FR2928285A1 - Procede continu d'usinage electrolytique de pieces metalliques - Google Patents
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Abstract
Le procédé concerne un procédé continu d'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissolution électrolytique de la pièce à usiner au moyen d'un électrolyte et d'une tension appliquée au moins pendant une période prédéterminée entre une électrode et la pièce à usiner, comportant les étapes : usinage préliminaire de la pièce avec un courant continu constant et, ensuite, usinage de finition de la pièce avec un courant pulsé, l'électrode étant avancée sans effectuer de mouvements d'oscillation.
Description
PROCEDE CONTINU D'USINAGE ELECTROLYTIQUE DE PIECES METALLIQUES La présente invention concerne un procédé continu d'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissolution électrolytique de la pièce à usiner au moyen d'un électrolyte et d'une tension appliquée au moins pendant une période prédéterminée entre une électrode et la pièce à usiner, ainsi qu'un dispositif pour l'usinage électrolytique de pièces métalliques. Les processus électrochimiques pour le formage et la structuration des surfaces de métaux par une dissolution anodique contrôlée sont très souvent utilisés pour les produits industriels. Dans ce cas, la dissolution du métal dans le procédé ECM (electrochemical machining = usinage électrochimique) se produit à l'aide de densités de courant anodique extrême dans l'électrolyte neutre, le métal étant mis en solution sous la forme de ses ions. Le procédé ECM est utilisé, entre autres, pour la réalisation de cannelures sur des cylindres de presses, des aubes de turbine, des buses d'injection ou également des lames de rasage pour les rasoirs électriques. Étant donné que dans le procédé ECM à courant continu apparaissent souvent des problèmes pour obtenir en même temps une bonne qualité de surface et une grande précision, on a développé le procédé PECM (usinage électrochimique à courant pulsé), lequel permet d'accroître nettement la qualité de surface et la précision. Dans ce cas, l'électrolyte entre les électrcdes est remplacé pendant les intervalles entre les impulsions. Les produits réactifs sont éliminés par lavage et la chaleur Joule fournie peut être évacuée. L'inconvénient se manifeste dans l'utilisation technique, à savoir une durée d'usinage plus longue en raison des pauses supplémentaires sans enlèvement de matière. La recherche a été développée intensément dans le 5 domaine des procédés ECM et PECM et une pluralité de procédés possibles sont déjà connus. Ainsi, dans le document DE 10 2004 058 372 est décrit un procédé pour l'usinage électrochimique d'une pièce, ainsi qu'un dispositif pour l'usinage 10 électrochimique d'une pièce. Dans ce cas, l'électrode est segmentée en une pluralité d'électrodes individuelles et chacune de ces électrodes individuelles peut être activée de manière ciblée avec une impulsion de courant. En outre, le remplacement de 15 l'électrolyte est effectué dans une fente d'usinage entre la pièce et l'électrode moyennant un lavage forcé. Pendant le procédé, la distance entre l'électrode et la pièce varie et l'électrode tourne par rapport à la pièce. 20 À partir du document DE 10 2005 048 281, on connaît un dispositif pour l'usinage électrolytique des métaux, le bloc d'alimentation en courant continu comportant un composant de redressement de courant, raccordé à une séparation galvanique, et l'alimentation 25 en courant continu est prévue avec une synchronisation secondaire, comportant un rapport de synchronisation sélectionnable, et avec un réglage du courant et/ou de la tension. Dans le procédé d'usinage électrochimique de 30 pièces électroconductrices réalisées dans un alliage, décrit dans le document WO 2006/111 345, des impulsions de courant anodique, de préférence de courte durée, sont appliquées dans un espace entre les électrodes, à savoir la pièce à usiner et l'outil, et ledit outil effectue un mouvement oscillant qui s'avance vers la pièce et s'écarte de la pièce, les impulsions de courant anodique étant appliquées sous la forme d'un groupe d'impulsions au moment où la distance est maximale entre l'outil et la pièce à usiner. En outre, il est prévu une impulsion de courant intermédiaire entre deux groupes d'impulsions, et la durée, l'amplitude et la polarité de l'impulsion de courant intermédiaire sont réglées de telle sorte que les paramètres chimiques et physiques de l'électrolyte dans l'espace entre les électrodes peuvent accepter une valeur qui est optimale pour chacun des composants à dissoudre de la pièce.
Un perfectionnement du procédé PECM est connu par exemple à partir du document US 5 833 835, dans lequel sont utilisées des impulsions de courant bipolaires, dans lesquelles des impulsions à polarité positive alternent avec des impulsions à polarité négative.
Le but de la présente invention est de mettre à disposition, à partir des procédés connus, un procédé
d'usinage électrochimique, ainsi qu'un dispositif
d'usinage électrochimique, lesquels permettent de réaliser un usinage très flexible et précis des pièces, en particulier avec une bonne qualité de surface.
Cet objectif est résolu selon l'invention par un procédé continu d'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissolution électrolytique de la pièce au moyen d'un électrolyte et d'une tension appliquée au moins pendant une période prédéterminée entre une électrode et la pièce à usiner, au moyen des étapes suivantes : usinage préliminaire de la pièce avec un courant continu constant et, ensuite, usinage de finition de la pièce avec un courant pulsé, l'électrode étant avancée sans effectuer de mouvements d'oscillation.
Par la présente invention, il est possible d'usiner des pièces électroconductrices, la pièce finie se caractérisant par une qualité de surface particulièrement bonne. Cela est obtenu par la combinaison d'un procédé d'usinage électrochimique (ECM) avec un procédé d'usinage électrochimique à courant pulsé (PECM), un usinage préliminaire de la pièce étant effectué en premier lieu et l'ébauche obtenue de cette manière étant amenée à l'état fini avec une bonne qualité au cours du même procédé par l'utilisation d'un courant pulsé. Grâce au présent procédé, la durée d'usinage des pièces métalliques a donc été nettement diminuée par rapport à un procédé PECM utilisé seul.
Malgré l'absence d'un mouvement d'oscillation de l'électrode, les profils de surface souhaités sont obtenus avec une qualité particulièrement bonne et pendant un intervalle de temps relativement court. En même temps, il n'est pas nécessaire de modifier le mouvement de l'électrode entre les deux étapes d'usinage (usinage préliminaire et usinage de finition). De ce fait, la structure du dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est également simplifiée.
De manière avantageuse, il peut être prévu que le courant pulsé comporte des impulsions anodiques.
L'utilisation d'impulsions anodiques dans ce domaine a donné de bons résultats depuis de nombreuses années et entraîne la réalisation de profils de surface très précis.
Selon un autre mode de réalisation préféré, il peut être prévu que le courant pulsé comporte des impulsions anodiques et cathodiques. Par un changement ciblé de la polarité entre l'électrode et l'outil, il est possible d'obtenir un enlèvement de matière sur l'électrode-outil, lequel est utilisé pour le nettoyage. Il est ainsi possible d'accroître davantage la vitesse d'usinage, la qualité d'usinage et la précision du procédé. À cet effet, il peut être prévu de générer une impulsion cathodique dans chaque intervalle entre deux impulsions anodiques. Par l'utilisation d'impulsions cathodiques intermédiaires, le rendement du courant et la qualité de la surface sont augmentés. Les impulsions cathodiques intermédiaires réduisent les couches oxydes présentes sur la surface de la pièce. Il s'est avéré que l'application de l'impulsion cathodique dans l'intervalle entre deux impulsions convenait particulièrement bien.
Selon un autre mode de réalisation préféré, il peut être prévu d'appliquer l'impulsion cathodique immédiatement avant ou après une impulsion anodique. L'oxyde formé dans l'intervalle entre deux impulsions
est diminué ici par l'impulsion cathodique préliminaire, de telle sorte que la surface au début de l'impulsion anodique est une surface active exempte d'oxyde.
Selon un autre mode de réalisation préféré, l'intervalle entre deux impulsions anodiques peut être plus court que la durée d'une seule impulsion anodique. De ce fait, il est possible d'augmenter le temps d'usinage de la pièce dans la production.
De manière avantageuse, il peut être prévu de générer des impulsions cathodiques 8 à 12 fois plus faibles que les impulsions anodiques. Des impulsions cathodiques avec un ordre de grandeur correspondant sont suffisantes pour éliminer les couches supérieures oxydes. En même temps, il est fait en sorte qu'aucune influence ne s'exerce sur la géométrie de l'électrode.
Selon un autre mode de réalisation préféré, la durée d'un intervalle entre deux impulsions peut correspondre à 30 à 50 % de la durée d'une impulsion de courant anodique. Une longueur correspondante de l'intervalle entre deux impulsions s'est avérée particulièrement appropriée dans la pratique et garantit un usinage continu avec un rendement suffisamment élevé.
Selon un autre mode de réalisation préféré, la fréquence d'impulsion peut se situer entre 1 Hz et 10 kHz. De manière avantageuse, le courant pulsé pendant l'étape d'usinage de finition peut comporter uniquement des impulsions anodiques pendant un intervalle de temps prédéterminé et des impulsions anodiques et cathodiques pendant un intervalle de temps consécutif. Un procédé réalisé de manière correspondante se caractérise par une durée d'usinage particulièrement préférée, ainsi que par la qualité de la pièce obtenue.
De manière avantageuse, l'électrode est avancée plus vite pendant l'usinage préliminaire que pendant l'usinage de finition. Par conséquent, il est possible pendant l'usinage préliminaire d'obtenir la forme de la pièce avec une vitesse relativement élevée et seulement au moment de la transition avec l'étape de l'usinage de finition, la vitesse d'avance est abaissée et le procédé est concentré sur la qualité de la surface et la précision de reproduction, de telle sorte que la durée du procédé peut être optimisée.
De manière avantageuse, l'avance pendant l'usinage préliminaire est de l'ordre de 0,5 à 4 mm/min. En outre, au cours de l'usinage de finition, l'avance peut être de l'ordre de 0,01 à 2 mm/min. Des valeurs correspondantes ont donné de bons résultats dans la pratique.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le passage de l'usinage préliminaire à l'usinage de finition dépend de la profondeur de pénétration de
l'électrode. Il est ainsi défini un paramètre supplémentaire pour la mise en oeuvre du procédé, lequel permet un réglage simple du prccédé.
Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, l'usinage de finition peut comporter un polissage, de telle sorte que la pièce peut être mise à disposition avec une rugosité de surface prédéfinie.
De manière avantageuse, l'usinage de finition permet d'obtenir une grande précision de reproduction.
En outre, la rugosité de la surface de la pièce après l'usinage de finition peut se situer entre Ra = 0,01 à 0,5, de préférence Ra = 0,03. Le présent procédé permet donc de mettre à disposition une pièce qui peut
être utilisée ultérieurement sans que soient nécessaires des étapes de travail supplémentaires dans un procédé séparé.
De manière avantageuse, un polissage est effectué
par une avance finale de 0,01 mm. Une durée correspondante ou zone d'usinage correspondante a donné de bons résultats pour obtenir un polissage suffisant.
En ce qui concerne le dispositif, l'invention est résolue par un dispositif pour l'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissolution électrolytique de la pièce à usiner, comportant au moins une borne de cathode et au moins une borne d'anode, qui sont raccordées à un bloc d'alimentation en courant continu et qui sont formées respectivement par l'électrode et la pièce à usiner, la borne de cathode et la borne d'anode étant reliées en outre à un bloc d'alimentation en courant pulsé avec commande des impulsions, et l'électrode effectuant seulement un mouvement d'avance. Grâce au présent dispositif, il est possible de transformer des dispositifs d'usinage électrochimique déjà existants par une simple intégration d'un générateur de courant pulsé ou par une commande appropriée du générateur déjà présent, de telle sorte que les coûts pour la mise à disposition du dispositif selon l'invention et pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent être maintenus à un niveau particulièrement faible. Selon un mode de réalisation préféré, il peut être prévu de réaliser l'électrode en métaux non ferreux (par exemple, des alliages de cuivre), en graphite ou en alliages d'acier. Des matériaux correspondants ont donné de bons résultats dans la pratique. Selon un autre mode de réalisation préféré, l'électrolyte est formé par du nitrate de sodium ou du chlorure de sodium. Un électrolyte correspondant s'est déjà avéré particulièrement approprié dans la pratique. De manière avantageuse, il est possible d'appliquer d'abord entre la borne d'anode et la borne de cathode une alimentation en courant continu, avec un courant de 100 A à 20 000 A, et avec une avance de l'électrode de 0,5 à 4 mm/min. En outre, il s'est avéré particulièrement avantageux d'appliquer à la borne d'anode et à la borne de cathode une alimentation en courant pulsé avec un courant de 100 A à 20 000 A et un modèle d'impulsion de 1 Hz et 10 kHz, l'avance de l'électrode étant de l'ordre de 0,1 à 2 mm/min. Selon un autre mode de réalisation préféré, l'alimentation en courant pulsé peut comporter des impulsions unipolaires et/ou des impulsions bipolaires, de telle sorte que le dispositif est universellement utilisable. Un mode de réalisation de l'invention est décrit 15 ci-après de manière plus détaillée à l'appui du dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une coupe de la structure d'un dispositif d'usinage électrochimique (partie de la cathode) ; 20 la figure 2 est la représentation de la courbe des intervalles entre deux impulsions pendant l'usinage de finition ; et la figure 3 est la représentation de la courbe des intervalles entre deux impulsions en cas 25 d'utilisation d'impulsions anodiques et d'impulsions cathodiques. Le dispositif de défonçage 1 par usinage électrochimique selon l'invention est formé par deux parties principales, à savoir le porte-électrodes 2 30 avec l'électrode 5 et un masque ou chambre de pression 3. L'électrolyte est introduit dans le porte-électrodes 2 via le conduit d'admission et le conduit d'évacuation 4.
Le dispositif d'usinage électrochimique selon l'invention travaille avec une électrode 5 autour de laquelle se produit une circulation. Sur le porte-électrodes 2 repose le masque mobile ou chambre de pression 3, qui guide le flux autour de l'électrode. Dans ce cas, le masque doit être réalisé dans un matériau isolant électriquement qui, en plus, est apte à absorber les pressions élevées de l'électrolyte et à ne pas rompre. Le matériau qui a donné de bons résultats au cours de ces dernières années est en résine époxy - fibres de verre. Un matériau correspondant, tel que HGW 2372, possède une résistance de contact spécifique élevée de 1012 Q/cm, une faible dilatation thermique, une faible absorption d'eau, 15 ainsi qu'une dureté élevée. Deux ressorts de pression 6 poussent le masque 3 sur la pièce à usiner et étanchent celle-ci. Il est ainsi empêché que l'électrolyte s'échappe en dessous du masque. Dans la fenêtre du masque est réalisé un 20 passage, qui correspond à la surface de base de la forme de l'électrode, à laquelle s'ajoute une fente définie. Au cours de l'usinage, l'électrode 5 traverse ce passage pour pénétrer dans la pièce à usiner. L'électrode est réalisée ici en cuivre et tungstène, 25 étant donné que ce matériau a donné de bons résultats dans la pratique. Le dispositif d'usinage électrochimique représenté est un dispositif avec un logement pour une forme de briquette standard. 30 Des séries d'essais pour l'usinage électrolytique d'une pièce métallique ont été effectuées moyennant l'utilisation d'un dispositif d'usinage électrochimique approprié. Avant le début des essais, la solution d'électrolyte a été préchauffée et mélangée pour obtenir des températures environnantes pratiquement constantes, telles que la température, et des propriétés de l'électrolyte pratiquement constantes. À cet effet, la pompe de la mise à disposition de l'électrolyte, ainsi que le chauffage installé dans la cuve d'électrolyte ont été mis en marche une heure avant l'essai proprement dit. De cette manière, la totalité de l'électrolyte a été chauffée de manière homogène par le chauffage à une température de 38°C environ. Par la circulation permanente, il a été garanti que l'électrolyte possédait pratiquement partout les mêmes propriétés physiques et chimiques, telles que la température et la densité.
Au cours de l'essai, la conductibilité de l'électrolyte a été enregistrée par la détermination de la densité de la solution. L'électrolyte utilisé était du nitrate de sodium (NaNO3) ou du chlorure de sodium (NaCl). La concentration se situait en outre autour de 20 à 30 L'essai a été mis en oeuvre avec du NaNO3 et une pression d'électrolyte de 10 à 15. Les paramètres d'un essai effectué sont représentés sur le tableau ci-après.
Dans ce cas, il a été effectué d'abord un usinage préliminaire rapide des premiers quatre millimètres avec une vitesse d'avance de 1 mm/min, un courant continu étant appliqué entre l'électrode et la pièce à usiner. Ensuite, un usinage très précis à courant pulsé a été effectué avec une alimentation en courant pulsé (vitesse d'avance 0,3 mm/min). La figure 2 représente la courbe correspondante des impulsions. Dans ce cas, la pièce à usiner a d'abord été sollicitée uniquement par des impulsions anodiques. Chaque impulsion anodique était suivie d'une pause, dont la durée était inférieure à la durée de l'impulsion elle-même, de ce fait, la vitesse d'usinage pouvait être maintenue à une valeur suffisamment élevée malgré les intervalles entre deux impulsions. Pendant cette étape de travail, l'électrode se situe plus près de la pièce à usiner que pendant l'étape d'usinage de finition. Compte tenu de la plus faible distance entre l'électrode et la pièce à usiner, l'électrolyte chauffe plus vite, de telle sorte que pendant l'intervalle entre deux impulsions, il a été possible de remplacer l'électrolyte. Lorsque la profondeur de pénétration définie est atteinte, le modèle des impulsions de tension est à nouveau modifié. Dans ce cas, la polarité entre l'électrode et la pièce à usiner est modifiée, de telle sorte qu'il se produit un enlèvement de matière sur l'électrode-outil. Les impulsions cathodiques obtenues par le changement de polarité possèdent à cette occasion un facteur nettement plus faible que les impulsions de courant anodique. Par ailleurs, la durée des impulsions de courant cathodique est plus courte que la durée des impulsions de courant anodique, ainsi que la durée des intervalles entre deux impulsions. Une courbe correspondante des impulsions est représentée sur la figure 3. Au cours de la dernière étape du procédé est effectué un polissage de la pièce jusqu'à une rugosité 30 de surface Ra = 0,3 sur les derniers 0,005 mm. 35 Tableau 1 Point de contact de la commande CN 148,28 mm Point de départ de la commande CN 147,80 mm Point de fin d'usinage de la commande 158,50 mm CN Type d'électrolyte NaNO3 Densité de l'électrolyte 1,155 g/dm' Température de l'électrolyte 25°C Pression de l'électrolyte 15 bars l'e modification des paramètres 152,00 mm Courant 1 000 A Tension 8 V Modèle d'impulsion Aucun (courant continu) Avance de l'électrode 1 mm/min 2e modification des paramètres 158,30 mm Courant 1 000 A Tension 8 V Modèle d'impulsions 10 ms 1 000 A/8 V a Intervalle d'impulsion 20 ms Avance de l'électrode 0,3 mm/min 3e modification des paramètres 158,495 mm Courant 1 1 000 A Tension 1 8 V Courant 2 10 A Tension 2 -2 V Modèle d'impulsions 10 ms 1 000 A/8 V - 2 ms 10 A / -2 V - Intervalle d'impulsion 20 ms Avance de l'électrode 0,3 mm/min Indépendamment des paramètres d'essai ci-dessus décrits, il est aussi possible d'obtenir d'autres géométries, telles que des formes rondes, elliptiques ou polygonales, avec un dispositif correspondant et respectivement un procédé correspondant. Le tableau ci-après reproduit d'autres paramètres, qui ont donné de bons résultats lors de la mise en oeuvre du procédé.
Tableau 2 Zone optionnelle Point de contact de la commande CN 0 - 500 mm Point de départ de la commande CN 0 - 500 mm Point de fin d'usinage de la commande 0 - 500 mm CN Type d'électrolyte Nitrate de sodium / sel de cuisine Densité de l'électrolyte 1 - 2 g/dm' Température de l'électrolyte 15 - 50°C Pression de l'électrolyte 0 - 20 bars 1 e modification des paramètres Courant 10 A - 20 000 A Tension 1 - 24 V Modèle d'impulsions Courant continu / tension continue Avance de l'électrode 0,5 - 4 mm/min 2e modification des paramètres Courant 100 A - 20 000 A Tension 1 - 24 V Modèle d'impulsions Différentes combinaisons de 1 Hz à 10 kHz Avance de l'électrode 0,01 - 2 mm/min 3e modification des paramètres Courant 1 100 A - 20 000 A Tension 1 1 - 24 V Courant 2 100 A - 20 000 A Tension 2 -24 -+24 V Modèle d'impulsions Différentes combinaisons de 1 Hz à 10 kHz Avance de l'électrode 0,01 - 2 mm/min
Claims (23)
1. Procédé continu d'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissolution électrolytique de la pièce à usiner au moyen d'un électrolyte et d'une tension appliquée au moins pendant une période prédéterminée entre une électrode et la pièce à usiner, comportant les étapes : usinage préliminaire de la pièce avec un courant continu constant et, ensuite, usinage de finition de la pièce avec un courant 10 pulsé, l'électrode étant avancée sans effectuer de mouvements d'oscillation.
2. Procédé continu selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le courant pulsé comporte des impulsions anodiques.
3. Procédé continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant pulsé comporte des 20 impulsions anodiques et des impulsions cathodiques.
4. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que respectivement une impulsion cathodique est appliquée 25 dans l'intervalle entre deux impulsions anodiques.
5. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'impulsion cathodique est appliquée immédiatement avant ou après 30 une impulsion anodique.
6. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intervalle entre deux impulsions anodiques est plus court que la durée d'une seule impulsion anodique.
7. Procédé continu selon la revendication 6, caractérisé en ce que la durée d'un intervalle entre deux impulsions correspond à 30 à 50 % de la durée d'une impulsion de courant anodique.
8. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les impulsions cathodiques sont 8 à 12 fois plus faibles que les impulsions anodiques.
9. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la fréquence d'impulsion se situe entre 1 Hz et 10 kHz. 20
10. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le courant pulsé pendant l'étape d'usinage de finition comporte uniquement des impulsions anodiques pendant un intervalle de temps prédéterminé et des impulsions 25 anodiques et cathodiques pendant un intervalle de temps consécutif.
11. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que 30 l'électrode est avancée plus vite pendant l'usinage préliminaire que pendant l'usinage de finition. 10 15
12. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'avance pendant l'usinage préliminaire est de l'ordre de 0,5 à 4 mm/min.
13. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'avance pendant l'usinage de finition est de l'ordre de 0,01 à 2 mm/min. 10
14. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le passage de l'usinage préliminaire à l'usinage de finition dépend de la profondeur de pénétration.
15. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'usinage de finition comporte un polissage. 20
16. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'usinage de finition permet d'obtenir une grande précision de reproduction. 25
17. Procédé continu selon au moins l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la rugosité de la surface de la pièce après l'usinage de finition se situe entre Ra = 0,01 à 0,05, de préférence Ra = 0,03. 30
18. Dispositif pour l'usinage électrolytique de pièces métalliques par la dissclution électrolytique de la pièce à usiner, comportant au moins une borne de 15cathode et au moins une borne d'anode, qui sont raccordées à un bloc d'alimentation en courant continu et qui sont formées respectivement par l'électrode et la pièce à usiner, caractérisé en ce que la borne de cathode et la borne d'anode sont reliées à un bloc d'alimentation en courant pulsé avec commande des impulsions, et en ce que l'électrode effectue seulement un mouvement d'avance.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'électrode est réalisée en métaux non ferreux, en particulier des alliages de cuivre, en graphite ou en alliages d'acier.
20. Dispositif selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que l'électrolyte est du nitrate de sodium ou du chlorure de sodium.
21. Dispositif selon au moins l'une des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que d'abord est appliquée entre la borne d'anode et la borne de cathode une alimentation en courant continu, avec un courant de 100 A à 20 000 A, avec une avance de l'électrode de 0,5 à 4 mm/min.
22. Dispositif selon au moins l'une des revendications 18 à 21, caractérisé en ce qu'à la borne d'anode et à la borne de cathode est appliquée une alimentation en courant pulsé avec un courant de 100 A à 20 000 A et un modèle d'impulsion de 1 Hz et 10 kHz, l'avance de l'électrode étant de l'ordre de 0,01 à 2 mm/min.
23. Dispositif selon _a revendication 22, caractérisé en ce que l'alimentation en courant pulsé comporte des impulsions unipolaires et/ou des impulsions bipolaires.
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| DE19959593B4 (de) * | 1999-12-10 | 2007-02-22 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren zum Herstellen einer Bohrung durch Elysieren |
| RU2286233C2 (ru) * | 2001-05-08 | 2006-10-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Способ удаления катодных отложений посредством биполярных импульсов |
| DE102004032201B3 (de) * | 2004-07-02 | 2005-12-22 | Siemens Ag | Verfahren zur Bearbeitung von hochdruckfesten Dichtflächen an zwei metallischen Körpern |
| DE102004058372B4 (de) | 2004-12-03 | 2008-10-09 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung |
| ATE380621T1 (de) | 2005-04-18 | 2007-12-15 | Wilhelm Mahler | Verfahren und schaltanordnung zur elektrochemischen metallbearbeitung |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022218004A1 (fr) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | 青岛理工大学 | Procédé d'usinage pour améliorer la qualité de surface d'une microrégion d'un composant en alliage |
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