MACHINABILITY OF PURE METALS BY ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING | MAQUINABILIDADE DE METAIS PUROS POR USINAGEM DE DESCARGA ELÉTRICA

Portuguese. A usinagem por descarga elétrica (EDM) envolve a geração de micro-plasmas submetidos a altas temperaturas e pressões para promover a remoção do material. Assim, para entender o mecanismo de remoção de material, é de grande importância o conhecimento da interação plasma-sólido. Sabendo como as propriedades físicas e químicas dos materiais afetam a transferência de calor na superfície do eletrodo, como isso afeta as propriedades elétricas do canal de plasma durante o tempo de descarga são questões fundamentais para se obter um melhor entendimento desta tecnologia de usinagem. Esta pesquisa tenta fornecer algumas respostas para essas questões por meio de testes de descarga de plasma único em condições controladas por laboratório, realizadas em materiais puros e de baixa liga, em prol da abrangência e da próxima modelagem numérica. Estes resultados demonstram que o volume erodido do material está correlacionado com parâmetros operacionais do processo e que a morfologia da cratera apresentou uma forma mais regular em metais puros do que em materiais de engenharia. O índice de usinabilidade dos materiais em estudo foi determinado por cálculos do volume erodido e das medidas de energia elétrica. Além da baixa previsibilidade dos modelos apresentados na literatura, também foi proposto um modelo conceitual básico referente à morfologia das crateras erodidas.

English. Electrical discharge machining (EDM) involves the generation of micro-plasmas subjected to high temperature and pressure to promote the material removal. Hence, to understand the material removal mechanism it is of great importance the knowledge of the interaction plasma-solid. Knowing how physical and chemical properties of materials affect heat transfer at the electrode surface, how this eventually affects electrical properties of the plasma channel over the discharge time are key issues to achieve a better understanding of this machining technology. This research attempts to provide some answers to these issues by means of single plasma discharge tests under laboratory-controlled conditions carried out on pure and low-alloyed materials in favour of comprehensiveness and forthcoming numerical modelling. These results demonstrate that material eroded volume is correlated with process operating parameters and that crater morphology has presented a more regular shape in pure metals than in engineering materials. The machinability index of the materials under study has been determined by calculations of the eroded volume and electrical power measures. Further to the low predictability of the models presented in literature, it was also proposed a basic conceptual model referring to the morphology of the eroded craters.