Analýza výskytu podpovrchových defektů v otěruvzdorné oceli Creusabro po WEDM včetně studia morfologie a topografie povrchu

Analysis of subsurface defects occurrence in abrasion resistant Creusabro steel after WEDM including the study of morphology and surface topography

článek v časopise ve Web of Science, Jimp

en

Unconventional wire electrical discharge machining technology (WEDM) is an indispensable part of the production of many industrial devices. Material separation takes place at very high local temperatures, and therefore some undesirable surface and sub-surface defects are formed. Not only the occurrence of defects but also the quality of the machined surface is very important for the end customer, so it is necessary to monitor it carefully. For this reason, a 33-round planned experiment was carried out for the study of the impact of the machine parameters setup (gap voltage, pulse on time, pulse off time, discharge current, wire speed) on the topography and morphology of the abrasion resistant steel Creusabro 4800. Metallographic preparations of all samples that allowed the study of subsurface defects using light and electron microscopy were produced. In order to investigate changes in the chemical composition of the surface and subsurface layers of the effects of WEDM machining a complex chemical composition analysis (EDX) was performed. A significant effect of the machine parameters setup on the occurrence of subsurface defects was demonstrated and the presence of burned cavities could be completely eliminated with machine parameters setup: gap voltage=60 V, pulse on time=8 μs, pulse off time=40 μs, wire speed=12 m•min-1 and discharge current=25 A.

Nekonvenční technologie elektroerozivní drátové řezání (WEDM) je nepostradatelnou součástí výroby mnoha průmyslových zařízení. Dělení materiálu probíhá při velmi vysokých lokálních teplotách, proto u některých materiálů dochází k tvorbě nežádoucích povrchových a podpovrchových defektů. Nejen výskyt defektů ale i jakost obrobeného povrchu je velmi důležitá pro koncového zákazníka, proto je nezbytné ji pečlivě monitorovat. Z toho důvodu byl v rámci této studie proveden 33 kolový plánovaný experiment pro zjištění vlivu nastavení parametrů stroje (gap voltage, pulse on time, pulse off time, discharge current, wire feed) na topografii a morfologii otěruvzdorné oceli Creusabro 4800. Dále byly vyrobeny metalografické preparáty všech vzorků, které umožnily studium podpovrchových defektů užitím světelné i elektronové mikroskopie. Za účelem zkoumání změn chemického složení povrchové a podpovrchové vrsty účinky WEDM obrábění byla provedena komplexní analýza chemického složení (EDX). Byl prokázán výrazný vliv nastavení parametrů stroje na výskyt podpovrchových defektů a přítomnost vypálených kavit bylo možné zcela odstranit s nastavením parametrů stroje: gap voltage =60 V, pulse on time =8 µs, pulse off time =40 µs, wire feed =12 m•min-1 a discharge current =25 A.

Unconventional wire electrical discharge machining technology (WEDM) is an indispensable part of the production of many industrial devices. Material separation takes place at very high local temperatures, and therefore some undesirable surface and sub-surface defects are formed. Not only the occurrence of defects but also the quality of the machined surface is very important for the end customer, so it is necessary to monitor it carefully. For this reason, a 33-round planned experiment was carried out for the study of the impact of the machine parameters setup (gap voltage, pulse on time, pulse off time, discharge current, wire speed) on the topography and morphology of the abrasion resistant steel Creusabro 4800. Metallographic preparations of all samples that allowed the study of subsurface defects using light and electron microscopy were produced. In order to investigate changes in the chemical composition of the surface and subsurface layers of the effects of WEDM machining a complex chemical composition analysis (EDX) was performed. A significant effect of the machine parameters setup on the occurrence of subsurface defects was demonstrated and the presence of burned cavities could be completely eliminated with machine parameters setup: gap voltage=60 V, pulse on time=8 μs, pulse off time=40 μs, wire speed=12 m•min-1 and discharge current=25 A.

WEDM, elektroerozivní drátové řezání,Creusabro 4800, defekty, morphology, topografie, parametry obrábění

WEDM, electrical discharge machining,Creusabro 4800, defects, morphology, topography, machining parameters

04.10.2019

Taylor & Francis Group

Spojené státy americké

1091-0344

23

6

1–18

18