| Tema 7 - Materiales para Electrodos | ||
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7.4.-
Cobre al plomo
7.1.- Propiedades que deben tener los materiales empleados en la fabricación de electrodos Aunque cualquier
material conductor puede en principio ser utilizado para fabricar electrodos,
la experiencia demuestra que existen unos mas idóneos que otros, según
el material de que esté constituida la pieza, el tipo de generador que
se emplee y en función de los resultados a obtener. Físicas
Mecánicas
La elección final del material del electrodo se realizará teniendo en cuenta las propiedades físicas y mecánicas. Otros factores a considerar en la elección del material son la forma a realizar, el número de electrodos a mecanizar, sus dimensiones, el precio y la facilidad de adquisición en el mercado. 7.2.- Clasificación de los materiales Podemos dividirlos en dos grupos principales, los metálicos y los no metálicos. Entre los primeros tenemos los siguientes:
En el segundo grupo se puede considerar el grafito. Es quizás el material más empleado en la fabricación de electrodos, Su pureza debe ser del 99,9 %. Sus propiedades físicas y mecánicas son:
7.3.1.- Métodos de fabricación de electrodos de cobre Pese a estas características no muy buenas, el cobre electrolítico se emplea mucho en la fabricación de electrodos porque se presta a muchas alternativas de fabricación: deformación en frío y caliente, extrusión, fundición, galvanoplastia (procedimiento químico), procedimientos convencionales con arranque de viruta y ataque con ácido. En el caso de deformación por prensa, se pueden dar los casos de deformación en frío o caliente, pero se ha de disponer de moldes apropiados para realizar las operaciones. El mayor inconveniente en estos casos suele estar en las tensiones internas que quedan en el electrodo debido al proceso de deformación. Por ello se ha de recocer el electrodo. Por este procedimiento se obtienen electrodos con tolerancias bastante estrechas. Por procedimientos de extrusión se obtienen electrodos de perfil constante y de formas muy diversas. Los electrodos de cobre fundidos o fabricados por métodos electroquímicos como es la galvanoplastia, no pueden ser realizados más que por casas especializadas en dichos métodos para conseguir tolerancias estrechas. En muchos casos se puede fabricar el electrodo por medio de Máquinas-Herramienta convencionales. En torneado, planeado y fresado es importante la lubricación a base de taladrina o aceite. El rectificado es difícil, pero se consigue con abrasivo de Carborundum y alta velocidad de la muela abrasiva. 7.3.1.1.- Reducción de los electrodos de cobre en ácido Es un procedimiento económico de obtención de los electrodos de desbaste a partir de los electrodos de acabado. El método consiste en introducir una solución de ácido nítrico diluido y a cierta temperatura, la parte del electrodo que se quiera reducir de dimensiones. Cuanto más concentrada es la solución, más rápidamente se produce el ataque, sobre todo en aristas y ángulos vivos en los cuales el ataque se acentúa más. No obstante este inconveniente no tiene importancia en los electrodos de desbaste. Si hubiese que tratar con ácido los electrodos de afinado, debe de hacerse con soluciones muy diluidas. El ácido nítrico utilizado normalmente suele ser del 65 % de concentración y se mezcla con agua con proporciones aproximadamente iguales. La velocidad de ataque de esta solución a unos 40º C de temperatura, da una reducción diametral de aproximadamente 5 centésimas en un minuto. El ácido nítrico es muy peligroso y por ello se han de tener las siguientes precauciones:
Con respecto a las máquinas se han de tomar los cuidados siguientes:
7.3.2.- Comportamiento del cobre en la Electroerosión En cuanto a su comportamiento en electroerosión, de las tablas y gráficos de tecnología se pueden extraer las siguientes conclusiones:
Esta aleación de cobre con una pequeña cantidad de plomo, cromo o teluro (1-2 %) tiene como finalidad mejorar mucho la maquinabilidad del cobre. No obstante baja el rendimiento y el arranque y sube el desgaste. Se puede reducir por ácido. Se usa en la realización de piezas de gran precisión, microorificios en la industria de aviación, y en general en casos de orificios profundos. Existen tres calidades:
Sus ventajas son:
Los inconvenientes son:
Se usan solamente en caso de electrodos muy grandes que se han de fabricar por fundición. Producen superficies muy rugosas, grandes desgastes y pequeños arranques. Apenas se usa. Tiene muy buena maquinabilidad, pero da muy bajos rendimientos y arranques de material y altos desgastes. Se usa solamente en casos límite. Observando las tablas de tecnología y en comparación con el cobre, presenta las siguientes características:
Es uno de los materiales más empleados, existe una gran variedad que se emplea en electroerosión. Sus características varían con el tipo o la calidad del grafito. Sus propiedades físicas son:
Sus propiedades mecánicas son:
Su principal diferencia con el cobre es que los electrodos de grafito solo pueden obtenerse por mecanización en máquinas-herramienta, aunque con altas velocidades de mecanizado. 7.9.1.- Comportamiento del grafito en el mecanizado Al ser un material
frágil se ha de extremar la precaución en el proceso. Se pueden obtener
tolerancias muy estrechas con herramientas de acero rápido. Por lo general
es mecanizado en seco, aunque puede ser beneficioso el lubricarlo con
el mismo líquido que se vaya a utilizar en el proceso de Electroerosión. 7.9.2.- Comportamiento del grafito ante la Electroerosión. Calidades La calidad del material depende del tamaño del grano y la compacidad, que dependen a su vez del proceso de fabricación. La densidad del grafito aumenta a medida que disminuye el grano oscilando su tamaño entre 10 y 40 µm, a mayor densidad (grano fino) menor desgaste y mejor acabado superficial, por contra a menor densidad (grano gordo) tiene mayor capacidad corrosiva. Presenta las siguientes características respecto a la electroerosión:
Se obtienen a partir de una impregnación con polvo de cobre que se introduce en los poros del grafito para mejorar la resistividad eléctrica y obtener electrodos menos frágiles. Por lo demás, se mantienen aproximadamente las características del grafito en el proceso.
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