06 (088.8) (56) 1. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. М., НИИМАШ, 1974, с. 1 — 5.

2. Авторское свидетельство СССР № 428900, кл. В 23 P 1/00, 1972 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОНHOPI ОБРАБОТКИ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ, осуществляемый с использованием чередующихся групп разнополярных импульсов тока, отличающийся тем, что, с целью устранения неравномерности износа электрода-инструмента и повышения производительности процесса, отношение длительности группы импульсов прямой полярности к длительности группы импу)льсов обратной полярности устанавливают 0,01 — 0,1. а отношение амплитуды разрядного тока единичного импульса в амперах к его длительности в микросекундах — 0,5 — 2.

100 200 д /и, кс

1098735

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методаМ обработки, в частности касается способов электроэрозионной обработки деталей из титана и сплавов на его основе.

Известен способ электроэрозионной обработки сплавов титана, согласно которому обработку ведут медными электродами-инструментами с применением импульсов тока прямоугольной формы обратной полярности в углеродосодержащей среде (11.

Недостатком способа является значительная неравномерность относительного износа электрод-инструмента. Износ на отдельных участках достигает 100 — 200 /р, в то время как на остальной поверхности он может не превышать 2 — 10 / .

В результате локального износа на обрабатываемой поверхности возникают дефек-. ты в виде выступов, а на противолежащей им поверхности электрода — впадины.

Процесс обработки локализуется на возникших выступах, во впадинах скапливаются газообразные продукты эрозии, производительность обработки резко снижается, а стабильность процесса обработки нарушается.

Причиной возникновения повышенного локального износа является образование на обрабатываемой поверхности титана поверхностного измененного слоя, содержащего интерметаллические соединения титана с медью, перенесенной с поверхности электрод-инструмента, а также отложение карбида титана, образующегося при взаимодействии расплава лунок детали с углеродом рабочей жидкости.

Данные соединения, имея более высокие теплофизические характеристики по сравнению с основным материалом, способны создавать участки поверхности со слоем пониженной обрабатываемости.

Толщина этого слоя составляет 0,001—

0,02 мм, а на отдельных участках 0,1 мм и выше, что и служит причиной возникновения локального повышенного износа и дефектов поверхности.

При обработке сплавов титана на прямой полярности образования участков пониженной обрабатываемости не наблюдается, локальная неравномерность износа электродинструмента и дефекты на поверхности детали отсутствуют.

Однако достигаемые технологические характеристики значительно ниже, чем при обработке на обратной полярности.

Известен также способ, согласно которому обработку проводят чере.;:у;ж .,;.,;кся группами импульсов прямой и .обратной полярности (21.

Однако известный способ не может непосредственно быть использован для обработкн титана « его сплавов, так как в нем не определено необходимое соотношение между длительностями групп разнополяр5

1О l5

55 ных импульсов и параметры самого единичного импульса, позволяющие эффективно использовать чередование равномерных групп импульсов.

При обработке титана требуется такое сочетание отношения длительностей групп разнополярных импульсов и электрических параметров самого единичного импульса, которое позволяет вести процесс со значительным превышением скорости удаления слоя пониженной обрабатываемости над скоростью его образования, что исключает возможность возникновения участков с эрозионностойким слоем и дефектов поверхности детали и инструмента.

Целью изобретения является устранение неравномерности износа электрод-инструмента и повышение производительности обработки титана и его сплава за счет интенсификации удаления измененного слоя пониженной обрабатываемости.

Поставленная цель достигается тем, что при электроэрозионной обработке чередующимися группами разнополярных импульсов тока отношение длительности группы импульсов прямой полярности к длительности группы импульсов обратной полярности устанавливают 0,01 — 0,1, а отношение амплитуды разрядного тока единичного импульса в амперах к его длительности в микросекундах — 0,5 — 2:

Выбор режима обработки на основе сочетания отношения длительности группы импульсов обратной полярности 0,01 — 0,1, и отношения амплитуды разрядного тока единичного импульса к его длительности 0,5—

2 А/мкс позволяет эффективно использовать чередование разнополярных групп импульсов при обработке сплавов титана, чем устраняется возможность образования участков пониженной обрабатываемости, исключается неравномерность износа и повышается производительность обработки.

На фиг. 1 представлены зависимость глубины лунок h„, полученных от разрядов на прямой полярности, и зависимость глубины слоя, содержащего медь h, от длительности импульса разрядного тока t>, на фиг. 2— зависимость неравномерности износа лК =

= mar...,„,„от отношения длительности группы импульсов прямой полярности t к длительности группы импульсов обратной полярности 1рь ар; на фиг. 3 — зависимость удельной производительности и относительного износа электрода от отношения амплитуды импульса разрядного тока 1,„к его длительности

Из приведенных зависимостей (фиг. 1) видно, что на черновых режимах, характеризующихся значительной длительностью импульсов (t„= 100 — 200 мкс), глубина слоя составляет 10 — 20 мкм, а глубина лунок, соответствующая толщине удаляемого слоя матер и ал а детал и — 100 — 200 м км.

1098735

200

t гр. оХр. фиг. 2

На чистовых режимах при to<10 мкс глубина слоя составляет 0,1 мкм при глубине лунок 10 мкм. Из этого следует, что скорость удаления измененного слоя превосходит в зависимости от режима обработки скорость образования слоя по глубине в 10 — 100 раз.

Поэтому полное удаление слоя импульсами ирямой полярности происходит тогда, когда диапазон отношения длительности группы импульсов прямой полярности к длительности группы импульсов обратной полярности соответственно составит величину 0,1 — 0,01.

Длительность группы импульсов прямой полярности должна быть достаточной для того, чтобы эффективно удалить весь слой пониженной обрабатываемости по площади обрабатываемой поверхности.

Такой слой занимает участок поверхности с площадью не более 0,2 — 3 мм2 и для его удаления группа импульсов прямой полярности должна содержать не менее 100 импульсов на черновых режимах и 10 импульсов на чистовых режимах.

При работе в диапазоне 0 01 — 0,1 (фиг. 2) неравномерность износа минимальна, дефекты на поверхности детали в виде выступов отсутствуют. Превышение данным соотношением величины 0,1 приводит к увеличению износа, обусловленным длительным воздействием импульсов прямой полярности, разрушающих защитную пленку на поверхности электрод-инструмента.

При отношении менее 0,01 образуется слой пониженной обрабатываемости, а неравномерность износа достигает 200%.

Перенос меди в поверхностный слой детали на обратной полярности и скорость удаления слоя пониженной обрабатываемости на прямой полярности существенно зависит от параметров единичного разряда, главным образом от отношения амплитуды импульса разрядного тока к его длительности, так как данное отношение косвенно характеризует интенсивность теплового потока.

tu

В диапазоне данного отношения 1 от

05 — 2 (фиг. 3) достигаются наилучшие технологические показатели как по удельной производительности, так и по относительному износу электрод-инструмента.

При отношении менее 0,5 возможно появление отдельных участков слоя пониженной обрабатываемости из-за ухудшения его удаления импульсами прямой полярности, при отношении более 2 значительно снижается производительность обработки и возрастает неравномерность износа электрод-инструмента.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

20 Исходя из требований -к качеству обрабатываемой поверхности и производительности, назначают режим обработки, величину амплитуды разрядного тока и длительность импульса тока выбирают из условия получения соотношения между ними от 0,5—

2 А/мкм. В зависимости от выбранной длительности импульса устанавливают количество импульсов в группе прямой полярности 10 — 100, а отношение длительности группы прямой полярности устанавливают в диапазоне 0,01 — 0,1.

Использование предлагаемого способа позволит устранить неравномерность износа, исключить появление дефектов на поверхности электрода и детали, повысить производительность в 1,5 — 2,5 раза.

Составитель P. Мельдер

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 4269/11 Заказ 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4