Hoy aprenderemos los principios, funcionamiento, equipos, aplicaciones, ventajas y desventajas del mecanizado electroquímico en diagramas. El mecanizado electroquímico es un proceso de mecanizado no tradicional que elimina metales por disolución electroquímica. Ahora bien, este proceso es ampliamente utilizado en muchas industrias debido a su funcionamiento ventajoso. Este proceso puede verse como el reverso del proceso de galvanoplastia.
Tabla de contenido
Mecanizado electroquímico (ECM):
Principio de mecanizado electroquímico:
El mecanizado electroquímico consiste en colocar dos electrodos en un recipiente lleno de un líquido conductor o electrolito y aplicarles un voltaje de CC de alto amperaje, que puede agotar el metal del ánodo (terminal positivo).Funciona según la ley de electrólisis de Faraday. Enchapado en el cátodo (terminal negativo). Este es el principio básico del mecanizado electroquímico. En este proceso de mecanizado, la herramienta se conecta al terminal negativo de la batería (que actúa como cátodo) y la pieza de trabajo se conecta al terminal positivo de la batería (que actúa como ánodo). Ambos se colocan en la solución electrolítica a corta distancia. El metal se elimina de la pieza de trabajo cuando se aplica una corriente continua a los electrodos. Esta es la base del mecanizado electroquímico.
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| Diagrama de soldadura electroquímica. |
Dispositivo:
fuente de alimentación:
En el procesamiento electrolítico, son deseables una corriente continua alta de alrededor de 40000A y una diferencia de potencial baja de alrededor de 10-25V. Los electrodos se colocan en los espacios entre electrodos deseados para el mecanizado. Si el espacio entre electrodos no es demasiado pequeño, se pueden producir arcos y, si no es demasiado alto, no es adecuado para el mecanizado. Es de aproximadamente 1 mm. Esta corriente CC de alto valor se crea convirtiendo la corriente CA trifásica en corriente CC mediante un rectificador controlado por silicio.
Sistema de suministro y limpieza de electrolitos:
Consta de un sistema de tuberías, un tanque de almacenamiento, una bomba, una válvula de control, un manómetro, un serpentín de calentamiento o enfriamiento, etc. Eliminado. Este sistema controla el flujo de electrolito y la limpieza del recipiente. Los sistemas de tuberías están hechos de acero SS, plástico reforzado con fibra de vidrio, MS revestido de plástico u otros materiales resistentes a la corrosión similares. La capacidad del tanque es de aproximadamente 500 galones por 10000A de corriente.
Herramienta y sistema de alimentación de herramientas:
Las herramientas están hechas de materiales resistentes a la corrosión, ya que deben soportar ambientes corrosivos durante largos períodos de tiempo. También debe tener una alta conductividad térmica y ser fácil de mecanizar. La precisión dimensional y el acabado superficial de la pieza de trabajo dependen directamente de las dimensiones de la herramienta. Cualquier parte de la herramienta que no sea necesaria para el mecanizado debe aislarse adecuadamente. Porque la falta de aislamiento tiende a resultar en maquinado innecesario que resulta en imprecisiones dimensionales.
Pieza de trabajo y sistema de sujeción:
La pieza de trabajo debe ser lo suficientemente conductora para este proceso. Con este método solo se pueden procesar materiales conductores. La pieza de trabajo se convierte en el ánodo en este proceso. Los dispositivos de sujeción deben ser no conductores.
Cómo funciona el mecanizado electroquímico:
El mecanizado electroquímico funciona a la inversa del proceso de galvanoplastia. Los metales se eliminan del ánodo hacia el electrolito y se convierten en escoria al reaccionar con los iones opuestos disponibles en el electrolito. Este proceso funciona así:
- En ECM, el electrolito se elige de modo que la herramienta esté libre de revestimiento y no cambie la forma de la herramienta. Normalmente, cuando se agrega NaCl al agua, se absorbe como electrolito.
- Conecte la herramienta al terminal negativo y la pieza de trabajo al terminal positivo.
- Cuando pasa una corriente a través de los electrodos, se produce una reacción en el ánodo o la pieza de trabajo y se produce una reacción en el cátodo o la herramienta. Veamos un ejemplo de mecanizado de acero bajo en carbono para comprender el funcionamiento adecuado.
- La diferencia de potencial provoca la disociación iónica en el electrolito.
NaCl ↔ Na+ + Cl-
H2O ↔ H+ + OH-
- Cuando se aplica una diferencia de potencial entre el trabajo y la herramienta, los iones positivos se mueven hacia la herramienta y los iones negativos se mueven hacia el trabajo.
- Por lo tanto, los iones de hidrógeno se mueven hacia la herramienta. Cuando el hidrógeno llega a la herramienta, recibe electrones de la herramienta y los convierte en gas. Este gas entra en el medio ambiente.
- Cuando los iones de hidrógeno toman electrones de la herramienta, la mezcla se vuelve deficiente en electrones. Para compensar, los iones de hierro creados en la pieza de trabajo (ánodo) donan una cantidad igual de electrones a la mezcla.
2H+ + 2e- = H2 ↑ en el cátodo
Fe = Fe+ + + 2e- en el ánodo
- Estos iones de hierro reaccionan con iones de cloruro o hidroxilo opuestos y precipitan en forma de lodo.
Hierro (Fe) ↔ Fe++ + 2e-
Fe++ + 2Cl- ↔ FeCl2
Fe++ + 2(OH)- ↔ Fe(OH)
Fecl2 + 2(OH)- ↔ Fe(OH)2 + 2Cl
- Esto dará el electrolito de hierro o hierro para completar el proceso de mecanizado. Este proceso de mecanizado da como resultado un alto acabado superficial ya que el mecanizado se realiza de forma atómica.
Mira el siguiente video para una mejor comprensión.
solicitud:
- ECM se utiliza para mecanizar discos o palas de rotor de turbina.
- Se puede utilizar para ranuras en pinzas muy delgadas.
- ECM se puede utilizar para generar perfiles internos para levas internas.
- Producción de anillos satélite y bielas, mecanizado de engranajes y perfiles largos.
Pros y contras:
ventaja:
- Se pueden mecanizar superficies muy complejas.
- Una sola herramienta puede procesar varias piezas de trabajo. En teoría, no se produce desgaste de la herramienta.
- El mecanizado de metales es independiente de la fuerza y dureza de la herramienta.
- ECM ofrece un acabado superficial muy alto.
Contras:
- El costo inicial de la máquina es alto.
- Los sistemas de diseño y herramientas son complejos.
- La propiedad de fatiga de la superficie maquinada puede disminuir.
- Los materiales no conductores no se pueden mecanizar.
- Los agujeros ciegos no se pueden mecanizar desde ECM.
- Los requisitos de espacio y espacio de piso son mayores en comparación con el mecanizado tradicional.
Se trata del principio, funcionamiento, equipo, aplicación, ventajas y desventajas del mecanizado electroquímico. Si tiene alguna pregunta sobre este artículo, pregúntela en los comentarios. Si te ha gustado este artículo, no olvides compartirlo en tus redes sociales. gracias por leer.