Rectificado Electroquímico (ECG): Resumen del Proceso y Aplicaciones Prácticas

¿Qué es el Rectificado Electroquímico (ECG)?

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

El material removido de la pieza permanece en el fluido electrolítico. El rectificado electroquímico es similar al mecanizado electroquímico pero usa una rueda en lugar de una herramienta con la forma del 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 ECG, la muela) en cátodo.

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

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

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

Características del Proceso

• La muela y la pieza son eléctricamente conductoras.
• Las muelas duran muchos rectificados – típicamente el 90% del metal se remueve por electrólisis y el 10% por la muela abrasiva.
• Capaz de producir bordes lisos sin rebabas causadas por rectificado mecánico.
• No produce calor apreciable que distorsione la pieza.
• Descompone la pieza y la deposita en la solución electrolítica. Los electrolitos más comunes son cloruro sódico y nitrato sódico a concentraciones de 2 lbs/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 uno de rectificado para remoción de metal. También se le llama "mecanizado anódico" o "rectificado electrolítico".

En el proceso, el cátodo es la muela, mientras el ánodo es la pieza. Se pueden usar varios electrolitos: nitrato sódico, clorato sódico, hidróxido sódico, carbonato sódico, etc.

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

Cuando se bombea fluido electrolítico entre la muela y la pieza, ocurre una reacción. Esta reacción, entre la pieza y el fluido, remueve la mayor parte del metal.

El material abrasivo de la muela realmente remueve, de la pieza, menos del 5% del material no deseado. La muela tiene velocidad de rotación mantenida entre máximo 2000 m/min y mínimo 1200 m/min.

¿Por Qué Usar Rectificado Electroquímico?

ECG ofrece varias características atractivas:

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

Selección del Electrolito

Un factor importante que afecta la calidad y productividad del rectificado electroquímico es el electrolito, ya que la reacción electroquímica anódica se ve directamente afectada por él.

No causar daño al cuerpo humano y no causar óxido en la máquina son requisitos importantes. Considere estos cinco requisitos al seleccionar un electrolito:

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

Equipo de Rectificado Electroquímico

Puede usarse una máquina electroquímica profesional o, mediante torno o rectificadora convencional, una máquina modificada para rectificado electroquímico.

Se requiere fuente de alimentación CC de voltaje ajustable. Además, bombas centrífugas, dispositivos de filtrado, dispositivo de extracción de aire forzado o neutralización, tubos, boquillas, etc., encajan en el proceso y equipo.

Tolerancia

Este rectificado se usa mayormente porque puede dar forma a metales muy duros y, al ser un proceso de reducción química, la muela dura más que una normal.

Tiene diferentes tipos de muelas, por lo que puede dar forma a metales según necesidad.

Produce superficie más lisa, sin rebabas y causa menos tensión superficial que otros métodos.

Aplicaciones del Rectificado Electroquímico

Se usa a menudo para materiales duros donde el mecanizado convencional es difícil y lento, como acero inoxidable y metales exóticos. Para materiales con dureza mayor a 65 HRC, ECG puede tener tasa de remoción 10 veces superior al mecanizado convencional.

Al involucrar poca abrasión, se usa para procesos donde la superficie debe estar libre de rebabas, rayaduras y tensiones residuales. Por estas propiedades, el rectificado electroquímico tiene varias aplicaciones útiles:

• Rectificado de álabes de turbina
• Rectificado de metales en panal para aplicaciones aeroespaciales
• Afilar agujas hipodérmicas
• Mecanizado de plaquitas de herramientas de corte de carburo
• ECG para remover defectos superficiales de piezas donde no se desea remoción excesiva ni tensiones residuales, como reperfilado de engranajes de locomotoras
• Remoción de grietas por fatiga en estructuras de acero submarinas. Aquí, el agua de mar actúa como electrolito. Partículas de diamante en la muela remueven materia orgánica no conductora (algas) antes de iniciar el rectificado electroquímico.

Ventajas del Rectificado Electroquímico

Una ventaja clave es el desgaste mínimo de la muela, ya que la mayor parte del material se remueve por la reacción electroquímica entre cátodo y ánodo.

El rectificado abrasivo solo ocurre al remover la película que se desarrolla en la superficie de la pieza. Otra ventaja es que puede mecanizar materiales duros.

Los materiales duros dificultan otros mecanizados por el desgaste de herramienta asociado. Sorprende que ECG pueda remover material de superficie dura con desgaste mínimo.

Como la mayor parte del material se remueve por reacciones electroquímicas, la pieza no sufre daño térmico como en rectificado convencional.

Desventajas del Rectificado Electroquímico

El sistema consta de pieza ánodo y muela cátodo. Para crear esas condiciones, ambas deben ser conductoras.

Esto limita los materiales de pieza adecuados. Otra desventaja es que solo se aplica a rectificado superficial. No es posible aplicarlo a piezas con cavidades, por la incapacidad de la muela para remover el depósito dentro de la cavidad.

Otra desventaja: el fluido electrolítico puede causar corrosión en superficies de pieza y muela. Por último, el rectificado electroquímico es más complicado que los métodos tradicionales. Requiere personal más experimentado, lo que aumenta costes de producción.