Giỏ hàng

Tìm hiểu một số loại dây cắt điện cực EDM

Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện(Wire Cut Electric Discharge Machining- WEDM) là một trong các phương pháp gia công cơ khí chính xác, sử dụng điện cực dạng dây cắt thông qua quá trình xung điện có thể gia công cắt bất kỳ vật liệu dẫn điện nào từ vật liệu mềm đến rất cứng, ngay cả hợp kim carbide hay kim cương. 

 

Trong quá trình gia công, dây cắt EDM và chi tiết gia công (phôi) được xem như 2 điện cực hoạt động trong nước (điện dung). Khi gia công, sự phóng điện xảy ra giữa dây cắt trực tiếp đến chi tiết gia công. Trong quá trình gia công có sự ăn mòn ở cả hai điện cực (chi tiết gia công và dây cắt EDM) nhưng sự ăn mòn này không đối xứng. Bằng cách lựa chọn các thông số như: độ phân cực, tính dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, thời gian kéo dài cường độ xung điện một cách thích hợp ta có thể đạt được độ mòn 99,5% cho điện cực chi tiết và 0,5% cho điện cực dụng cụ.

Các dây cắt thường chỉ sử dụng một lần (để đảm bảo độ chính xác gia công), nhưng cũng có loại được sử dụng nhiều lần. 

Đối với gia công cắt dây, vật liệu làm dây cắt điện cực phải có các tính chất sau:

- Dẫn điện tốt 

- Có nhiệt độ nóng chảy cao

- Có độ giãn dài cao

- Có tính dẫn nhiệt tốt

Phổ thông trong các nhà máy có sử dụng máy cắt dây tia lửa điện ngày nay, thường chỉ biết đến điện cực dây cắt đồng thau (brasswire ). Tuy nhiên trong thực có khác nhiều loại dây cắt EDM, có những hiệu quả khác nhau cho quá trình gia công.

Bài viết sau xin giới thiệu các loại dây cắt EDM để cho quý khách hàng có thêm thông tin và lựa chọn.

1. Dây đồng đỏ tinh luyện: là loại dây điện cực từng được dùng đầu tiên cho máy cắt dây EDM. Là nguyên liệu dễ kiếm và khả năng dẫn điện cao khiến dây đồng đỏ tinh luyện trở thành loại điện cực lý tưởng vào thời điểm đó. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ cắt dây có bộ phát điện công suất ngày một lớn, điện cực dây đồng đỏ bộc lộ sự hạn chế về tốc độ cắt và lực căng dây (34,000-60,000psi). Dây đồng đỏ hiện nay hầu như không được khuyến cáo sử dụng cho máy cắt dây EDM.

2. Dây đồng thau: là loại dây đồng điện cực sử dụng cho máy cắt dây phổ biến nhất hiện nay . Dây đồng bao gồm hợp kim đồng(Cu) và kẽm (Zn). Tỷ lệ hợp kim Cu/Zn phổ thông của dây đồng thau  điện cực là 63/37 (Mỹ và Châu Âu) hoặc 65/35 (Châu Á).

Kẽm là vật liệu có điểm nóng chảy/hóa hơi thấp hơn nên là vật liệu điện cực tốt hơn đồng đỏ. Dây có càng nhiểu kẽm trên bề mặt thì giúp tốc độ cắt sẽ càng cao. Tuy nhiên khi tỷ lệ kẽm đạt đến 40% sẽ gây khó khăn cho quá trình sản xuất kéo dây.

Lực căng dây của dây đồng thau trong khoảng 54,000-173,000psi, phụ thuộc vào tỷ lệ hợp kim và động cứng (temper) vật liệu.

Dây đồng thau thường có mầu vàng sáng. Nếu mầu dây bị tối, mầu không đồng đều là dây có dấu hiệu bị ôxi hóa, hoặc bị bụi bẩn.

Dây đồng thau được sự dụng hầu hết trên các loại máy đời mới, và là loại dây cắt hiệu quả với các phôi thép.

Dây đồng thau điện cực thường có độ cứng/giãn dài (elongation) từ <2% đến trên 30%.

Dây có độ giãn dài % thấp sẽ tốt cho việc xỏ dây tuy nhiện lại hạn chế cho quá trình cắt côn.Và ngược lại dây có độ giãn dài cao có thể cắt côn tới 45 độ nhưng xỏ dây sẽ gặp nhiều khó khăn.

3.Dây đồng phủ kẽm (coated wire): là loại dây có lõi đồng đỏ hoặc đồng thau, được phủ bên ngoài một lớp kẽm dầy 2-3micron. Dây phủ kẽm được sản xuất theo phương pháp mạ tĩnh điện, sẽ có độ đồng nhất của bề mặt và đồng đều của lớp phủ cao; hoặc cũng có thể được phủ theo phương pháp mạ nhúng nóng (hot dipping) với giá thành thấp hơn; đây là phương pháp phủ nhanh hơn nhưng kém chính xác hơn.

Dây phủ kẽm có lực căng dây 61,000-130,000psi ; được phủ kẽm hoặc kẽm ôxít tùy theo ứng dụng. So với dây đồng thau thông thường, dây phủ kẽm có tốc độ cắt nhanh hơn và khả năng đứt dây thấp hơn.

Do vậy với các ứng dụng cần đẩy nhanh tốc độ cắt (thô hoặc tinh) thì có thể sử dụng dây phủ kẽm. Dây phủ kẽm còn giúp mang lại chất lượng độ bóng bề chi tiết gia công cao, đặc biệt cho các vật liệu carbide và PCB.

4. Dây phủ công nghệ ủ khuếch tán (diffusion-annealed coated wire):

Trong khi dây phủ kẽm về lý thuyết giúp mang lại tốc độ cắt tốt hơn, tuy nhiên điểm hạn chế của lớp kẽm bên ngoài là nhiệt độ nóng chảy thấp và nó chỉ được “dính” trên bề mặt của lõi dây; nên trong quá trình phóng tia lửa điện; lớp kẽm nhanh chóng bị thổi bay trước khi phát huy hết hiệu quả.

Do vậy, để giải quyết bài toán vừa đảm bảo được lớp phủ giàu kẽm, vừa nâng cao được nhiệt độ nóng chảy, giúp lớp phủ kết dính vào lõi dây, các nhà sản xuất dây sử dụng các lớp phủ bằng hợp kim đồng thau hàm lượng kẽm cao là đồng thau Beta (Cu50Zn50) hoặc lớp phủ đồng thau Gamma (Cu35Zn65); kết hợp thêm quá trình xử lý dây phủ bằng ủ (ram) khuếch tán. Trong quá trình xử lý này, các nguyên tử kẽm Zn bên ngoài vỏ; các nguyên tử đồng Cu từ lõi được khuếch tán vào nhau; tạo thành 1 lớp phủ hợp kim đồng kẽm với hàm lượng kẽm cao, nhiệt độ nóng chảy cao và kết dính vào phần lõi.

Dây cắt với lớp phủ đồng thau Gamma có thể đạt tốc cắt cao hơn 35% so với dây đồng thau thông thường và hơn 15% so với dây phủ kẽm.

Dây phủ khuếch tán có màu vàng nâu hoặc nâu, được sử dụng cho các ứng dụng cắt phôi cao, gia công khối lớn hoặc gia công với điều kiện xối (flushing) hạn chế. Loại dây này cũng được dùng để cắt các vật liệu thép dụng cụ, nhôm hoặc graphite.

5. Dây molipdebnum: Là loại dây rất khỏe với lực căng dây trên 275,000psi. Nhưng do đây là loại vật liệu điện cực khá kém chất lượng, bởi có nhiệt độ nóng chẩy /hóa hơi cao 2,625°C và 5,560°C.

Loại dây này thường được sử dụng với đường kính nhỏ (0.006-0.004”) hoặc rất nhỏ (<0.004”) để cắt các mẫu đòi hỏi có mạch cắt nhỏ. Nhờ có lực căng lớn, nên dây moly có khả năng cắt các mặt thẳng cực tốt và giảm đáng kể việc đứt dây so với dây đồng thông thường.

Trong một số ứng dụng đặc biệt trong y tế và quân sự, không được phép dính bẩn đồng hoặc kẽm vào bề mặt cắt, người ta sẽ không thể sử dụng các loại điện cực đồng mà thay vào đó là dây moly hoặc tungsten.

Dây moly có các hạn chế là chi phí cao, khả năng xỏ dây kém và tốc độ cắt thấp.

6. Dây lõi thép: Là loại dây cắt có lõi bằng sợi thép carbon có độ cứng cao và được phủ một lớp đồng thau giàu kẽm, nhằm mang đến một giải pháp cắt chất lượng cao. Dây lõi thép với đường kinh nhỏ (.001”-.004”), có lực căng dây 290,000psi, cao hơn dây moly, nhưng lại các đặc tính cắt tốt hơn. Dây lõi thép đường kinh lớn hơn (.006”-.012”) có lực căng dây trong khoảng 116,000-145,000psi. Dây lói thép là một lựa chọn khi phải cắt các chi tiết rất dầy, đòi hỏi độ thẳng cao và trong điều kiện xối flushing kém.

7. Dây tungsten: có nhiệt độ nóng chảy và hóa hơi 3410°C và 5930°C; cao hơn dây moly; dây tungsten có hiệu suất cắt thấp so với các loại điện cực dây tuy nhiên trong một số trường hợp khó thì đây lại là giải pháp tốt nhất. Thường có đường kinh nhỏ (.001”-.002”),dây tungsten có lực căng dây cao nhất, cho phép cắt các đường rất mảnh, và mặt cắt thẳng. Dây tungsten thường được dùng cho các ứng dụng cắt sản phẩm không được dính đồng hoặc kẽm.

Tài khoản Giỏ hàng Trang chủ Facebook Youtube TOP