Procesos de Maquinado Electroquímico y Procesos térmicos

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental Politécnico “Antonio José de Sucre”

Vicerrectorado Barquisimeto – Departamento de Ingeniería Mecánica

Presentadores: Sánchez, Elisaul.

Silva, Luciano.Teixeira, Paulo.

Definición

Se trata de un arranque electroquímico suave de material sin formación de chispa. Para ello se polariza la pieza positiva como ánodo y la herramienta negativa como cátodo mediante una fuente de corriente continua o pulsatoria. La carga que hay entre el cátodo y el ánodo en el intersticio de trabajo fluye a través de una solución de electrolitos. En este caso se sueltan iones metálicos de la pieza de trabajo. El material arrancado se puede extraer entonces por filtración de la solución de electrolitos como hidróxido de metal. De este modo, el mecanizado electroquímico de metales actúa sin carga mecánica ni térmica únicamente allí donde realmente se desea un arranque de material. Ahí especialmente radica también la ventaja de este procedimiento. Mediante este mecanizado de definición estricta se pueden trabajar con precisión y de forma reproducible incluso componentes de filigrana

Mecanizado electroquímico

El ECM (Electro Chemical Machinig))

NOTA:La galvanoplastia : Es la aplicación tecnológica de la deposición mediante electricidad, o electrodeposición

Mecanizar materiales difíciles de conformar y para crear contornos complicados. Durante el mecanizado electroquímico el arranque de material es debido a un Proceso de disolución

gracias al cual, en la pieza, no se genera ningún Tipo de estrés residual la temperatura a la que se traba esta ene un rango de 30-50 ºC, La herramienta(contra electrodo) No sufre desgaste. Permite la eliminación de rebabas y micro rebabas generadas por torneado, roscado, rectificado,etc.

Trabajo de modo preciso, con unas tolerancias mínimas y sin crear rebabas secundarias . El Proceso de ECM Se realiza mediante una corriente eléctrica que circula desde la pieza (ánodo) Hacia la herramienta

(cátodo A través de una solución electrolítica (NaCl O NaNO3)

Reduce el tiempo de proceso(normalmente De 5 A 20 s.) Y de preparación de máquina (de 15 A 20minutos)

Es Necesario resaltar que el grado de arranque de material no depende de las propiedades mecánic de la misma sino que depende principalmente de la composición química

Caracteristicas principales

El Proceso de ECM Se realiza mediante una corriente eléctrica que circula desde la pieza (ánodo) Hacia la herramienta

(cátodo A través de una solución electrolítica (NaCl O NaNO3) Intensidades de Corrientes de 10 a 20000 A

Consideraciones de aplicación y ejemplos de los procesos de corte

Mecanizado electroquímico hacen posible que el arranque de materia sea a nivel de tamaño micro, pudiéndose aplicar de manera efectiva para mecanizar micro detalles.

La Selección adecuada de parámetros y el uso de cátodos precisos hacen posible mecanizar superficies tanto internas como externas con tolerancias de Hasta ±1μm.

La rueda abrasiva, con aglutinación metálica y conductora de la electricidad, y la pieza de trabajo que también es conductora se conectan a un suministro de corriente continua y quedan separadas por las partículas abrasivas que sobresalen de la rueda. Se inyecta un electrólito en el espacio entre la rueda y la pieza de trabajo, que complementa la acción de desprendimiento que descompone el material de la pieza de trabajo (la solución electrolítica suele ser muy corrosiva: hay que proteger las piezas de la maquina contra la corrosion). Este material desprendido se elimina con la acción de la rueda de abrasiva nunca hace contacto con la pieza de trabajo.

El esmerilado electrolítico es un modificación dl proceso de MEQ

PROCESO DE ESMERILADO ELECTROLÍTICO

El esmerilado electrolítico ha venido a facilitar mucho el maquinado de piezas de trabajo de metal delgado y frágil y las modernas aleaciones de la era espacial. En el esmerilado electrolítico, se remueve el material de la superficie de la pieza de trabajo con una combinación de la acción electroquímica y una rueda abrasiva con aglutinación metálica (en el proceso se remueve metal por una combinación de energía eléctrica y química).

Reduce los costos de las ruedas abrasivas; en especial las de diamante con aglutinación metálica porque solo remueve un 10% del material con la rueda.

Se elimina una elevada proporción del material en relación con el desgaste de la rueda. No se genera calor durante el esmerilado durante el esmerilado; por lo tanto, la pieza no se quema ni sufre

deformación. No se producen rebabas, que se deban eliminar con operaciones adicionales. Se pueden cortar piezas de trabajo delgadas y frágiles porque la rueda nunca toca la pieza de trabajo. Se pueden esmerilar con rapidez y facilidad el carburo de tungsteno y las aleaciones superduras. Se pueden cortar metales raros, como el circonio, berilio y otros, sin que importe su dureza, fragilidad o sensibilidad

térmica. No se crean esfuerzos en la pieza de trabajo. No ocurre endurecimiento de la pieza de trabajo durante este proceso. Alrededor del 90% del metal se desprende de la superficie de la pieza con la acción electroquímica y el 10% restante lo

“barre” la rueda abrasiva. El proceso de esmerilado electrolítico es similar al de maquinado electroquímico.

CARÁCTERISTICAS DEL ESMERILADO ELECTROLÍTICO

Esto se ocupa bastante en el mercado Aerospacial y Aeronáutico: procesos de pretratamiento en nuevas aleaciones, procesos de electropulido y electromaquinado adaptados a nuevos materiales , nuevas técnicas de electrodeposición, recubrimientos con buena soldabilidad, excelente conductividad eléctrica, elevada resistencia a la corrosión y excelente comportamiento a los choques térmicos.

En estos precesos se caracterizan por usar fluidos dieletricos ( electrolicos )Compuesto geneneralmente de hidrocarburos , y el hidrogeno presente en estos cumple un papel de agente desionizante , los permite al fluido recuperar su caracteristicas de aislante al momento de cada descarga

Nota: Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico

Aplicacion

La electroerosión es un proceso de fabricación no tradicional, también conocido como Mecanizado por Descarga Eléctrica (EDM), por su acrónimo en inglés Electric Discharge Machining.El proceso de electro erosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico, para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.

Electroerosion

El mecanizado por electroerosión es un proceso de corte no convencional; es decir, no corta la pieza por métodos mecánicos sino por un efecto erosivo termoeléctrico .

Básicamente, la eliminación de material se realiza mediante constantes y rápidos pulsos eléctricos, generados miles de veces por segundo desde una fuente de potencia hasta un electrodo, que forman gran cantidad de chispas a elevadas temperaturas.

La electroerosión es la técnica utilizada por la industria para poder mecanizar con gran precisión todo tipo de materiales que sean conductores (metales, aleaciones, grafito, cerámicas, etc.) independientemente de cual sea su dureza.

Caracteristicas (Electroerosion)

Durante el proceso de electroerosión la pieza y el electrodo se sitúan muy cercanos entre si, dejando un hueco que oscila entre 0,01 y 0,05 mm, por el que circula un líquido dieléctrico (normalmente aceite de baja conductividad). Al aplicar una diferencia de tensión continua y pulsante entre ambos, se crea un campo eléctrico intenso que provoca el paulatino aumento de la temperatura, hasta que el dieléctrico se vaporiza.

Proceso de electroerosión con electrodo de forma

Al desaparecer el aislamiento del dieléctrico salta la chispa, incrementándose la temperatura hasta los 20.000 °C, vaporizándose una pequeña cantidad de material de la pieza y el electrodo formando una burbuja que hace de puente entre ambas.Al anularse el pulso de la fuente eléctrica, el puente se rompe separando las partículas del metal en forma gaseosa de la superficie original. Estos residuos se solidifican al contacto con el dieléctrico y son finalmente arrastrados por la corriente junto con las partículas del electrodo.

Al no generar fuerzas de corte como en los procesos de mecanizado, el torneado y el taladrado, resulta aplicable para materiales frágiles.

Se pueden producir agujeros muy inclinados en superficies curvas sin problemas de deslizamiento. Así como de elevada relación de aspecto (cociente entre la longitud y el diámetro), es decir, con pequeño diámetro y gran profundidad imposibles con un taladro convencional.

Al ser un proceso esencialmente térmico, se puede trabajar cualquier material mientras sea conductor Las tolerancias que se pueden obtener son muy ajustadas, desde ±0,025 hasta ±0,127 mm. Es un proceso de fabricación único para lograr complejas configuraciones que son imposibles de otra forma. Los electrodos, generalmente, requieren ser manufacturados, por ejemplo, mecanizados en una fresadora que

sirva para trabajar grafito.

A modo de ejemplo se puede citar el agujereado de las boquillas de los inyectores en la industria automotriz, así como en la fabricación de moldes y matrices para procesos de moldeo o deformación plástica.

Aplicaciones del proceso de electroerosión con electrodo de forma

Características del proceso de electroerosión con electrodo de forma

Es un desarrollo del proceso anteriormente descrito, nacido en los años de la década de los 70, y por consiguiente, más moderno que el anterior, que sustituye el electrodo por un hilo conductor; además, este proceso tiene mejor movilidad. Las tasas de arranque de material con hilo rondan los 350 cm3/h.La calidad, material y diámetro del hilo, en conjunción al voltaje y amperaje aplicado, son factores que influyen directamente la velocidad con que una pieza pueda ser trabajada. También, el grosor y material de la pieza dictan ajustes para el cumplimiento del corte.

La tensión del hilo es importante para producir un corte efectivo, y por consiguiente una mejor parte; la sobretensión del hilo resulta en que este se rompa cuando no sea deseado. Mas la ruptura del hilo es común durante el proceso, y también es necesaria. En unos talleres, los encendedores comunes se utilizan como una forma práctica de cortar el hilo.Inicialmente, la posición de una cabeza superior y una cabeza inferior por las cuales pasa el hilo están en un alineamiento vertical y concéntrico una a la otra; el hilo en uso se encuentra entre estos dos componentes mecánicos.

Proceso de electroerosión con hilo

Hilo conductor

No precisa el mecanizado previo del electrodo. Es un proceso de alta precisión. Complejas formas pueden ser logradas. Resultados constantes. Dependiendo de la capacidad de la máquina, el trabajo

con alambre puede incluir angularidad variable controlada o geometría independiente (cuarto eje).

Se puede mecanizar materiales previamente templados y así evitar las deformaciones producidas en el caso de hacer este tratamiento térmico después de terminada la pieza.

Características

http://www.emag.com/es/maquinas/aplicaciones/tecnologias/mecanizado-electroquimico-de-metales/ecm.html

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