El mecanizado electroquímico (ECM) es Proceso de mecanizado no tradicional Usando el principio de Faraday, retire el metal de la pieza de trabajo. La electrólisis se basa en la ley de Faraday de la electrólisis, que se establece de la siguiente manera:
El peso de la sustancia producida durante la electrólisis es proporcional al paso de la corriente eléctrica, la duración del proceso utilizado y el peso equivalente del material a depositar.
Michael Faraday descubrió que colocar dos electrodos en un baño con líquido y aplicar un potencial eléctrico directamente entre los electrodos podría agotar el metal del ánodo y colocarlo en el cátodo. Este proceso se utiliza universalmente en galvanoplastia mediante el catetulado de la pieza de trabajo.
El procesamiento electroquímico (ECM) se lleva a cabo invirtiendo el proceso de galvanoplastia, mientras que ECM utiliza el principio de electrólisis para la eliminación de metales. Debido a la alta velocidad de movimiento del electrolito en el espacio entre la herramienta y la pieza de trabajo, los iones metálicos se eliminan por fusión anódica de la pieza de trabajo conductora (ánodo: electrodo positivo) antes de que los iones metálicos se coloquen en la herramienta (cátodo: electrodo negativo).
El espacio de la pieza de trabajo de la herramienta del ECM debe mantenerse en un valor muy pequeño del orden de 0,25 mm para obtener una buena tasa de extracción de virutas. El electrolito debe bombearse a través de un espacio de 0,25 mm a alta presión (0,7-3,0 MPa). Para la recirculación de electrolitos, es necesario limpiar el electrolito de residuos formados por la eliminación de metales.
La velocidad de eliminación de virutas del ECM es independiente de la dureza del trabajo.
donde F = constante de Faraday = 96.500 columnas = 26,8 amperios-hora,
I = corriente que fluye en amperios,
Z = valencia del metal fundido,
A = masa atómica del material en gramos,
MRR = Tasa de eliminación de material (gramos por segundo)
Tabla de contenido
El procesamiento electroquímico consta de los siguientes elementos básicos:
Electrólito: En el procesamiento electroquímico, el electrolito actúa como un portador de corriente. El electrolito de ECM debe tener alta conductividad eléctrica, baja viscosidad, alto calor específico, estabilidad química, resistencia a la formación de película de pasivación en la superficie de la pieza de trabajo, no corrosiva y no tóxica. La conductividad del electrolito depende de la concentración de sal, el gas disuelto, los residuos mecanizados y la temperatura. Las soluciones salinas inorgánicas cumplen con estos requisitos, como el cloruro de sodio (NaCl) o el cloruro de potasio (KCl) mezclados con agua o citrato de sodio.
El electrolito entra en el espacio entre el electrodo y la pieza de trabajo con una presión en el rango de 1.4-2.4 MPa. El flujo de electrólisis realiza la función de eliminar el calor y las burbujas de hidrógeno generadas en la reacción química del proceso. El flujo debe ser sin cavitación, estancamiento y formación de vórtices. Esto se puede lograr evitando esquinas afiladas de la trayectoria del flujo.
Material de la herramienta: Los materiales de herramientas para ECM deben ser conductores de electricidad y térmica y altamente resistentes a la corrosión. El acabado superficial de las herramientas de electrodos generalmente está hecho de aluminio, cobre, latón, bronce, titanio, cuproníquel o acero inoxidable.
Dado que el proceso de erosión que procede hacia afuera del electrodo siempre produce una cavidad más grande que el electrodo, el electrodo generalmente se hace más pequeño que la cavidad deseada.
Poder: En ECM, la alimentación de CC se utiliza en el rango de 5-25 voltios, manteniendo la densidad de corriente en el rango de 1.5-8.0 A / sq mm. El voltaje se mantiene relativamente bajo para minimizar el arco a través de la brecha.
Ventaja:
- Los componentes complejos de curvatura cóncava se pueden producir fácilmente utilizando herramientas convexas y cóncavas.
- El desgaste de la herramienta es cero y se puede fabricar un número infinito de piezas utilizando la misma herramienta.
- Dado que no hay contacto directo entre la herramienta y el material de la pieza de trabajo, no hay fuerzas ni tensiones residuales.
- El acabado superficial producido es excelente.
Restricción:
- De todos Métodos de procesamiento no convencionales, El procesamiento electroquímico requiere una alta energía de corte específica.
- No se pueden generar bordes y esquinas afilados.
- El material de la pieza de trabajo debe ser eléctricamente conductor.
- En general, es adecuado cuando desea generar solo contornos.
Aplicación:
Tecnología de procesamiento electroquímico para eliminar materiales por disolución a nivel atómico por acción electroquímica. Por lo tanto, la tasa de eliminación de material (MRR) no depende de las propiedades mecánicas o físicas del material. El ECM puede procesar cualquier material conductor, independientemente de su dureza, resistencia o incluso propiedades térmicas. Además, ECM conduce a la disolución a nivel atómico, por lo que el acabado superficial es excelente, con superficies mecanizadas casi libres de estrés y sin daños térmicos. Principalmente ECM se utiliza para producir compuestos con formas complejas, como álabes de turbina.
ECM se usa comúnmente para operaciones como
- Sincronización de troqueles
- Perfilado y contorno
- Trepanización
- molienda
- perforación
- Micromecanizado