¿Qué es la molienda electroquímica y cómo se hace?

¿Qué es la molienda electroquímica (ECG)?

El rectificado electroquímico es un proceso que elimina el material conductor de la electricidad mediante el rectificado con una muela abrasiva cargada negativamente, un fluido electrolítico y una pieza de trabajo cargada positivamente.

Los materiales retirados de la pieza de trabajo permanecen en el fluido electrolítico. El rectificado electroquímico es similar al mecanizado electroquímico, pero utiliza una rueda en lugar de una herramienta con la forma del contorno de la pieza de trabajo.

ECG es un proceso híbrido que combina mecanizado electroquímico y rectificado. El mecanizado electroquímico es una operación electrolítica en la que la pieza de trabajo se convierte en ánodo y la herramienta de corte (en el caso de ECG, una muela abrasiva) se convierte en cátodo.

Cuando una corriente continua fluye entre el ánodo y el cátodo, crea una reacción similar a la galvanoplastia, pero en lugar de tomar material del ánodo y depositarlo en el cátodo, el material se retira del ánodo y se lava con el líquido electrolítico. .

ECG lleva el mecanizado electroquímico un paso más allá al cortar el metal mecánicamente con la muela abrasiva y al mismo tiempo disolver el material electroquímicamente. “La teoría es que puede reducir la dureza del material y descomponerlo parcialmente mientras lo rectifica, de modo que la muela abrasiva corte con una fuerza mucho menor.

De alguna manera, el ECG es similar a la molienda convencional, se aplican algunas de las mismas reglas. Por ejemplo, la programación y la configuración funcionan de la misma manera. La sujeción del trabajo también es muy similar, con la única diferencia de que los accesorios para ECG deben estar hechos de un material resistente a la corrosión y permitir el contacto eléctrico con la pieza de trabajo.

Características del proceso

• Las ruedas y la pieza de trabajo son conductoras de electricidad.
• Las muelas utilizadas duran para muchas operaciones de esmerilado:por lo general, el 90 % del metal se elimina mediante electrólisis y el 10 % de la muela abrasiva.
• Capaz de producir bordes lisos sin las rebabas causadas por el pulido mecánico.
• No produce calor apreciable que distorsionaría la pieza de trabajo.
• Descompone la pieza de trabajo y la deposita en la solución electrolítica. Los electrolitos más comunes son el cloruro de sodio y el nitrato de sodio en concentraciones de 2 lbs. por galón.

Una mirada más cercana a ECG (molienda electroquímica)

En comparación con el mecanizado electroquímico, el rectificado electroquímico es relativamente similar. Básicamente, es una combinación de un proceso electroquímico y un proceso de molienda utilizado para la eliminación de metales. Es posible que también lo escuche como "mecanizado anódico" o "amolado electrolítico".

En el proceso, la muela abrasiva desempeña el papel de cátodo, mientras que la pieza de trabajo desempeña el papel de ánodo. Se pueden usar varios electrolitos en el proceso, incluidos nitrato de sodio, clorato de sodio, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, etc.

Una placa de metal circular sirve como muela abrasiva y consta de partículas abrasivas de polvo de diamante, óxido de aluminio, carburo de boro y carburo de silicio.

Cuando, entre la muela abrasiva y la pieza de trabajo, se bombea fluido electrolítico, se produce una reacción. Esta reacción, entre la pieza de trabajo y el fluido electrolítico, sirve para eliminar la mayor parte del metal.

El material abrasivo de la muela abrasiva en realidad elimina, de la pieza de trabajo, menos del 5 % del material no deseado. Para los interesados, la muela tiene una velocidad de giro que se mantiene entre un máximo de 2000 m/min y un mínimo de 1200 m/min.

¿Por qué utilizar rectificado electroquímico?

ECG ofrece varias funciones de proceso atractivas, incluidas las siguientes:

• Amplia gama de procesamiento y fuerte adaptabilidad
• Buena economía y pequeña pérdida por desgaste de la muela abrasiva
• Excelente calidad de procesamiento
• Alta productividad

Selección de electrolitos

Un factor importante que afecta la calidad del procesamiento y la productividad de la molienda electroquímica es el electrolito. La razón de esto es que la reacción electroquímica del ánodo se ve directamente afectada por el electrolito.

No causar daño al cuerpo humano y proporcionar a la máquina en cuestión que no se oxide, son requisitos importantes de un electrolito. Tenga en cuenta estos cinco requisitos al seleccionar un electrolito. El electrolito debe:

• Tener una fuente abundante, un precio bajo y un buen efecto económico. No debe consumirse fácilmente durante el procesamiento.
• No ser dañino para el cuerpo humano.
• No genere polvo en accesorios y máquinas.
• Para lograr una alta productividad, exhiba una buena conductividad.
• Tener buena rugosidad superficial y precisión dimensional.

Equipos de molienda electroquímica

Para el rectificado electroquímico se puede utilizar una máquina electroquímica de nivel profesional o, mediante el uso de un torno o una rectificadora convencional, una máquina modificada.

Se requiere una fuente de alimentación de CC de voltaje ajustable para la molienda electroquímica. Además, las bombas centrífugas, los dispositivos de filtración, un dispositivo de extracción o neutralización de aire forzado, tubos, boquillas y más encajan en el proceso de trabajo de la molienda electroquímica y el equipo utilizado.

Tolerancia

Este tipo de rectificado se usa principalmente porque puede dar forma a metales muy duros y también porque es un proceso de reducción química, la muela dura más tiempo que una muela abrasiva normal.

Este tipo de rectificado tiene diferentes tipos de ruedas, por lo que puede dar forma a los metales según sea necesario.

Produce una superficie más suave y sin rebabas y causa menos tensión en la superficie que otros métodos de esmerilado.

Aplicaciones del rectificado electroquímico

El rectificado electroquímico se utiliza a menudo para materiales duros en los que el mecanizado convencional es difícil y requiere mucho tiempo, como el acero inoxidable y algunos metales exóticos. Para materiales con una dureza superior a 65 HRC, el ECG puede tener una tasa de eliminación de material 10 veces superior a la del mecanizado convencional.

Debido a que ECG implica poca abrasión, a menudo se usa para procesos en los que la superficie de la pieza debe estar libre de rebabas, rayones y tensiones residuales. Debido a estas propiedades, la molienda electroquímica tiene una serie de aplicaciones útiles.

• Alabes de turbinas de molienda
• Molienda de metales alveolares para aplicaciones aeroespaciales
• Afilado de agujas hipodérmicas
• Mecanizado de insertos de herramientas de corte de carburo
• El ECG se utiliza para eliminar defectos superficiales de piezas en las que no se desea una eliminación excesiva de material y tensiones residuales, como el reperfilado de engranajes de locomotoras
• Eliminación de grietas por fatiga de estructuras de acero submarinas. En este caso, el agua de mar actúa como electrolito. Las partículas de diamante en la muela abrasiva eliminan cualquier materia orgánica no conductora, como las algas, antes de que comience la molienda electroquímica.

Ventajas del rectificado electroquímico

Una de las ventajas clave del rectificado electroquímico es el desgaste mínimo que experimenta la herramienta de la muela abrasiva. Esto se debe a que la mayoría del material se elimina por la reacción electroquímica que se produce entre el cátodo y el ánodo.

La única vez que realmente ocurre el esmerilado abrasivo es al remover la película que se desarrolla en la superficie de la pieza de trabajo. Otra ventaja del rectificado electroquímico es que se puede utilizar para mecanizar materiales duros.

Los materiales duros plantean una dificultad para otros tipos de mecanizado debido al desgaste de la herramienta asociado con el mecanizado de materiales duros. Puede sorprender un poco que el esmerilado electroquímico pueda eliminar material de una superficie dura y experimentar un desgaste mínimo.

Debido a que la mayor parte del material se elimina a través de reacciones electroquímicas, la pieza de trabajo no sufre daños por calor como lo haría en un proceso de rectificado convencional.

Desventajas del rectificado electroquímico

La molienda electroquímica también tiene algunas desventajas. El sistema consta de la pieza de trabajo del ánodo y la muela abrasiva del cátodo. Para crear esas condiciones, tanto la pieza de trabajo como la muela abrasiva deben ser conductoras.

Esto limita los tipos de materiales de piezas de trabajo que son adecuados para el rectificado electroquímico. Otra desventaja del rectificado electroquímico es que solo es aplicable al rectificado superficial. No es posible aplicar rectificado electroquímico a piezas de trabajo que tienen cavidades, debido a la incapacidad de las muelas abrasivas para eliminar el depósito de película dentro de la cavidad.

Otra desventaja es que el fluido electrolítico puede causar corrosión en las superficies de la pieza de trabajo y de la muela abrasiva. Por último, el rectificado electroquímico es más complicado que los métodos de mecanizado tradicionales. Esto requerirá personal más experimentado para operar la maquinaria, lo que conducirá a mayores costos de producción.