Modelado y análisis de la desintegración de los bordes en la perforación por EDM en carburo de tungsteno/cobalto

Modelado y análisis de la desintegración de los bordes en la perforación por EDM en carburo de tungsteno/cobalto

Sumario La característica principal de la desintegración de los bordes aparece fácilmente en el proceso de perforación de maquinado por descarga eléctrica (EDM por sus siglas en inglés) en carburo de tungsteno/cobalto (WCCo). Tal comportamiento reduce la fuerza en relación conla fatiga y da como resultado una unión débil. El objetivo de esta publicación es presentar el modelo matemático para el modelado y análisis de los efectos de los parámetros en los procesos, incluyendo la descarga de corriente, el tiempo de pulso, el factor de trabajo y el valor de su capacitancia en el factor de la desintegración en los principios de los bordes con agujeros perforados por elproceso EDM de carburo de tungsteno/cobalto. Un plan experimental del diseño de la composición central basado en la metodología de respuesta de la superficie (RSM) fue empleado para llevar a cabo el estudio experimental. El modelo cuadrático de RSM asociado con la aproximación secuencial mediante máximos y mínimos fue usado para encontrar los ajustes óptimos en los parámetros del proceso. Con losvalores experimentales por encima del 95% de exactitud, se deduce que los valores experimentales son bastante buenos para representar el modelo matemático del factor de desintegración. Los resultados muestran que el efecto de la interacción con una descarga de corriente con el valor específico de la capacitancia tienen la mayor influencia en el factor de la desintegración, seguido por el valor dela capacitancia y el cuadrado del factor de trabajo. Los ajustes óptimos en los parámetros de procesamiento obtenidos en este estudio, representan la reducción del 5.53% del factor de desintegración, mismos que fueron comparados con los resultados de los parámetros iniciales para la perforación del carburo de tungsteno/cobalto en el proceso EDM.
1. Introducción
El carburo de tungsteno/cobalto(WC-Co), un tipo de conductor usado en ingeniería con componentes cerámicos, posee excepcionales propiedades mecánicas como una alta resistencia a la tracción y gran dureza. Aunque la mayoría de las aplicaciones en maquinado de este tipo de carburo de tungsteno es usado como herramientas de corte, el rango de aplicaciones externas está desarrollándose rápidamente, tal como material molde en laformación de otros metales, en la forja, en la compresión de metales fundidos. Los procesos típicos de carburo de tungsteno/cobalto están unificando técnicas de pulverización de metales y síntesis a altas temperaturas. De cualquier manera es muy difícil y costoso para esos materiales producir formas muy complejas con alta precisión por medio de maquinas y técnicas convencionales. Para maquinarcerámicos duros y a la vez frágiles de romperse, por maquinas de corte comunes puede causar grietas en la superficie a maquinar. El maquinado por descarga eléctrica (EDM) es la mejor opción para maquinar cerámicos conductores ya que no hay contacto directo entre la herramienta y la pieza a tratar durante todo el proceso EDM. En este proceso la superficie de la pieza tratada puede ser fundidarápidamente y removida por un arco de 8000-12000°C en cada punto de carga. El EDM tiene ventajas del principio de erosión por chispas para maquinar cosas difíciles de cortar para luego producir las formas y figuras deseadas, con mejores propiedades superficiales y mejor precisión en las dimensiones. A través de los últimos años, el EDM ha sido ampliamente usado en la industria metalúrgica moderna paraproducir formas complejas e intrincadas requeridas para materiales cerámicos conductores que son difíciles de maquinar por los métodos convencionales.
La perforación de macro o micro agujeros con un aspecto muy proporcionado es algo de lo más importante, practicado frecuentemente y un proceso de maquinado inevitable. El proceso de perforación EDM evita los defectos causados por el proceso de...