Retificação Eletroquímica (ECG): Visão Geral do Processo e Aplicações Práticas

O que é Retificação Eletroquímica (ECG)?

A retificação eletroquímica é um processo que remove material condutor elétrico por retificação com uma roda de retificação abrasiva carregada negativamente, um fluido eletrolítico e uma peça de trabalho carregada positivamente.

Materiais removidos da peça permanecem no fluido eletrolítico. A retificação eletroquímica é similar à usinagem eletroquímica, mas usa uma roda em vez de uma ferramenta com formato do contorno da peça.

ECG é um processo híbrido combinando usinagem eletroquímica e retificação. A usinagem eletroquímica é uma operação eletrolítica onde a peça se torna um ânodo e a ferramenta de corte (no caso de ECG, uma roda de retificação) se torna o cátodo.

Quando uma corrente contínua flui entre o ânodo e o cátodo, cria uma reação semelhante à eletrodeposição, mas em vez de retirar material do ânodo e depositá-lo no cátodo, o material é removido do ânodo e lavado no fluido eletrolítico.

A ECG leva a usinagem eletroquímica um passo adiante cortando o metal mecanicamente com a roda de retificação enquanto simultaneamente dissolve o material eletroquimicamente. "A teoria é que você pode reduzir a dureza do material e decompor parcialmente enquanto retifica, de modo que a roda de retificação corte com força muito menor.

De certa forma, a ECG é semelhante à retificação convencional, algumas das mesmas regras se aplicam. Por exemplo, programação e configuração funcionam praticamente da mesma forma. A fixação da peça também é muito similar, a única diferença sendo que os dispositivos para ECG precisam ser feitos de material resistente à corrosão e permitir contato elétrico com a peça.

Características do Processo

• As rodas e a peça são eletricamente condutoras.
• Rodas usadas duram para muitas retificações – tipicamente 90% do metal é removido por eletrólise e 10% pela roda de retificação abrasiva.
• Capaz de produzir arestas lisas sem as rebarbas causadas pela retificação mecânica.
• Não produz calor apreciável que distorceria a peça.
• Decompõe a peça e a deposita na solução eletrolítica. Os eletrolitos mais comuns são cloreto de sódio e nitrato de sódio em concentrações de 2 lbs por galão.

Uma Análise Mais Detalhada da ECG (Retificação Eletroquímica)

Em comparação com a usinagem eletroquímica, a retificação eletroquímica é relativamente similar. Basicamente, é uma combinação de um processo eletroquímico e um processo de retificação usado para remoção de metal. Você também pode ouvir referido como "usinagem anódica" ou "retificação eletrolítica".

No processo, a parte de um cátodo é desempenhada pela roda de retificação, enquanto o papel de um ânodo é desempenhado pela peça. Vários eletrolitos podem ser usados no processo, incluindo nitrato de sódio, clorato de sódio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, etc.

Uma placa metálica circular serve como roda de retificação e consiste em partículas abrasivas de pó de diamante, óxido de alumínio, carboneto de boro e carboneto de silício.

Quando, entre a roda de retificação e a peça, o fluido eletrolítico é bombeado, há uma reação. Esta reação, entre a peça e o fluido eletrolítico, serve para remover a maior parte do metal.

O material abrasivo da roda de retificação remove, da peça, menos de 5% do material indesejado. Para os interessados, a roda de retificação tem uma velocidade de rotação mantida entre um máximo de 2000 m/min e um mínimo de 1200 m/min.

Por Que Usar Retificação Eletroquímica?

A ECG oferece várias características atraentes do processo, incluindo:

• Ampla faixa de processamento e forte adaptabilidade
• Boa economia e pequena perda de desgaste da roda de retificação
• Excelente qualidade de processamento
• Alta produtividade

Seleção do Eletrolito

Afetando a qualidade de processamento e produtividade da retificação eletroquímica, um fator importante é o eletrolito. A razão para isso é que a reação eletroquímica anódica é diretamente afetada pelo eletrolito.

Não causar danos ao corpo humano e não dar causa à máquina para enferrujar, são ambos requisitos importantes de um eletrolito. Considere estes cinco requisitos ao selecionar um eletrolito. O eletrolito deve:

• Ter fonte rica, preço baixo e bom efeito econômico. Não deve ser facilmente consumido durante o processamento.
• Não ser prejudicial ao corpo humano.
• Não criar poeira em dispositivos e máquinas.
• Para alcançar alta produtividade, exibir boa condutividade.
• Ter boa rugosidade superficial e precisão dimensional.

Equipamento de Retificação Eletroquímica

Ou uma máquina eletroquímica de nível profissional ou, através do uso de um torno ou máquina de retificação convencional, uma máquina modificada pode ser usada para retificação eletroquímica.

Uma fonte de alimentação CC de tensão ajustável é necessária para retificação eletroquímica. Adicionalmente, bombas centrífugas, dispositivos para filtragem, dispositivo para extração forçada de ar ou neutralização, tubos, bicos, e mais se encaixam no processo de trabalho de retificação eletroquímica e no equipamento usado.

Tolerância

Este tipo de retificação é usado principalmente porque pode moldar metais muito duros e também porque é um processo de redução química, a roda dura mais tempo do que uma roda de retificação normal pode.

Este tipo de retificação tem diferentes tipos de rodas, então pode moldar metais para o que precisam ser moldados.

Produz uma superfície mais lisa, livre de rebarbas e causa menos tensão superficial do que outros métodos de retificação.

Aplicações da Retificação Eletroquímica

A retificação eletroquímica é frequentemente usada para materiais duros onde a usinagem convencional é difícil e demorada, como aço inoxidável e alguns metais exóticos. Para materiais com dureza maior que 65 HRC, a ECG pode ter uma taxa de remoção de material 10 vezes maior que a usinagem convencional.

Como a ECG envolve pouca abrasão, é frequentemente usada para processos onde a superfície da peça precisa estar livre de rebarbas, arranhões e tensões residuais. Devido a estas propriedades, a retificação eletroquímica tem várias aplicações úteis.

• Retificação de palhetas de turbina
• Retificação de metais em favo de mel para aplicação aeroespacial
• Afiação de agulhas hipodérmicas
• Usinagem de pastilhas de ferramentas de corte de carboneto
• ECG é usada para remover defeitos superficiais de peças onde remoção excessiva de material e tensões residuais são indesejadas, como reperfilagem de engrenagens de locomotivas
• Remoção de trincas de fadiga de estruturas de aço subaquáticas. Neste caso, a própria água do mar atua como eletrolito. Partículas de diamante na roda de retificação removem qualquer matéria orgânica não condutora, como algas, antes que a retificação eletroquímica comece.

Vantagens da Retificação Eletroquímica

Uma das principais vantagens da retificação eletroquímica é o desgaste mínimo que a ferramenta de roda de retificação experimenta. Isso ocorre porque a maior parte do material é removido pela reação eletroquímica que ocorre entre o cátodo e o ânodo.

A única vez que a retificação abrasiva realmente ocorre é na remoção do filme que se desenvolve na superfície da peça. Outra vantagem da retificação eletroquímica é que pode ser usada para usinar materiais duros.

Materiais duros representam dificuldade para outros tipos de usinagem devido ao desgaste da ferramenta associado à usinagem de materiais duros. Pode surpreender um pouco que a retificação eletroquímica possa remover material de uma superfície dura e experimentar desgaste mínimo.

Como a maior parte do material é removida através de reações eletroquímicas, a peça não sofre danos térmicos como ocorreria em um processo de retificação convencional.

Desvantagens da Retificação Eletroquímica

A retificação eletroquímica também tem algumas desvantagens. O sistema consiste na peça ânodo e na roda de retificação cátodo. Para criar essas condições, tanto a peça quanto a roda de retificação devem ser condutoras.

Isso limita os tipos de materiais de peça adequados para retificação eletroquímica. Outra desvantagem da retificação eletroquímica é que é aplicável apenas à retificação superficial. Não é possível aplicar retificação eletroquímica a peças que têm cavidades, devido à incapacidade das rodas de retificação de remover o depósito de filme dentro da cavidade.

Uma outra desvantagem é que o fluido eletrolítico pode causar corrosão nas superfícies da peça e da roda de retificação. Por fim, a retificação eletroquímica é mais complicada que métodos de usinagem tradicionais. Isso exigirá pessoal mais experiente para operar as máquinas, o que levará a custos de produção mais altos.