Brevet FR2642350A1 — publié le 19900803

ELECTRODE FILIFORME & REVETEMENT ELECTROLYTIQUE D'ALLIAGE POUR ETINCELAGE EROSIF, ET PROCEDE POUR SA REALISATION La présente invention concerne les électrodes en forme de fil que lson utilise dans l'usinage de pièces métalliques par electro- érosion. Dans un tel usinage, décrit par exemple dans le documcnt FR-A-2 418 699, une électrode en forme de fil est cntranée selon une trajectoire à proximité d'une pièce métallique à usiner. Un générateur électrique produit une différence de potentiel entre la pièce métallique à usiner et le fil métallique formant ltélectrode. Un étincelage se produit dans la zone d'usinage comprise entre le fil formant llélectrode et la pièce métallique, et érode progressivement a pièce. La vitesse d'érosion de la pièce mécanique que l'on peut obtenir dépend d'un grand nombre de paramètres, et notamment du générateur électrique, de la distance d'étincelage, du fluide d'usinage présent dans la zone d'étincelage. Cependant, on a pu constater que la rapidité d'érosion dépend également de la nature des matériaux constituant l'électrode en forme de fil. La présente invention a notamment pour objet de proposer une nouvelle structure d'électrode métallique en forme de fil pressentant l'avantage d'augmenter sensiblement la vitesse d'érosion d'une pièce métallique, les autres paramètres d'électro-érosion étant maintenus constants. L'invention a également pour objet de proposer un procédé de fabrication d'une telle électrode en forme de fil, ce procédé permettant de contrôleur de manière très précise les différents paramètres de l'électrode. En particulier, 1 t électrode selon l'invention est formée d'un fil d'âme métallique, le fil d'âme étant recouvert d'un dépôt électrolytique superficiel d'alliage de cuivre. Le procédé permet de contrôler de manière très efficace et précise liép-isseur du dépôt électrolytique superficiel d'alliage, la teneur en métal accompagnant le cuivre de ce dépôt électrolytique superficiel d'alliage, la composition et la structure de l'alliage dans l'épaisseur du dépôt électrolytique. Cette composition et cette structure peuvent être modulées à volonté dans ltépaisseur du dépôt électrolytique. Selon un autre objet de l'invention, le procédé permet d'obtenir un dépot électrolytique superficiel d'alliage pressentant une proportion en métal accompagnant le cuivre inférieure à 50 Z en poids. On constate que les procédés connus de réalisation d'électrodes métalliques pour électro-érosion ne permettaient pas l'obtention d'une telle proportion de métal accompagnant, tel que le zinc, dans la couche superficielle de l'électrode. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit d'utiliser, pour ltélectro-érosion, une électrode constituée par un fil métallique comprenant une ame métallique, l' me métallique étant enrobée d'un enrobage métallique comportant un dépôt électrolytique d'alliage de cuivre. De préférence, la proportion de métal accompagnant le cuivre contenue dans le dépôt électrolytique doit être inférieure à 50 Z en poids. Pour la réalisation d'une telle électrode, l'invention prévoit un procédé dans lequel on fait passer un fil d'ame métallique dans un bain de galvanoplastie pour produire un dépôt électrolytique superficiel d'alliage de cuivre d'épaisseur et de teneur appropriées en métal accompagnant le cuivre. De préférence, la composition du bain de galvanoplastie et les paramètres électrochimiques et électriques de L'étape de galvanoplastie sont choisis de manière que le dépôt électrolytique superficiel obtenu présente une proportion en métal accompagnant le cuivre inférieure à 507. en poids. Selon les applications visées des électrodes de l'invention, il peut être avantageux de prévoir une étape ultérieure de traitement thermique, au cours de laquelle on porte l'électrode à une température et pendant une durée suffisantes pour assurer une diffusion des métaux constituant l'enrobage les uns dans les autres. On obtient une diffusion par exemple en portant l'électrode au rouge pendant quelques secondes. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 représente schématiquement une installation d'électroérosion utilisant une électrode selon la présente invention ; et - la figure 2 représente schématiquement en coupe transversale une électrode selon la présente invention. Comme le représente la figure 1, une installation d'électroérosion à électrode en forme de fil comprend généralement une électrode 1 en forme de fil que l'on déplace selon une trajectoire prédéterminée. L'électrode 1 en forme de fil se dévide hors d'une réserve de fil 2, et est récupérée sur une bobine de récupération 3 après l'usinage. Entre la réserve 2 et la bobine de récupération 3, l'électrode 1 suit un parcours schématiquement représenté, au cours duquel elle est entratnée par des galets d'entralnement 4 et 5 sollicités par des moteurs 6 et 7, et elle est guidée par des organes de guidage tels que les galets 8 et 9. Entre les galets 8 et 9, l'électrode 1 passe dans la zone d'usinage 10, zone dans laquelle elle est en regard d'une pièce 11 à usiner. Un générateur d'impulsions électriques 12 est connecté par des électrodes appropriées 13 et 14 entre d'une part l'électrode en forme de fil 1 et la pièce à usiner 11.Les impulsions électriques produites par le générateur d'impulsions électriques 12 produisent un étincelage dans la zone d'usinage 10, entre la pièce à usiner 11 et l'électrode 1. Cet étincelage produit l'érosion progressive de la pièce 11, érosion qui peut etre poursuivie à volonté par déplacement relatif de la pièce 11 et de la portion d'électrode 1 comprise entre les galets 8 et 9. On a représenté sur la figure 2, à plus grande échelle, l'électrode 1 en forme de fil selon la présente invention. L'électrode comprend une âme 15 métallique, constituée avantageusement de cuivre ou d'un alliage cuivre-zinc, ou de tout autre métal approprié habituellement utilisé dans la technique des électrodes pour électro-érosion. L'âme métallique 15 est enrobée d'un enrobage métallique 16. Selon l'invention, l'enrobage 16 comprend un dépôt électrolytique d'alliage de cuivre avec un autre métal tel que le zinc, l'étain, ou tout autre métal formant facilement un alliage avec le cuivre. Une amélioration des résultats a été constatée dans le cas où la proportion de métal accompagnant le cuivre contenue dans le dépit électrolytique d'enrobage 16 est inférieure à 50 11 en poids de l'enrobage. Pour réaliser une telle électrode selon la figure 2, on fait passer un fil d'âme 15, par exemple en cuivre ou alliage de cuivre-zinc, dans un bain de galvanoplastie pour produire le dépot électrolytique superficiel 16 d'alliage de cuivre, selon une épaisseur et une teneur appropriées an métal accompagnant le cuivre. Une première possibilité consiste à déposer directement un alliage de cuivre-zinc. Une autre possibilité consiste à réaliser un co-dépôt des deux métaux cuivre et zinc sur l'amie 15. Selon une variante avantageuse du procédé de l'invention, pendant l'étape de formation du dépôt électrolytique superficiel d'alliage sur l'âme 15; on fait varier de manière appropriée les paramètres électriques de l'opération de galvanoplastie en fonction du temps. De telles variations induisent une modulation dans la composition et dans la structure du dépôt d'alliage dans l'épaisseur de l'enrobage. En particulier, on peut avantageusement faire passer dans le bain de galvanoplastie, entre les électrodes, un courant électrique de forme pulsée. La composition et la structure du dépôt d'alliage peuvent hêtre modulées par réglage des paramètres de forme d'onde, tels que fréquence et rapport cyclique du courant électrique pulsé. Un traitement thermique ultérieur peut hêtre appliqué sur l'électrode ainsi formée. Au cours de ce traitement thermique, on porte l'électrode à une température suffisante et pendant une durée suffisante pour assurer une diffusion des métaux de l'enrobage les uns dans les autres. On peut également utiliser une étape ultérieure de mise à dimensions, par passage de l'électrode 1 dans une filière. On obtient ainsi une électrode de diamètre parfaitement déterminé. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une électrode pour usinage par étincelage érosif, caractérisé en ce qu'on fait passer un fil d'âme métallique (15) dans un bain de galvanoplastie pour produire un dépôt électrolytique superficiel d'alliage de cuivre d'épaisseur et de teneur appropriées en métal accompagnant le cuivre, ledit dépôt formant un enrobage (16) métallique entourant l'amie (15). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition du bain de galvanoplastie et les paramètres électrochimiques et électriques de l'étape de galvanoplastie sont choisis de manière que le dépôt électrolytique superficiel obtenu présente une proportion en métal accompagnant le cuivre inférieure à 50 5 en poids. 3 - Procédé selon l1une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pendant l'étape de production du dépôt électrolytique superficiel d'alliage, on fait varier les paramètres électriques dans le temps pour moduler la composition et la structure du dépôt dans l'épaisseur de l'enrobage. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait passer, dans le bain de galvanoplastie, un courant électrique de forme pulsée, et en ce que la composition ét la structure du dépôt d'alliage sont modulés par réglage des paramètres de forme d'onde du courant électrique pulsé. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le métal accompagnant le cuivre est du zinc. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que le métal accompagnant le cuivre est de l'étain. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape ultérieure de traitement thermique, au cours de laquelle on porte l'électrode à une température suffisante et pendant une durée suffisante pour produire la diffusion -des métaux constituant l'enrobage les uns dans les autres. 8 - électrode (1) réalisée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a' 7, constituée par un fil métallique, pour usinage par étincelage érosif, comprenant une ame métallique (15) enrobée d'un enrobage métallique (16), caractérisée en ce que l'enrobage métallique (16) comprend un. dépôt électrolytique d'alliage de cuivre. 9 - Electrode selon la revendication 8, caractérisée en ce que la proportion de métal accompagnant le cuivre contenue dans le dépot électrolytique est inférieure à 50 7. en poids. 10 - Electrode selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le métal accompagnant le cuivre est du zinc ou de l'étain. 11 - Electrode selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'âme (15) est en cuivre ou en alliage cuivre-zinc.