ES2243345T3 - Electrodo para el taladrado electroquimico de precision de piezas de trabajo y procedimiento para la fabricacion del mismo. - Google Patents

Abstract

Electrodo (6) para el taladrado electroquímico de precisión de unas piezas de trabajo, el cual comprende un tubo (de electrodo) (7) para la conducción de un electrólito (4) hacia una pieza de trabajo (5), que tiene que ser mecanizada y que se encuentra en contacto con el electrólito (4); en este caso, el tubo (7) está equipado por su superficie exterior - con excepción del extremo, que está dirigido hacia la pieza de trabajo - con una capa aislante (10), que no es conductora; electrodo éste que está caracterizado porque el tubo (de electrodo) (7) está hecho de un metal con una estructura principalmente amorfa.

Description

Electrodo para el taladrado electroquímico de precisión de piezas de trabajo y procedimiento para la fabricación del mismo.

La presente invención se refiere a un electrodo para el taladrado electroquímico de precisión de unas piezas de trabajo, el cual comprende un tubo (de electrodo) electroconductor para la conducción de un electrólito hacia una pieza de trabajo, que ha de ser mecanizada y que se encuentra en contacto con el electrólito; en este caso, el tubo (de electrodo) está provisto - por su superficie exterior y aparte de por su extremo, que está asignado a la pieza de trabajo - de una capa aislante, que no es conductora; como asimismo se refiere esta invención a un procedimiento para la fabricación de un electrodo para el taladrado electroquímico de precisión de las piezas de trabajo.

Un conocido electrodo para el taladrado electroquímico comprende un tubo de vidrio de SiO_{2}, que está fijado en un dispositivo de recogida y a través del cual pasa un electrólito. A través de una abertura en el tubo de vidrio, la cual está situada en frente del dispositivo de recogida, el electrólito es puesto en contacto con aquella parte de una pieza de trabajo, la cual ha de ser mecanizada mediante el taladrado. Dentro del tubo de vidrio está dispuesto un conductor eléctrico, sobre el cual es aplicada - por medio de una fuente de corriente continua - una carga eléctrica negativa. Sobre la pieza de trabajo es aplicada la carga positiva opuesta, con el objeto de que dentro de la zona a mecanizar de la pieza de trabajo se pueda producir - debido a la reacción química - un mecanizado del material. El conductor eléctrico está hecho, por regla general, de un metal como, por ejemplo, de un alambre de platino.

En este caso existe, sin embargo, el inconveniente de que por el empleo de unos tubos de vidrio y mediante este taladrado electroquímico solamente pueden ser conseguidos unos agujeros o taladros con un diámetro mínimo de 0,2 mms. Además, el electrodo - formado por un tubo de vidrio y con un alambre dispuesto en el mismo - es relativamente complicado y tiene una estructura sensible.

En la Patente Núm. 3.352.770 de los Estados Unidos está revelado un electrodo para el taladrado electroquímico de precisión, el cual posee un tubo para la conducción de un electrólito hacia una pieza de trabajo, que ha de ser mecanizada; en este caso, el tubo está hecho de un metal o de una aleación de metales, y el mismo está provisto de una capa aislante. También aquí es así, que solamente pueden ser realizados los taladros con unos mayores diámetros.

A través de la Patente Núm. 4.806.721 de los Estados Unidos es conocido un alambre para el electroerosionado, en el cual es empleada un alma hecha de un metal amorfo, que está recubierto de otro metal electroconductor, por medio del cual son llevados a efecto el flujo de la corriente eléctrica y, por consiguiente, la descarga.

La presente invención está basada en el problema de proporcionar un electrodo de la clase descrita al principio, mediante el cual puedan ser realizados unos agujeros o taladros con el más pequeño diámetro posible, y esto también con la más sencilla posible estructura del electrodo. Tiene que ser proporcionado, asimismo, un procedimiento para la fabricación de un electrodo de esta clase.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por el hecho de que el tubo (de electrodo) se compone de un metal con una estructura principalmente amorfa. Un electrodo, constituido por un tubo de esta clase, tiene la ventaja de que pueden ser procesados unos metales con una estructura principalmente amorfa - o sea, los llamados vidrios metálicos para conseguir unos tubos con unos diámetros exteriores relativamente pequeños, dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,04 mms. Los tubos, fabricados a partir de un metal con una estructura principalmente amorfa, son resistentes tanto a la corrosión como al desgaste, y los mismos tienen una superficie prácticamente lisa y sin faltas, en la que es óptima la corriente de los electrolitos. Además, puede ser prescindido de la incorporación de un conductor metálico - como, por ejemplo, de un alambre de platino - teniendo en cuenta, que la carga negativa de una fuente de corriente continua es aplicada sobre el propio tubo. La carga positiva de esta fuente de corriente continua es aplicada sobre la pieza de trabajo, que ha de ser mecanizada.

El diámetro exterior del tubo puede ser, como máximo, ligeramente más pequeño de 0,2 mms., y el mismo se encuentra, de forma preferente, dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,04 mms., de tal modo que puedan ser realizados principalmente unos agujeros o taladros con un diámetro de 0,2 mms. y más pequeño.

El tubo puede tener cualquier geometría en su sección transversal y puede estar adaptado a los distintos casos de aplicación, de tal manera que también puedan ser realizados en la pieza de trabajo unos taladros con una sección transversal de forma no circular.

Además, este tubo puede estar hecho de un vidrio metálico macizo como, por ejemplo, de una aleación de ZrTiNiCuBe; a este efecto, también pueden ser empleados otras aleaciones apropiadas y, por consiguiente, otros metales con una estructura principalmente amorfa.

La capa aislante no conductora puede ser una capa sobre una base de AION o de TiAION o sobre una base orgánica - como, por ejemplo, de lacas - o sobre una base inorgánica de cerámica de óxidos; en este caso, el espesor de la capa puede ser muy pequeño. El espesor de la capa aislante puede ser más pequeño de 10 \mum, y el mismo se encuentra, por regla general, entre 4 \mum y 10 \mum. Al tratarse de una capa aislante sobre la base de TiAION, esta capa puede ser aplicada - sobre el tubo de metal con una estructura principalmente amorfa - por medio de un chisporroteado o de un vaporizado.

Aquellos tramos del tubo, los cuales están provistos de la capa aislante no conductora, pueden estar equipados con una capa de un metal o de grafito y sin conductividad eléctrica; capa ésta en la que - como un llamado electrodo de corriente de protección - puede estar aplicada una carga que es opuesta a la carga aplicada sobre el tubo, que consiste en un metal con una estructura principalmente amorfa.

Según la presente invención, la solución del problema, que se refiere a un procedimiento para la fabricación de un electrodo para el taladrado electroquímico de precisión, está caracterizada por el hecho de que como material para el tubo de electrodo electroconductor es preparado un metal con una estructura principalmente amorfa, y este tubo de electrodo es embutido - a través de una embutición de vidrio - a partir de un tubo de producto semiacabado con un mayor diámetro exterior, pasando a un diámetro exterior más pequeño.

Otras formas para la realización del electrodo de la presente invención y del procedimiento de la misma están descritas en las reivindicaciones secundarias.

A continuación, la presente invención está explicada con más detalles por medio de algunos ejemplos de realización, que están representados en los planos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 muestra un dispositivo de taladrado electroquímico, con un electrodo según el estado actual de la técnica;

La Figura 2 indica un dispositivo de taladrado electroquímico de precisión según una forma de realización del electrodo de la presente invención; mientras que

La Figura 3 muestra un dispositivo de taladrado electroquímico de precisión según una forma de realización alternativa del electrodo de la presente invención.

La Figura 1 indica, de una manera esquematizada, un dispositivo de taladrado electroquímico según el estado actual de la técnica; con un electrodo 1, formado por un tubo de vidrio 2 y por un alambre de platino 3, que está dispuesto dentro del tubo y que es empleado como conductor eléctrico. A través del tubo de vidrio 2 fluye un electrólito 4 que, por el lado frontal, sale dentro de una zona de la pieza de trabajo 5, la cual ha de ser mecanizada mediante el taladrado electroquímico. Sobre el alambre de platino 3 y sobre la pieza de trabajo 5 son aplicadas - desde una fuente de corriente continua 12 - unas cargas eléctricas opuestas entre si, de tal manera que pueda tener lugar la reacción química, necesaria para el taladrado electroquímico, por el intercambio de los electrones. Sobre el alambre de platino 3 es aplicada una carga negativa, mientras que sobre la pieza de trabajo 5 es aplicada una carga positiva. Durante el taladrado, el electrodo 1 es desplazado en dirección de la flecha V.

Al ser empleado un tubo de vidrio, resulta que los taladros 13, que en la pieza de trabajo 5 han de ser realizados por el procedimiento del taladrado electroquímico, están limitados a un diámetro mínimo de 0,2 mms. Además, la estructura del electrodo 1 que comprende el tubo de vidrio 2 y el alambre de platino 3, que está dispuesto dentro del tubo - es complicada y sensible.

La Figura 2 muestra, de forma esquematizada, un dispositivo de taladrado electroquímico de precisión según una forma de realización del electrodo de la presente invención, el cual está indicado, en su conjunto, por la referencia 6, y el mismo se compone, en lo esencial, de un tubo (de electrodo) 7, hecho de un metal con una estructura principalmente amorfa como, por ejemplo, de una aleación de ZrTiNiCuBe. El tubo 7 tiene un diámetro exterior D que es más pequeño de 0,2 mms. y el que, en función del tamaño del deseado taladro 13 en la pieza de trabajo 5, se encuentra dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,4 mms. Desde una fuente de corriente continua 12, sobre el tubo eléctrico 7 y sobre la pieza de trabajo 5 son aplicadas unas respectivas cargas eléctricas opuestas; en este caso, sobre el tubo es aplicada una carga negativa, mientras que sobre la pieza de trabajo 5 es aplicada una carga positiva.

A través del tubo 7, un electrólito 4 fluye desde un dispositivo de recogida 8 hacia una abertura 9 del tubo 7 para entrar aquí en contacto con aquella zona de la pieza de trabajo 5, la cual ha de ser mecanizada mediante el taladrado electroquímico, con el fin de eliminar el material de la pieza de trabajo 5 en el transcurso de una convencional reacción química por intercambio de electrones. El tubo 7 está fijado de la manera habitual en el dispositivo de recogida 8, por medio del cual el electrólito 4 es aportado hacia el tubo 7.

Por toda la superficie exterior del tubo 7 está prevista una capa aislante no conductora 10, con el objeto de impedir durante el taladrado de precisión una corrosión electroquímica o una indeseada adicional eliminación de material en la pared del taladro 13. Por medio de la capa aislante 10 queda asegurado que aquí no pueda producirse un paso de la corriente eléctrica, por lo cual no se presenta ni la corrosión ni una indeseable eliminación del material. La reacción química tiene lugar exclusivamente dentro de la zona de la abertura 9 del tubo 7, y esta reacción tiene por efecto una eliminación del material así como una mayor profundidad en el taladro 13. La capa aislante 10 representa la capa de una mezcla de óxidos - como, por ejemplo, sobre la base de TiAION - que ha sido aplicada mediante un chisporroteado o un vaporizado, y la misma tiene un espesor que, por regla general, es más pequeño de 10 \mum, por lo que la capa aumenta el deseado pequeño diámetro exterior del tubo 7 tan sólo de una manera muy reducida.

La Figura 3 indica una forma de realización alternativa del electrodo de la presente invención, el cual está indicado, en su conjunto, por la referencia 6, y en el que el tubo (de electrodo) 7 se compone de un material electroconductor con una estructura principalmente amorfa. Este tubo 7 está sostenido en un dispositivo de recogida 8, desde el cual es aportado un electrólito 4 al tubo. El electrólito 4 fluye a través del tubo 7 y sale por una abertura 9 del tubo 7, concretamente por la zona de la pieza de trabajo 5, la cual ha de ser mecanizada. A través de una fuente de corriente continua 12, sobre el tubo electroconductor 7 está aplicada una carga negativa, mientras que sobre la pieza de trabajo 5 - en la cual ha de ser realizado un taladro 13 mediante un taladrado electroquímico de precisión - está aplicada una carga positiva. Por la superficie exterior del tubo 7 está prevista una capa aislante no conductora 10 sobre la base de una cerámica de óxidos - como, por ejemplo, de Al_{2}O_{3} - con el fin de que aquí no se pueda producir un paso de la corriente eléctrica. Aquí se pretende impedir, por ejemplo, una corrosión electroquímica o una indeseable adicional eliminación de material dentro de la zona de la pared del taladro 13 en la pieza de
trabajo 5.

El tubo 7 tiene un diámetro exterior D de 0,09 mms., de tal modo que - al tener en cuenta que el espesor de la capa aislante 10 es de aproximadamente
7 \mum - puede ser realizado un taladro 13 con un diámetro de muy poco más de 0,09 mms. Por consiguiente, la eliminación del material es efectuada exclusivamente dentro de la zona de la abertura 9 del tubo 7, por el desarrollo de una convencional reacción electroquímica, con el intercambio de electrones, teniendo en cuenta que el electrólito se encuentra en contacto, por un lado, con el tubo electroconductor 7 y, por el otro lado, con la pieza de trabajo 5, que también es de conductividad eléctrica. Durante el proceso del taladrado, el electrodo 6 es desplazado en dirección de la flecha V, con el fin de conseguir la deseada profundidad dentro del taladro 13. A causa de la capa aislante no se produce, en la pared del taladro 13, ninguna indeseada eliminación del material.

Según la aquí comentada forma de realización, resulta que sobre la capa aislante 10 está aplicada - como un llamado electrodo de corriente de protección - una capa metálica de conductividad eléctrica 11 sobre la cual es aplicada, a través de una fuente de corriente continua 14, una carga positiva, es decir, una carga opuesta a la carga que es aplicada sobre el tubo 7, con el objeto de impedir aquí adicionalmente el comienzo de una corrosión o un involuntario ensanchamiento de la pared del taladro 13 dentro de la pieza de trabajo 5. De forma alternativa, como tal electrodo de corriente de protección también puede estar previsto otro tipo de capa 11 con conductividad eléctrica como, por ejemplo, una capa de grafito. La opuesta carga negativa de la fuente de corriente continua 14 es aplicada sobre la pieza de trabajo 5.

El electrodo 6 para un taladrado electroquímico de precisión en las piezas de trabajo, el cual está representado en las Figuras 2 y 3, es fabricado de tal manera que como material para el tubo de electrodo electroconductor 7 es preparado un metal con una estructura principalmente amorfa, es decir, un llamado vidrio metálico como, por ejemplo, una aleación de ZrTiNiCuBe, y el tubo de electrodo 7 es embutido - por medio de una embutición de vidrio y dentro de un ambiente con gas protector - a partir de un tubo de un producto semiacabado con un mayor diámetro exterior para pasar a un diámetro exterior D dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,04 mms. A continuación, sobre la superficie exterior del tubo de electrodo 7, fabricado de esta manera, es aplicada una capa aislante 10, de tal manera que - en el transcurso del taladrado de precisión de un taladro 13 en una pieza de trabajo 5 - se pueda producir un paso de la corriente eléctrica exclusivamente dentro de la zona de la abertura 9 del tubo de electrodo 7, como consecuencia de la salida del electrólito 4 en este lugar. La capa aislante 10 está hecha, en lo esencial, de AION, de TiAION o de una cerámica de óxidos. En el electrodo, indicado en la Figura 3, es así que sobre la capa aislante 10 ha sido aplicada finalmente mediante un chisporroteado o por un vaporizado - un capa electroconductora 11 de metal o de grafito, la cual actúa como electrodo de corriente de protección.

Claims (11)

1. Electrodo (6) para el taladrado electroquímico de precisión de unas piezas de trabajo, el cual comprende un tubo (de electrodo) (7) para la conducción de un electrólito (4) hacia una pieza de trabajo (5), que tiene que ser mecanizada y que se encuentra en contacto con el electrólito (4); en este caso, el tubo (7) está equipado por su superficie exterior - con excepción del extremo, que está dirigido hacia la pieza de trabajo - con una capa aislante (10), que no es conductora; electrodo éste que está caracterizado porque el tubo (de electrodo) (7) está hecho de un metal con una estructura principalmente amorfa.

2. Electrodo (6) conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el diámetro exterior (D) del tubo (de electrodo) (7) está dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,04 mms.

3. Electrodo (6) conforme a las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque el tubo (de electrodo) (7) puede tener cualquier geometría en su sección transversal.

4. Electrodo (6) conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque el tubo (de electrodo) (7) se compone de una aleación de ZrTiNiCuBe.

5. Electrodo (6) conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque la capa aislante (10) está constituida principalmente por AION o por TiAION o por una base orgánica - como, por ejemplo, de lacas - o bien por una cerámica de óxidos.

6. Electrodo (6) conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque el espesor de la capa aislante (10)
está dentro de la gama de 4 \mum hasta 10 \mum.

7. Electrodo (6) conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque sobre la capa aislante (10) está aplicada - por lo menos en algunos tramos de la misma - una capa de metal o de grafito (11) con conductividad eléctrica.

8. Procedimiento para la fabricación de un electrodo (6) para el taladrado electroquímico de precisión; a este efecto, el electrodo (6) comprende un tubo (de electrodo) electroconductor (7) para la conducción de un electrólito (4) hacia una pieza de trabajo (5), que tiene que ser mecanizada y que se encuentra en contacto con el electrólito (4); procedimiento éste que está caracterizado porque como material para el tubo (de electrodo) (7) es preparado un metal con una estructura principalmente amorfa, y el tubo (de electrodo) (7) es embutido - por medio de una embutición de vidrio - a partir de un tubo con un mayor diámetro exterior para pasar a un diámetro exterior (D) más pequeño.

9. Procedimiento conforme a la reivindicación 8) y caracterizado porque la embutición de vidrio es llevada a efecto dentro de un ambiente con un gas protector.

10. Procedimiento conforme a las reivindicaciones 8) o 9) y caracterizado porque el tubo (de electrodo) con un mayor diámetro exterior es embutido a un diámetro exterior (D) del tubo de electrodo (7) dentro de la gama de 0,2 mms. hasta 0,04 mms.

11. Procedimiento conforme a una o a varias de las reivindicaciones 8) hasta 10) y caracterizado porque sobre la capa aislante (10) es aplicada - por lo menos en algunos tramos de la misma una capa de metal o de grafito (11) con conductividad eléctrica.