Procédé pour usinage par électroérosion utilisant comme fluide diélectrique des hydrocarbures aromatiques La titulaire a préconisé - à titre de liquides diélectriques pour les procédés d'usinage par électro- érosion - des hydrocarbures dont le rapport C/H, en poids, est supérieur à 7, qui sont constitués par les extraits aromatiques que l'on obtient au cours du raffinage, par solvants, des distillats pétroliers. Ces liquides permettent d'augmenter substantiellement le rendement électrique des appareils utilisés pour cet usinage.
Les travaux poursuivis par les titulaires ont main tenant mis en évidence que d'autres hydrocarbures aromatiques présentent des propriétés remarquables comme fluides pour électroérosion. Ces hydrocarbu res aromatiques sont caractérisés en ce qu'ils appar tiennent au groupe des mono et/ou polyalkylbenzènes monocycliques de formule générale CnH2n 6 et dont le rapport C/H en poids est supérieur ou égal à 7.
Selon le type de machine utilisée et aussi selon le régime de marche, on peut avoir intérêt à choisir parmi ces hydrocarbures ceux qui n'ont pas une tension de vapeur trop élevée, par exemple ceux bouillant au-dessus de 200o C à la pression atmo sphérique.
Les hydrocarbures définis ci-dessus peuvent être utilisés soit seuls, soit en mélange avec un ou plu sieurs d'entre eux, soit encore en mélange avec des hydrocarbures quelconques.
Les hydrocarbures définis ci-dessus peuvent être obtenus par des moyens très divers.
Ils peuvent provenir, par exemple, de procédés thermiques ou catalytiques, de conversion d'hydro carbures, de procédés de synthèse chimique d'hydro- carbures, de procédés physiques de séparations, ces moyens étant employés seuls ou en combinaison.
Les procédés de reforming catalytique, de plat- forming, d'hydrofining, de cracking catalytique, de steamcracking, produisent à des degrés divers des coupes d'hydrocarbures riches en aromatiques alkyl- substitués. Il est de même pour la distillation extrac tive de divers produits, avec des solvants sélectifs tels que furfural, phénol, anhydride sulfureux, nitro benzène, diméthylformamide ou analogues.
Les alkylbenzènes sont aussi, et de plus en plus, obtenus industriellement par alkylation directe d'hy drocarbures aromatiques plus simples, par exemple le dodécylbenzène par alkylation du benzène au moyen des tétramères de propylène. A côté du pro duit recherché et parfois d'une fraction non aromati que, on trouve des fractions diversement alkylées, polyméthyl-, ou polypropyl-, ou polybutyl-, ou poly- méthyl-propyl-, etc... benzènes, qui, convenablement choisies, peuvent être avantageusement employées comme fluides d'électro-érosion. Ces fractions peu vent être utilisées comme telles ou être concentrées par extraction et/ou distillation ainsi qu'il a été si gnalé plus haut.
<I>Exemple 1</I> Un hydrocarbure mono-aromatique, alkyl substi tué répondant approximativement à la formule C12H1$, bouillant entre 205-2250C sous pression atmosphérique et ayant un rapport C/H en poids de 8,05, est utilisé comme fluide d'électro-érosion. La machine travaille à l'usinage d'un bloc d'acier extra- dur à 1 % de C avec une électrode en cuivre sous une puissance de l'ordre de 1 kW et une fréquence de 3600 hertz, conditions favorables à un bon fini des surfaces.
Comparée aux résultats obtenus en travaillant dans les mêmes conditions avec un pétrole lampant ordinaire, habituellement utilisé sur cette machine, la vitesse d'usinage a été multipliée par 1,65 tandis que l'usure de l'électrode n'est plus que la moitié de l'usure courante.
<I>Exemple 2</I> Le fluide utilisé dans l'exemple 1 est remplacé par du dodécylbenzène dont le rapport C/H a pour valeur 7,2, puis par un kérosène ou lampant désaro- matisé dont le rapport C/H est 5,8.
Les conditions de l'essai étant, par ailleurs sans changement par rapport à celles de l'exemple 1, on trouve comme vitesse d'usinage en mm3/minute et comme taux d'usure - c'est-à-dire le rapport en 0/0 du volume perdu à la cathode au volume éliminé à l'anode - les valeurs suivantes
EMI0002.0003
Vitesse <SEP> % <SEP> volume
<tb> d'usinage <SEP> d'usure
<tb> Dodécylbenzène <SEP> ............. <SEP> 288 <SEP> 16
<tb> Kérosène <SEP> désaromatisé... <SEP> 190 <SEP> 31 Par rapport au kérosène désaromatisé, pris comme base d'indice 100, l'utilisation du dodécyl- benzène se traduit par une vitesse d'indice 150 et une usure d'indice 52, seulement.
<I>Exemple 3</I> On utilise comme fluide d'usinage un résidu de distillat de réformai catalytique ayant les caractéristi ques suivantes
EMI0002.0007
- <SEP> Densité <SEP> à <SEP> 15o <SEP> C <SEP> <B>.. <SEP> 0,878</B>
<tb> - <SEP> Distillation <SEP> A.S.T.M.
<tb> - <SEP> P. <SEP> I. <SEP> 160o <SEP> C
<tb> - <SEP> 10% <SEP> 1690 <SEP> C
<tb> - <SEP> 20% <SEP> .. <SEP> 1700 <SEP> C
<tb> - <SEP> 50% <SEP> ... <SEP> . <SEP> .. <SEP> 176 <SEP> C
<tb> - <SEP> 80% <SEP> .. <SEP> 1851, <SEP> C
<tb> - <SEP> 90% <SEP> .. <SEP> 1950 <SEP> C
<tb> - <SEP> P. <SEP> F. <SEP> . <SEP> .... <SEP> .. <SEP> . <SEP> 249 <SEP> C
<tb> - <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> aromatique
<tb> 0/o <SEP> poids <SEP> _...
<SEP> 95,5
<tb> 8,96 Ce fluide ayant été essayé dans les conditions des exemples précédents, on a noté une vitesse d'usi nage de 265 mm3 par minute et une usure de 19 % seulement. Par rapport au kérosène désaromatisé pris pour base d'indice 100, l'indice de la vitesse d'usinage est de 140 et l'indice de l'usure n'est que de 61.
<I>Exemple 4</I> On utilise une fraction légère des produits alkylés provenant de la fabrication du dodécylbenzène par alkylation du benzène avec des tétramères de propy lène, ces produits ayant les caractéristiques suivantes
EMI0002.0009
- <SEP> Densité <SEP> à <SEP> 150 <SEP> C <SEP> ... <SEP> . <SEP> .. <SEP> 0,862
<tb> - <SEP> Distillation <SEP> A.S.T.M.
<tb> - <SEP> P. <SEP> I. <SEP> 940 <SEP> C
<tb> - <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 1660 <SEP> C
<tb> - <SEP> 20% <SEP> 187,50 <SEP> C
<tb> - <SEP> 50% <SEP> 205o <SEP> C
<tb> - <SEP> 80% <SEP> .. <SEP> .. <SEP> . <SEP> 276" <SEP> C
<tb> - <SEP> 90% <SEP> 3560 <SEP> C
<tb> - <SEP> P. <SEP> F. <SEP> 370,, <SEP> C
<tb> - <SEP> Teneurs <SEP> en <SEP> aromati ques <SEP> .. <SEP> .. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100%
<tb> - <SEP> C/H <SEP> ..... <SEP> ....
<SEP> 7,9 On mesure une vitesse d'usinage de 260 mm3/mi- nute et une usure de 19 %, soit respectivement, par rapport au kérosène désaromatisé, les indices 135 et 61.
Par contre, un alkylat lourd provenant de la même fabrication, mais ayant une densité de 0,876, distillant entre 3250C et 38011C, avec un rapport C/H de 6,95, donne des résultats très sensiblement moins favorables que l'alkylat léger, bien que restant cependant meilleurs qu'avec le pétrole lampant.
Par ailleurs, il convient d'indiquer d'une part, que les alkylbenzènes répondant à cette définition sont particulièrement favorables lorsque l'on désire obtenir un fini particulièrement soigné des surfaces à usiner, d'autre part, qu'ils se recommandent spé cialement pour les usinages à faible puissance, par exemple de l'ordre de 1 kW.
Process for electro-erosion machining using aromatic hydrocarbons as dielectric fluid The incumbent recommended - as dielectric liquids for electro-erosion machining processes - hydrocarbons with a C / H ratio, by weight, greater than 7, which consist of the aromatic extracts which are obtained during the refining, by solvents, of petroleum distillates. These liquids make it possible to substantially increase the electrical efficiency of the devices used for this machining.
The work carried out by the licensees has now shown that other aromatic hydrocarbons have remarkable properties as fluids for electroerosion. These aromatic hydrocarbons are characterized in that they belong to the group of monocyclic mono and / or polyalkylbenzenes of general formula CnH2n 6 and whose C / H ratio by weight is greater than or equal to 7.
Depending on the type of machine used and also according to the operating regime, it may be advantageous to choose among these hydrocarbons those which do not have an excessively high vapor pressure, for example those boiling above 200o C at atmospheric pressure. spherical.
The hydrocarbons defined above can be used either alone or as a mixture with one or more of them, or also as a mixture with any hydrocarbons.
The hydrocarbons defined above can be obtained by a wide variety of means.
They can originate, for example, from thermal or catalytic processes, from the conversion of hydrocarbons, from processes for the chemical synthesis of hydrocarbons, from physical separation processes, these means being used alone or in combination.
The processes of catalytic reforming, platforming, hydrofining, catalytic cracking, steamcracking, produce, to varying degrees, cuts of hydrocarbons rich in alkyl-substituted aromatics. It is the same for the extractive distillation of various products, with selective solvents such as furfural, phenol, sulfur dioxide, nitro benzene, dimethylformamide or the like.
Alkylbenzenes are also, and increasingly, obtained industrially by direct alkylation of simpler aromatic hydrocarbons, for example dodecylbenzene by alkylation of benzene by means of propylene tetramers. Beside the desired product and sometimes a non-aromatic fraction, there are variously alkylated fractions, polymethyl-, or polypropyl-, or polybutyl-, or poly- methyl-propyl-, etc ... benzenes, which, suitably chosen, can be advantageously employed as electro-erosion fluids. These fractions can be used as such or be concentrated by extraction and / or distillation as was mentioned above.
<I> Example 1 </I> A mono-aromatic, alkyl substituted hydrocarbon corresponding approximately to the formula C12H1 $, boiling between 205-2250C under atmospheric pressure and having a C / H ratio by weight of 8.05, is used as electro-erosion fluid. The machine works on the machining of a block of extra-hard steel at 1% C with a copper electrode at a power of the order of 1 kW and a frequency of 3600 hertz, conditions favorable to a good finish. surfaces.
Compared to the results obtained by working under the same conditions with ordinary kerosene, usually used on this machine, the machining speed has been multiplied by 1.65 while the wear of the electrode is now only half. current wear and tear.
<I> Example 2 </I> The fluid used in Example 1 is replaced by dodecylbenzene, the C / H ratio of which has the value 7.2, then by a kerosene or de-aromatized lampant, whose C / H ratio is 5.8.
The conditions of the test being, moreover unchanged from those of Example 1, we find as machining speed in mm3 / minute and as wear rate - that is to say the ratio in 0/0 of the volume lost at the cathode to the volume removed at the anode - the following values
EMI0002.0003
Speed <SEP>% <SEP> volume
<tb> machining <SEP> wear
<tb> Dodecylbenzene <SEP> ............. <SEP> 288 <SEP> 16
<tb> De-flavored <SEP> kerosene ... <SEP> 190 <SEP> 31 Compared to the dearomatized kerosene, taken as base of index 100, the use of dodecylbenzene results in a speed of index 150 and wear of index 52, only.
<I> Example 3 </I> A residue of catalytic reform distillate having the following characteristics is used as machining fluid
EMI0002.0007
- <SEP> Density <SEP> at <SEP> 15o <SEP> C <SEP> <B> .. <SEP> 0.878 </B>
<tb> - <SEP> Distillation <SEP> A.S.T.M.
<tb> - <SEP> P. <SEP> I. <SEP> 160o <SEP> C
<tb> - <SEP> 10% <SEP> 1690 <SEP> C
<tb> - <SEP> 20% <SEP> .. <SEP> 1700 <SEP> C
<tb> - <SEP> 50% <SEP> ... <SEP>. <SEP> .. <SEP> 176 <SEP> C
<tb> - <SEP> 80% <SEP> .. <SEP> 1851, <SEP> C
<tb> - <SEP> 90% <SEP> .. <SEP> 1950 <SEP> C
<tb> - <SEP> P. <SEP> F. <SEP>. <SEP> .... <SEP> .. <SEP>. <SEP> 249 <SEP> C
<tb> - <SEP> Aromatic <SEP> content <SEP>
<tb> 0 / o <SEP> weight <SEP> _...
<SEP> 95.5
<tb> 8.96 This fluid having been tested under the conditions of the preceding examples, a machining speed of 265 mm3 per minute and a wear of only 19% was noted. Compared to the dearomatized kerosene taken as the basis of index 100, the index of the machining speed is 140 and the index of wear is only 61.
<I> Example 4 </I> A light fraction of the alkylated products originating from the manufacture of dodecylbenzene by alkylation of benzene with propylene tetramers is used, these products having the following characteristics
EMI0002.0009
- <SEP> Density <SEP> to <SEP> 150 <SEP> C <SEP> ... <SEP>. <SEP> .. <SEP> 0.862
<tb> - <SEP> Distillation <SEP> A.S.T.M.
<tb> - <SEP> P. <SEP> I. <SEP> 940 <SEP> C
<tb> - <SEP> 10 <SEP>% <SEP> 1660 <SEP> C
<tb> - <SEP> 20% <SEP> 187.50 <SEP> C
<tb> - <SEP> 50% <SEP> 205o <SEP> C
<tb> - <SEP> 80% <SEP> .. <SEP> .. <SEP>. <SEP> 276 "<SEP> C
<tb> - <SEP> 90% <SEP> 3560 <SEP> C
<tb> - <SEP> P. <SEP> F. <SEP> 370 ,, <SEP> C
<tb> - <SEP> Content <SEP> in <SEP> aromatics <SEP> .. <SEP> .. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100%
<tb> - <SEP> C / H <SEP> ..... <SEP> ....
<SEP> 7.9 A machining speed of 260 mm3 / minute and a wear of 19% are measured, ie respectively, with respect to the dearomatized kerosene, the indices 135 and 61.
On the other hand, a heavy alkylate coming from the same manufacture, but having a density of 0.876, distilling between 3250C and 38011C, with a C / H ratio of 6.95, gives very noticeably less favorable results than the light alkylate, although than remaining however better than with kerosene.
In addition, it should be indicated on the one hand, that the alkylbenzenes meeting this definition are particularly favorable when it is desired to obtain a particularly neat finish of the surfaces to be machined, on the other hand, that they are specially recommended. for low power machining, for example of the order of 1 kW.