Rectificado Electroquímico (ECG): Cómo Funciona y sus Ventajas

¿Qué es el Rectificado Electroquímico (ECG)?

El rectificado electroquímico es un proceso que remueve material eléctricamente conductor rectificando con una muela abrasiva cargada negativamente, un fluido electrolítico y una pieza de trabajo cargada positivamente.

Los materiales removidos de la pieza permanecen en el fluido electrolítico. El rectificado electroquímico es similar al mecanizado electroquímico pero usa una rueda en lugar de una herramienta con forma como el contorno de la pieza.

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

Cuando fluye una corriente continua entre el ánodo y el cátodo, crea una reacción similar al electroplateado, pero en lugar de tomar material del ánodo y depositarlo en el cátodo, el material se remueve del ánodo y se lava en el fluido electrolítico.

ECG lleva el mecanizado electroquímico un paso más allá al cortar el metal mecánicamente con la muela de rectificado mientras simultáneamente disuelve el material electroquímicamente. "La teoría es que puede reducir la dureza del material y descomponerlo parcialmente mientras rectifica, de modo que la muela de rectificado corte con mucha menos fuerza.

En algunos aspectos, ECG es similar al rectificado convencional, algunas de las mismas reglas se aplican. Por ejemplo, la programación y configuración funcionan de manera muy similar. La sujeción de la pieza también es muy similar, la única diferencia es que los dispositivos para ECG deben ser de material resistente a la corrosión y permitir contacto eléctrico con la pieza.

Características del Proceso

• Las ruedas y la pieza son eléctricamente conductoras.
• Las ruedas usadas duran para muchos rectificados: típicamente el 90% del metal se remueve por electrólisis y 10% por la muela abrasiva.
• Capaz de producir bordes lisos sin las rebabas causadas por el rectificado mecánico.
• No produce calor apreciable que distorsionaría la pieza.
• Descompone la pieza y la deposita en la solución electrolítica. Los electrolitos más comunes son cloruro de sodio y nitrato de sodio a concentraciones de 2 libras por galón.

Una Mirada Más Cercana al ECG (Rectificado Electroquímico)

En comparación con el mecanizado electroquímico, el rectificado electroquímico es relativamente similar. Básicamente, es una combinación de un proceso electroquímico y un proceso de rectificado usado para remoción de metal. También puede oírse referido como "mecanizado anódico" o "rectificado electrolítico".

En el proceso, el papel de cátodo lo juega la muela de rectificado, mientras que el papel de ánodo lo juega la pieza. Un número de electrolitos pueden usarse en el proceso incluyendo nitrato de sodio, clorato de sodio, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, etc.

Una placa metálica circular sirve como muela de rectificado y consiste en partículas abrasivas de polvo de diamante, óxido de aluminio, carburo de boro y carburo de silicio.

Cuando, entre la muela de rectificado y la pieza, se bombea fluido electrolítico, hay una reacción. Esta reacción, entre la pieza y el fluido electrolítico, sirve para remover la mayoría del metal.

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

¿Por Qué Usar Rectificado Electroquímico?

ECG ofrece varias características atractivas del proceso incluyendo las siguientes:

• Amplio rango de procesamiento y fuerte adaptabilidad
• Buena economía y pequeña pérdida de desgaste de la muela de rectificado
• Excelente calidad de procesamiento
• Alta productividad

Selección del Electrolito

Afecando la calidad de procesamiento y productividad del rectificado electroquímico, un factor importante es el electrolito. La razón es que la reacción electroquímica anódica es directamente afectada por el electrolito.

No causar daño al cuerpo humano y no dar causa a la máquina para oxidarse, son ambos requisitos importantes de un electrolito. Considere estos cinco requisitos al seleccionar un electrolito. El electrolito debe:

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

Equipo de Rectificado Electroquímico

Ya sea una máquina electroquímica de nivel profesional o, mediante el uso de un torno o máquina de rectificado convencional, una máquina modificada puede usarse para rectificado electroquímico.

Se requiere una fuente de alimentación CC de voltaje ajustable para rectificado electroquímico. Además, bombas centrífugas, dispositivos de filtrado, un dispositivo para extracción forzada de aire o neutralización, tubos, boquillas y más encajan en el proceso de trabajo de rectificado electroquímico y el equipo usado.

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 de rectificado normal puede.

Este tipo de rectificado tiene diferentes tipos de ruedas, por lo que puede dar forma a metales a lo que necesiten ser formados.

Produce una superficie más lisa, libre de rebabas y causa menos tensión superficial que otros métodos de rectificado.

Aplicaciones del Rectificado Electroquímico

El rectificado electroquímico se usa a menudo para materiales duros donde el mecanizado convencional es difícil y consume mucho tiempo, como acero inoxidable y algunos metales exóticos. Para materiales con dureza mayor a 65 HRC, ECG puede tener una tasa de remoción de material 10 veces la del mecanizado convencional.

Debido a que ECG involucra poca abrasión, a menudo se usa para procesos donde la superficie de la pieza necesita estar libre de rebabas, rayones y tensiones residuales. Debido a estas propiedades, el rectificado electroquímico tiene varias aplicaciones útiles.

• Rectificado de palas de turbina
• Rectificado de metales de panal para aplicación aeroespacial
• Afilado de agujas hipodérmicas
• Mecanizado de insertos de herramientas de corte de carburo
• ECG se usa para remover defectos superficiales de piezas donde la remoción excesiva de material y tensiones residuales son indeseadas, como re-perfilado de engranajes de locomotoras
• Remoción de grietas por fatiga de estructuras de acero submarinas. En este caso, el agua de mar actúa como electrolito. Partículas de diamante en la muela de rectificado remueven cualquier materia orgánica no conductora, como algas, antes de que comience el rectificado electroquímico.

Ventajas del Rectificado Electroquímico

Una de las ventajas clave del rectificado electroquímico es el desgaste mínimo que experimenta la herramienta de muela de rectificado. Esto es porque la mayoría del material se remueve por la reacción electroquímica que ocurre entre el cátodo y ánodo.

El único momento en que el rectificado abrasivo realmente ocurre es en remover la película que se desarrolla en la superficie de la pieza. Otra ventaja del rectificado electroquímico es que puede usarse para mecanizar materiales duros.

Los materiales duros plantean dificultad a otros tipos de mecanizado debido al desgaste de herramienta asociado con el mecanizado de materiales duros. Puede ser una sorpresa que el rectificado electroquímico pueda remover material de una superficie dura y experimentar desgaste mínimo.

Como la mayoría del material se remueve a través de reacciones electroquímicas, la pieza no experimenta daño por calor como lo haría en un proceso de rectificado convencional.

Desventajas del Rectificado Electroquímico

El rectificado electroquímico también tiene algunas desventajas. El sistema consiste en la pieza ánodo y la muela de rectificado cátodo. Para crear esas condiciones, tanto la pieza como la muela de rectificado deben ser conductoras.

Esto limita los tipos de materiales de pieza que son adecuados para rectificado electroquímico. Otra desventaja del rectificado electroquímico es que solo es aplicable a rectificado de superficie. No es posible aplicar rectificado electroquímico a piezas que tienen cavidades, debido a la incapacidad de la muela de rectificado para remover el depósito de película dentro de la cavidad.

Otra desventaja es que el fluido electrolítico puede causar corrosión en las superficies de la pieza y la muela de rectificado. 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 costos de producción más altos.