Technologie multicut použita při WEDM obrábění Mar-M247

Multicut technology used in WEDM machining of Mar-M247

journal article in Web of Science

en

Wire electrical discharge machining (WEDM) technology is often used for the final machining of parts to the required surface quality without further finishing operations. At the same time, WEDM has a significant advantage over other machining technologies, and in the fact, it is possible to machine all materials, regardless of their hardness or toughness, it only needs to be at least electrically conductive. Aviation nickel superalloy Mar-M247, which is usually machined to the final form by parts using WEDM, was the subject of research in this study. In order to find the optimal setting of machine parameters (Pulse on time, Pulse off time, and Discharge current) for multicut machining, an extensive design of experiment was performed with a total of 54 circles, which optimized the cutting speed in the first and second cuts and the topography of the machined surface was taken into account in the third cut. Subsequently, an analysis of the topography and morphology of the machined samples was performed, including an analysis of the condition of the subsurface layer. The study also included the analysis of the lamella in a transmission electron microscope. It was found that with the maximization of the cutting speed in the third cut, the surface topography deteriorates proportionally, but it also leads to the complete removal of all cracks formed in the first cut.

Technologie elektroerozivního drátového řezání (WEDM) je často používána pro finální obrábění dílů na požadovanou jakost povrchu bez další dokončovací operace. WEDM má přitom vůči jiným obráběcím technologiím nezanedbatelnou výhodu a to, že je možné obrábět všechny materiály bez ohledu na jejich tvrdost či houževnatost, pouze musí být alespoň minimálně elektricky vodivé. Letecká niklová superslitina Mar-M247, která je obvykle pomocí WEDM obráběna do finální podoby součástí byla předmětem zkoumání v rámci této studie. Za účelem nalezení optimálního nastavení parametrů stroje (Pulse on time, Pulse off time a Discharge current) pro obrábění typu multicut byl proveden rozsáhlý plánovaný experiment čítající celkem 54 kol, který v prvním a druhém řezu optimalizoval rychlost řezání, a při třetím řezu již bylo přihlédnuto k topografii obrobeného povrchu. Následně byla provedena analýza topografie a morfologie obrobených vzorků včetně analýzy stavu podpovrchové vrstvy. Součástí studie byla i analýza lamely v transmisním elektronovém mikroskopu. Bylo zjištěno, že s maximalizací rychlosti řezání při třetím řezu úměrně dochází ke zhoršení topografie povrchu, avšak také ke kompletnímu odstranění všech trhlin vzniklých v řezu prvním.

Wire electrical discharge machining (WEDM) technology is often used for the final machining of parts to the required surface quality without further finishing operations. At the same time, WEDM has a significant advantage over other machining technologies, and in the fact, it is possible to machine all materials, regardless of their hardness or toughness, it only needs to be at least electrically conductive. Aviation nickel superalloy Mar-M247, which is usually machined to the final form by parts using WEDM, was the subject of research in this study. In order to find the optimal setting of machine parameters (Pulse on time, Pulse off time, and Discharge current) for multicut machining, an extensive design of experiment was performed with a total of 54 circles, which optimized the cutting speed in the first and second cuts and the topography of the machined surface was taken into account in the third cut. Subsequently, an analysis of the topography and morphology of the machined samples was performed, including an analysis of the condition of the subsurface layer. The study also included the analysis of the lamella in a transmission electron microscope. It was found that with the maximization of the cutting speed in the third cut, the surface topography deteriorates proportionally, but it also leads to the complete removal of all cracks formed in the first cut.

WEDM; Mar-M247; plánovaný experiment; parametry obrábění; pulse on time; discharge current

WEDM; Mar-M247; design of experiment; machining parameters; pulse on time; discharge current

15.08.2021

SAGE PUBLICATIONS LTD

LONDON

0954-4054

235

13

1–17

17