Přesné obrábění čistého molybdenu pomocí WEDM

Machining of pure molybdenum using WEDM

journal article in Web of Science

en

Wire electrical discharge machining (WEDM) is an unconventional technology that is indispensable in almost all industries. However, due to its energy demands, the effort is to maximize the cutting speed with an emphasis on maintaining the quality of machined surfaces, which also often contain a number of defects in the form of cracks or burnt cavities. For this reason, the aim of this study was to find the optimum setting of the machine parameters using a design of experiment consisting of 33 rounds, with the material of pure molybdenum being examined. An extensive analysis of all machined samples was performed in terms of defects occurrence in the surface and subsurface layers, the analysis of topography and morphology including 3D surface reliefs, the analysis of chemical composition with dependence on diffusion processes and measurement of residual stress in the workpieces.

Elektroerozivní drátové řezání je nekonvenční technologie, která je nepostradatelná téměř ve všech průmyslových odvětvích. Z důvodu její energetické náročnosti je však snaha o maximalizaci rychlosti řezání s důrazem na zachování jakosti obrobených povrchů, které také často obsahují množství defektů v podobě trhlin či vypálených kavit. Z tohoto důvodu bylo cílem této studie nalezení optimálního nastavení parametrů stroje: gap voltage, pulse on time, pulse off time, discharge current and wire speed pomocí plánovaného experimentu čítajícího 33 kol, přičemž zkoumaným materiálem byl čistý molybden. Byla provedena rozsáhlá analýza všech obrobených vzorků a to z hlediska výskytu defektů v povrchové i podpovrchové vrstvě, analýza topografie i morfologie včetně 3D reliéfů povrchu, analýza chemického složení v závislosti na difuzních pochodech i měření zbytkového napětí v obrobcích. Vzhledem k velkému výskytu trhlin byl otestován vliv orientace řezu polotovarem, při kterém byl zjištěn jeho zásadní vliv na výskyt masivních trhlin. Dále bylo pro minimalizaci parametrů topografie a maximalizaci rychlosti řezání určeno nastavení parametrů stroje na: gap voltage =70 V, pulse on time =6 µs, pulse off time =30 µs, wire speed =10 m•min-1 a discharge current =35 A.

Wire electrical discharge machining (WEDM) is an unconventional technology that is indispensable in almost all industries. However, due to its energy demands, the effort is to maximize the cutting speed with an emphasis on maintaining the quality of machined surfaces, which also often contain a number of defects in the form of cracks or burnt cavities. For this reason, the aim of this study was to find the optimum setting of the machine parameters using a design of experiment consisting of 33 rounds, with the material of pure molybdenum being examined. An extensive analysis of all machined samples was performed in terms of defects occurrence in the surface and subsurface layers, the analysis of topography and morphology including 3D surface reliefs, the analysis of chemical composition with dependence on diffusion processes and measurement of residual stress in the workpieces.

WEDM; elektroerozivní obrábění; čistý molybden; plánovaný experiment; trhliny; parametry obrábění

WEDM; Electrical discharge machining; pure molybdenum; Design of experiment; cracks; machining parameters

22.05.2020

Elsevier

Spojené království Velké Británie a Severního Irska

0263-2241

2020

163

1–13

13