WO2017186992A1 - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso - Google Patents

Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso Download PDF

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Pau Sarsanedas Millet
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    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
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    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/003—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor whereby the workpieces are mounted on a holder and are immersed in the abrasive material
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    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the invention refers to a process for smoothing and polishing metals by ionic transport by means of free solid bodies, and also to electrically conductive solid bodies to serve to carry out said process, providing advantages and novelty features that will be described in detail below and that represent a remarkable improvement compared to what is currently known in its field of application.
  • the object of the present invention falls, specifically, in a process for smoothing and polishing metal parts, for example dental prostheses, based on ionic transport by means of free solid bodies of reduced size, that is particles, which is distinguished, essentially because said bodies are electrically conductive and are incorporated together in a gaseous environment, the metal parts being arranged such that they are connected to the positive pole of an electrical power source, for example a direct current generator and, preferably, presenting movement, and the set of solid bodies (particles) so as to electrically contact the negative pole of the power supply, a second aspect of the invention being said solid bodies, consisting of particles capable of internally retaining an amount of electrolyte liquid so that they have electrical conductivity that makes them e electrically conductive.
  • the field of application of the present invention is part of the industry sector dedicated to burnishing and polishing metal parts, for example stainless steel dental prostheses, especially involving electropolishing processes using particles.
  • Polishing systems are also known by galvanic treatments, in which the metal parts to be treated are immersed in an electrolyte liquid and without solid particles such as anodes, known as electropolished.
  • Such processes have the advantage that they produce surfaces free from surface contamination of the exclusively mechanical abrasive processes discussed above.
  • the leveling effect on roughness of the order of more than a few microns that is achieved is, in many cases, insufficient and that is why these treatments are used mostly as a finish for previous mechanical abrasion processes.
  • galvanic processes in which the metal parts to be treated are immersed in an electrolyte liquid that contains solid bodies (particles) that move freely within it.
  • the electrolytes developed for these processes produce thicker anodic layers than in the case of galvanic processes without particles, so that by mechanically interacting the particles contained with the anodic layer, an effective smoothing over roughness of up to one millimeter is produced.
  • the galvanic processes used so far produce, in many cases, defects in the form of pitting or of surfaces with steps related to the structure and crystalline composition of the metal to be treated, leaving its use , in many cases, restricted to parts that, by their composition (alloy) and molding and forming treatment, have demonstrated in an empirical manner that they can be treated without presenting such defects in an unacceptable way.
  • the objective of the present invention is, therefore, to develop an improved smoothing and polishing system for metal parts that is effective and avoids the inconveniences and problems described above, and it should be noted that, at least by the applicant, the existence of any another method of said type or similar invention having its same characteristics, as claimed.
  • the process for smoothing and polishing metal parts for example metal parts for dental prostheses, but without this implying a limitation, based on ionic transport that, in an innovative way, is carried out with Free solid bodies (particles) that are electrically conductive in a gaseous environment and, on the other hand, said solid bodies, consisting of particles of varied shapes with porosity and affinity to retain an amount of electrolyte liquid so that they have electrical conductivity.
  • the process of the invention provides for the following steps:
  • the parts to be treated are subjected to friction with a set of particles consisting of electrically conductive free solid bodies charged with negative electrical charge in a gaseous environment, for example air.
  • the friction of the pieces with the particles can be carried out, for example, by means of a jet of particles driven by gas or expelled from a centrifugal mechanism or by a system with brushes, brushes or any other suitable driving element capable of moving and pressing the particles on the surface of the piece.
  • the pieces are introduced into a container with a set of particles that are in contact with each other and with the negative pole (cathode) of the current generator. In this situation the pieces are moved in relation to the set of particles, for example, following a circular motion.
  • the particles that constitute these electrically conductive free solid bodies have a variable shape and dimension, which is suitable for smoothing the roughness of the pieces to be treated, being, in any case, larger than the roughness to be removed.
  • the particles have porosity and affinity to retain an amount of electrolyte liquid, so that they have an electrical conductivity that is what makes them electrically conductive.
  • the amount of electrolyte liquid retained by the particles is always below the saturation amount, thereby expressly avoiding leaving free liquid on the surface of the particles.
  • the composition of the electrolyte liquid for polishing for example, stainless steels is H20: 90-99% HF: 10-1%.
  • the particles when frictioning the pieces to be polished, determine in a very precise way the zones of the relief where ionic metal subtraction occurs.
  • the main advantage is that, unlike processes that contain free solid body electrolyte liquids, the process proposed by the present invention is capable of smoothing and polishing virtually any metal alloy without producing effects due to irregular surface attacks.
  • the particle that contacts the piece expels a certain amount of electrolyte liquid by wetting the area of the surface of the piece and exerts an electroerosive effect.
  • the particle that contacts the piece absorbs the remains (salts) of previous electroerosive actions, produced by other particles.
  • the ionic transport, anode-cathode, necessary to ensure a stable behavior of the process is produced by diffusion through said particles.
  • an anode-cathode transport of the set of particles that contributes to ionic transport can also be produced to a certain degree.
  • the process expressly, also manifests a remarkable ability to smooth and polish regularly at various dimensional scales.
  • Said spherical particles are preferably of a sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer and with a macroporous structure.
  • the process of the invention has the ability to level or "equalize” to a certain extent the action of a large number of contacts (of each particle), despite being made (the contacts) between a very wide range of circumstances.
  • the local average tangential velocity of the particles is higher than on the hidden parts.
  • each contact zone must first be polarized to a certain "threshold" value, which requires time and the process, being able to be properly adjusted, allows to make this necessary polarization time Work in the direction of matching results on a centimeter dimensional scale.
  • the low relative performance of the individual contacts on protruding parts is compensated by the greater number of them per unit time and per unit area.
  • Figure number 1 Shows a schematic representation of the main elements involved in the process for smoothing and polishing metals by ionic transport through free solid bodies, object of the invention
  • Figure number 2 Shows a schematic representation of a particle forming the solid bodies that the process presents, according to the invention, showing its porous configuration and retention capacity of electrolyte liquid that makes it electrically conductive
  • Figure number 3. Shows a schematic representation of a rough surface portion of the piece to be treated and several examples of the possible forms that the particles used in the process can present, showing, in a symbolic way, the difference in dimension between these and the size of the roughnesses
  • figures 4 and 5 show two diagrams similar to that shown in figure 1, which draw respective moments of the process, the one in figure 4 being the case in which a group of particles forms an electric bridge of direct contact between the anode and cathode, and figure 5 another case in which the particles rub the surface of the piece in an isolated manner.
  • the metal parts (1) to be treated are fastened by means of a clamping element (2 ), also metallic, consisting of hooks, clamps, jaws, or others, to a mobile arm (not shown) of a device that can perform an orbital movement around an axis and in a plane and, at the same time, can perform a movement of rectilinear and alternative displacement in the plane perpendicular to the orbital, represented by arrow lines in Figure 1.
  • a clamping element (2 ) also metallic, consisting of hooks, clamps, jaws, or others
  • the pieces (1) thus secured and with the aforementioned orbital and alternative linear displacement movement deactivated, are introduced, from the top, into a container (3) of the device containing a set of electrically conductive particles (4) and air or any other gas occupying the space (5) of its existing interstitial environment between them, such that the pieces (1) are completely covered by said set of particles (4).
  • the shape of the container (3) is that of a cylinder with the lower end, or base, closed and the upper end open.
  • the clamping element (2) is connected to the anode or positive pole of an electric current generator (not shown) provided in the device while the container (3), either directly because it is metallic, or through a ring provided for this purpose, it is connected to the negative pole of said generator acting as a cathode
  • the device firmly secures the cylinder that forms the container (3) so as to prevent its displacement when the orbital movement and the alternative linear displacement of the clamping element (2) of the pieces (1) are activated.
  • the amplitude of the movement of the holding element (2), granted by said arm of the device not shown, and the dimensions of the container (3) containing the particles (4) is such that, in no case it is possible that the pieces (1) to be treated or any conductive part of said clamping element (2) directly contact the walls of the container or, where appropriate, the cathode ring.
  • the particles (4) that constitute the electrically conductive solid bodies free of the process, according to the invention are solid bodies with porosity and affinity to retain an amount of electrolyte liquid so that they have electrical conductivity, said said being amount of electrolyte liquid retained by the particles (4) always below the saturation amount, so that the existence of free liquid on the surface of the particles is expressly avoided.
  • the composition of the electrolyte liquid for polishing for example, stainless steels, is H20: 90-99% HF: 10-1%
  • the particles (4) are bodies that have a variable shape and dimension, suitable for smoothing the surface roughness of the pieces (1) to be treated and preferably larger than the roughness to be removed from said surface.
  • FIGS 4 and 5 two examples of the extreme case of the process by which the smoothing and polishing of the pieces (1) are achieved through the contact between electrically conductive particles (4) and the surface of the piece (1) to be treated, showing figure 4 the case in which a group of particles (4) constitutes an electric bridge of direct contact between the anode, through the clamping element (2) in contact with the piece (1 ) metal, and the cathode, through the container (3), and figure 5 the case in which the particles (4) rub the surface of the piece (1) in an isolated manner, as explained in previous sections.

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Abstract

Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y también los cuerpos sólidos eléctricamente conductores para llevar a cabo dicho proceso, comprendiendo la conexión de las piezas (1) al polo positivo de un generador de corriente, mediante un elemento de sujeción (2) asociado a un dispositivo, y su sometimiento a fricción con partículas (4) de cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores e incorporadas en un recipiente (3) con entorno gaseoso ocupando el espacio (5) intersticial y que contactan eléctricamente con el polo negativo (cátodo) del generador de corriente, a través del recipiente (3) directamente o de un anillo que actúa de cátodo. Los cuerpos sólidos son partículas (4), con porosidad y afinidad para retener líquido electrolito, por debajo de la cantidad de saturación, y que presentan una conductividad eléctrica.

Description

M E M O R I A D E S C R I P T I V A
PROCESO PARA ALISADO Y PULIDO DE METALES POR TRANSPORTE IÓNICO MEDIANTE CUERPOS SÓLIDOS LIBRES, Y CUERPOS SÓLIDOS PARA LLEVAR A CABO DICHO PROCESO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un proceso para el alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y también a los cuerpos sólidos eléctricamente conductores para que sirvan para llevar a cabo dicho proceso, aportando ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una destacable mejora frente a lo actualmente conocido en su campo de aplicación.
El objeto de la presente invención recae, concretamente, en un proceso para alisado y pulido de piezas metálicas, por ejemplo prótesis dentales, basado en el transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres de reducido tamaño, es decir partículas, el cual se distingue, esencialmente porque dichos cuerpos son eléctricamente conductores y se incorporan conjuntamente en un entorno gaseoso, disponiéndose las piezas metálicas de tal manera que se conectan al polo positivo de una fuente de alimentación eléctrica, por ejemplo un generador de corriente continua y, preferentemente, presentando movimiento, y el conjunto de cuerpos sólidos (partículas) de modo que contacte eléctricamente con el polo negativo de la fuente de alimentación, siendo un segundo aspecto de la invención los mencionados cuerpos sólidos, consistentes en partículas capaces de retener interiormente una cantidad de líquido electrolito de manera que presentan conductividad eléctrica que los convierte en eléctricamente conductores. CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicado al bruñido y pulido de piezas de metal, por ejemplo prótesis dentales de acero inoxidable, abarcando especialmente los procesos de electropulido mediante partículas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como referencia al estado de la técnica, cabe señalar que se conocen diferentes sistemas de alisado y pulido de metales en medios con cuerpos sólidos (partículas) libres.
Así, desde hace tiempo, se vienen utilizando una gran diversidad de dispositivos en los que se produce abrasión mecánica mediante el uso de partículas no sujetas a ningún soporte, de diversas geometrías y tamaños y de mayor dureza que el material a tratar.
Dichos dispositivos producen fricción de las partículas sobre las piezas a tratar gracias a que producen un movimiento relativo entre ambas.
Estos dispositivos consisten, por ejemplo, en contenedores rotativos (bombos), contenedores vibrantes o chorreadoras de partículas. Sin embargo, todos los sistemas basados en la abrasión mecánica directa, como los mencionados, adolecen del grave defecto de afectar a las piezas de una manera poco uniforme, es decir, al existir una cierta proporcionalidad entre la presión ejercida por el medio abrasivo (las partículas) sobre las piezas y la cantidad de material erosionado, las partes protuberantes de las piezas sufren un desgaste y redondeo que en muchos casos es excesivo. Además, la energía mecánica global que se pone en juego en dichos sistemas es, en muchos casos, razón de daños en las piezas por golpes y deformaciones por esfuerzos excesivos. Por otro lado, los sistemas basados en la abrasión mecánica producen, sobre piezas metálicas, superficies con deformación plástica y, al hacerlo, ocluyen, inevitablemente, cantidades no despreciables de materiales extraños, determinando, en muchos casos, la no idoneidad del tratamiento por contaminación de las capas superficiales del material.
Se conocen asimismo sistemas de pulido mediante tratamientos galvánicos, en los que las piezas metálicas a tratar se sumergen en un líquido electrolito y sin partículas sólidas como ánodos, conocidos como electropulidos.
Dichos procesos tienen la ventaja de que producen superficies libres de la contaminación superficial de los procesos abrasivos exclusivamente mecánicos anteriormente expuestos. Ahora bien, el efecto nivelador sobre asperezas del orden de más de unas pocas mieras que se consigue es, en muchos casos, insuficiente y por ello dichos tratamientos se utilizan mayormente como acabado de procesos previos de abrasión mecánica. Existen, además, procesos galvánicos en los que se sumergen las piezas metálicas a tratar en un líquido electrolito que contiene cuerpos sólidos (partículas) que se mueven libremente en su seno.
Los electrolitos desarrollados para dichos procesos producen capas anódicas más gruesas que en el caso de los procesos galvánicos sin partículas, de modo que al ¡nteraccionar mecánicamente las partículas contenidas con la capa anódica, se produce un alisado eficaz sobre rugosidades de hasta un milímetro.
Sin embargo, tanto en un caso como en el otro, los procesos galvánicos utilizados hasta el momento producen, en muchos casos, defectos en forma de picaduras o de superficies con escalones relacionados con la estructura y composición cristalina del metal a tratar, quedando su uso, en muchos casos, restringido a piezas que, por su composición (aleación) y tratamiento de moldeo y conformación, hayan demostrado de una manera empírica que puedan ser tratadas sin presentar dichos defectos de un modo inaceptable.
El objetivo de la presente invención es, pues, desarrollar un mejorado sistema de alisado y pulido de piezas metálicas que sea efectivo y evite los inconvenientes y problemas anteriormente descritos, debiendo señalarse que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro procedimiento de dicho tipo o invención similar que presente sus mismas características, según se reivindican.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y los cuerpos sólidos eléctricamente conductores para llevar a cabo dicho proceso que la invención propone se configuran, pues, como una novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que los distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan la presente descripción.
Concretamente, lo que la invención propone, como se ha señalado anteriormente, es, por una parte, el proceso para alisado y pulido de piezas metálicas, por ejemplo piezas metálicas para prótesis dentales, pero sin que ello suponga una limitación, basado en el transporte iónico que, de manera innovadora, se lleva a cabo con cuerpos sólidos libres (partículas) que son eléctricamente conductores en un entorno gaseoso y, por otra parte, dichos cuerpos sólidos, consistentes en partículas de formas variadas con porosidad y afinidad para retener una cantidad de líquido electrolito de manera que presentan conductividad eléctrica. Más específicamente, el proceso de la invención prevé las siguientes etapas:
- Las piezas a tratar se conectan al polo positivo (ánodo) de un generador de corriente
- Una vez sujetas, las piezas a tratar se someten a la fricción con un conjunto de partículas constituidas por cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores cargados con carga eléctrica negativa en un entorno gaseoso, por ejemplo aire.
La fricción de las piezas con las partículas puede realizarse por ejemplo mediante un chorro de partículas impulsadas por gas o expelidas de un mecanismo centrífugo o bien mediante un sistema con cepillos, escobillas o cualquier otro elemento impulsor adecuado capaz de mover y presionar las partículas sobre la superficie de la pieza.
En una realización preferente las piezas se introducen dentro de un recipiente con un conjunto de partículas que están en contacto entre ellas y con el polo negativo (cátodo) del generador de corriente. En esta situación las piezas son movidas en relación al conjunto de partículas, por ejemplo, siguiendo un movimiento circular.
Por su parte, las partículas que constituyen estos cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores presentan una forma y dimensión variables, que es lo adecuado para alisar las asperezas de las piezas a tratar, siendo, en cualquier caso, más grandes que la rugosidad a eliminar.
Además, las partículas poseen porosidad y afinidad para retener una cantidad de líquido electrolito, de manera que presentan una conductividad eléctrica que es lo que las hace eléctricamente conductoras.
Conviene destacar que la cantidad de líquido electrolito retenido por las partículas está siempre por debajo de la cantidad de saturación, con lo cual se evita de manera expresa dejar líquido libre sobre la superficie de las partículas.
Preferentemente, la composición del líquido electrolito para pulir, por ejemplo, aceros inoxidables es H20 : 90 - 99% HF : 10 - 1 % De este modo, las partículas, al friccionar las piezas a pulir, determinan de una manera muy precisa las zonas del relieve donde se produce substracción de metal de forma iónica.
La principal ventaja es que, a diferencia de los procesos que contienen líquidos electrolitos con cuerpo sólidos libres, el proceso que la presente invención propone es capaz de alisar y pulir prácticamente cualquier aleación metálica sin producir efectos debidos a ataques irregulares de la superficie.
Como se ha señalado en apartados anteriores, a menudo, utilizando electrolitos con cuerpos sólidos libres, aparecen picaduras y escalones sobre la superficie de las piezas tratadas, siendo esto reflejo de diferencias intrínsecas de composición y características entre distintas zonas de su estructura cristalina.
En el proceso de la presente invención, las partículas cargadas de líquido electrolito friccionan en la masa de las piezas a tratar. En régimen estacionario del proceso, en cada momento, existe una diversidad de situaciones eléctricas de las partículas.
Así, en un extremo, existe el caso de partículas ejerciendo de "puente" eléctrico, por contacto directo con otras partículas, entre las piezas y el cátodo.
En este caso, la partícula que contacta la pieza expele una determinada cantidad de líquido electrolito mojando la zona de la superficie de la pieza y ejerce un efecto electroerosivo.
Los productos de esta electroerosión (sales) existen localmente en dicha zona. En otro caso extremo, existen partículas que contactan con la superficie de la pieza de manera aislada y después de un tiempo máximo sin haber contactado otras partículas.
En este caso, la partícula que contacta con la pieza absorbe los restos (sales) de acciones electroerosivas anteriores, producidos por otras partículas.
Y, aún en otro caso extremo, el proceso sería el de que, al trabajar utilizando velocidades de desplazamiento relativo, pieza-partículas, suficientemente elevadas y aplicando al mismo tiempo una tensión eléctrica suficiente, se maximiza la posibilidad de que un número significativo de partículas incidan sobre la superficie de las piezas de forma aislada y dotadas, al mismo tiempo, de carga eléctrica suficiente para provocar una electroerosión efectiva. Además, entre estos tres casos extremos existe también una diversidad infinita de casos intermedios.
Por tanto, la alta eficacia y precisión del proceso se explica por la sucesión rápida, a régimen estacionario, de los contactos de las partículas con las piezas.
El transporte iónico, ánodo-cátodo, necesario para asegurar un comportamiento estable del proceso se produce por difusión a través de las citadas partículas.
Además, también se puede producir, en determinado grado, un transporte ánodo-cátodo del conjunto de partículas que contribuye al transporte iónico.
El proceso, de manera expresa, también manifiesta una notable capacidad de alisado y pulido regular a diversas escalas dimensionales.
Así, por ejemplo, para partículas esféricas de diámetros comprendidos entre 0,3 y 0,8 mm, y velocidad promedio tangencial del conjunto de partículas respecto de las piezas a pulir del orden de 1 a 3 m/seg, se obtiene, a escala de mm2, es decir, sobre cada milímetro cuadrado de la superficie expuesta de las piezas a tratar, un acabado especular con rugosidades de pocos nanómetros. Dichas partículas esféricas son preferentemente de un copolímero estireno-divinilbenceno sulfonado y con una estructura macroporosa.
A su vez, evaluando la cantidad de metal substraído entre zonas a centímetros de distancia, se constata una gran homogeneidad.
Es decir, el proceso de la invención posee la capacidad de nivelar o "ecualizar" hasta cierto punto la acción de un gran número de contactos (de cada partícula), a pesar de realizarse (los contactos) entre un rango muy amplio de circunstancias.
Es también muy importante tener en cuenta que el proceso de la invención permite ajustar los parámetros de todos los elementos que intervienen, es decir, voltaje, promedio de velocidad tangencial, contenido de líquido electrolito, conductividad y composición química de dicho liquido electrolito, relación porcentual entre partículas y gas circundante.
Al hacer dicho ajuste de manera adecuada y expresa, se consigue, a escala dimensional centimétrica, limitar el efecto electroerosivo sobre las partes relativamente expuestas y protuberantes de las piezas en relación a las partes más escondidas.
Sobre las partes protuberantes, la velocidad tangencial promedio local de las partículas es más alta que sobre las partes escondidas.
Y, al estar los parámetros mencionados debidamente ajustados, sucede que la media de los tiempos de contacto individuales (de cada partícula), sobre las zonas protuberantes es inferior a la media de los tiempos de contacto sobre las zonas escondidas, produciendo un rendimiento electroerosivo inferior en las zonas protuberantes al producido en las zonas escondidas.
Ello es debido a que, para que haya un transporte iónico del metal de las piezas, primeramente se debe polarizar cada zona de contacto hasta un cierto valor "umbral", lo cual exige tiempo y el proceso, al poder ajustarse debidamente, permite hacer que este tiempo necesario de polarización trabaje en el sentido de igualar resultados a escala dimensional centimétrica.
El bajo rendimiento relativo de los contactos individuales sobre partes protuberantes se ve compensado por el mayor número de ellos por unidad de tiempo y por unidad de superficie.
El descrito proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y los cuerpos sólidos eléctricamente conductores para llevar a cabo dicho proceso consisten, pues, en innovaciones de características desconocidas hasta ahora para el fin a que se destinan, razones que unidas a su utilidad práctica, les dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de una hoja de planos en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1 .- Muestra una representación esquemática de los principales elementos que intervienen en el proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, objeto de la invención;
la figura número 2 - Muestra una representación esquemática de una partícula conformante de los cuerpos sólidos que presenta el proceso, según la invención, apreciándose su configuración porosa y capacidad de retención de líquido electrolito que la hace eléctricamente conductora; la figura número 3.- Muestra una representación esquemática de una porción de superficie rugosa de la pieza a tratar y varios ejemplos de las posibles formas que pueden presentar las partículas utilizadas en el proceso, apreciándose, de una manera simbólica, la diferencia de dimensión entre éstas y el tamaño de las rugosidades; y finalmente las figuras número 4 y 5.- Muestran sendos esquemas similares al representado en la figura 1 , que dibujan respectivos momentos del proceso, siendo el de la figura 4 el caso en que un grupo de partículas forma un puente eléctrico de contacto directo entre el ánodo y el cátodo, y la figura 5 otro caso en que las partículas rozan la superficie de la pieza de una manera aislada. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede apreciar cómo, en una realización preferida del proceso de la invención, las piezas (1 ) metálicas a tratar se sujetan mediante un elemento de sujeción (2), también metálico, consistente en ganchos, pinzas, mordazas, u otros, a un brazo móvil (no representado) de un dispositivo que puede realizar un movimiento orbital en torno a un eje y en un plano y, a la vez, puede realizar un movimiento de desplazamiento rectilíneo y alternativo en el plano perpendicular al orbital, representados mediante líneas de flecha en la figura 1.
Las piezas (1 ) así sujetas y con el mencionado movimiento orbital y de desplazamiento lineal alternativo desactivado, se introducen, por la parte superior, en un recipiente (3) del dispositivo que contiene un conjunto de partículas (4) eléctricamente conductoras y el aire o cualquier otro gas ocupando el espacio (5) de su entorno intersticial existente entre ellas, de tal manera que las piezas (1 ) quedan completamente cubiertas por dicho conjunto de partículas (4). Preferentemente, la forma del recipiente (3) es la de un cilindro con el extremo inferior, o base, cerrado y el extremo superior abierto.
En cualquier caso, el elemento de sujeción (2) está conectado al ánodo o polo positivo de un generador de corriente eléctrica (no representado) previsto en el dispositivo mientras que el recipiente (3), o bien directamente por ser metálico, o bien a través de un anillo previsto al efecto, se conecta al polo negativo de dicho generador actuando de cátodo
Lógicamente, el dispositivo asegura firmemente el cilindro que conforma el recipiente (3) de manera que evita su desplazamiento al activase el movimiento orbital y el desplazamiento lineal alternativo del elemento de sujeción (2) de las piezas (1).
Por último, conviene destacar que la amplitud del movimiento del elemento de sujeción (2), otorgada por el mencionado brazo del dispositivo no representado, y las dimensiones del recipiente (3) que contiene las partículas (4) es tal que, en ningún caso sea posible que las piezas (1) a tratar ni cualquier parte conductora de dicho elemento de sujeción (2) contacten directamente con las paredes del recipiente o, en su caso, el anillo que actúa de cátodo.
Atendiendo a la figura 2 se observa cómo las partículas (4) que constituyen los cuerpos sólidos eléctricamente conductores libres del proceso, según la invención, son cuerpos sólidos con porosidad y afinidad para retener una cantidad de líquido electrolito para que presenten conductividad eléctrica, estando dicha cantidad de líquido electrolito retenido por las partículas (4) siempre por debajo de la cantidad de saturación, de modo que se evita de manera expresa la existencia de líquido libre sobre la superficie de las partículas. Preferentemente, la composición del líquido electrolito para pulir, por ejemplo, aceros inoxidables, es H20 : 90 - 99% HF : 10 - 1 %
Por otra parte, como muestran los ejemplos de la figura 3, las partículas (4) son cuerpos que presentan una forma y dimensión variable, adecuada para alisar las asperezas de la superficie de las piezas (1 ) a tratar y preferentemente más grandes que la rugosidad a eliminar de dicha superficie.
Por último, en las figuras 4 y 5 se ha representado dos ejemplos de caso extremo del proceso por el que se consigue el alisado y pulido de las piezas (1 ) a través del contacto entre las partículas (4) eléctricamente conductoras y la superficie de la pieza (1 ) a tratar, mostrando la figura 4 el caso en que un grupo de partículas (4) constituye un puente eléctrico de contacto directo entre el ánodo, a través del elemento de sujeción (2) en contacto con la pieza (1) metálica, y el cátodo, a través del recipiente (3), y la figura 5 el caso en que las partículas (4) rozan la superficie de la pieza (1) de manera aislada, tal como se ha explicado en apartados anteriores.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otros modos de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres que, comprendiendo la conexión de las piezas (1 ) a tratar al polo positivo (ánodo) de un generador de corriente caracterizado porque comprende una etapa:
- de fricción de la pieza (1 ) con un conjunto de partículas (4) constituidas por cuerpos sólidos libres eléctricamente conductores cargados con carga eléctrica negativa en un entorno gaseoso.
2. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende una etapa:
- de introducción de las piezas (1), dentro de un recipiente (3), a fricción con un conjunto de partículas (4) las cuales se encuentran incorporadas en dicho recipiente (3) y contactan eléctricamente con el polo negativo (cátodo) del generador de corriente.
3. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, según la reivindicación 2, caracterizado porque el contacto eléctrico de las partículas (4) con el polo negativo del generador de corriente se lleva a cabo a través del recipiente (3) que actúa de cátodo al estar conectado directamente a dicho polo negativo del generador.
4. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el contacto eléctrico de las partículas (4) con el polo negativo del generador de corriente se lleva a cabo a través de un anillo que actúa de cátodo previsto en el recipiente (3).
5. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la fricción entre las piezas (1) a tratar y las partículas (4) la realiza el movimiento de dichas piezas (1) determinado por la acción que crea el dispositivo al que está asociado el elemento de sujeción (2) en que se fijan dentro del recipiente (3).
6. - Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, según la reivindicación 5, caracterizado porque el movimiento que realiza el dispositivo es un movimiento orbital entorno a un eje y en un plano y, a la vez, un movimiento de desplazamiento rectilíneo y alternativo en el plano perpendicular al orbital.
7.- Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el entorno gaseoso que ocupa el espacio (5) intersticial existente entre las partículas (4) dentro del recipiente (3) es, preferentemente, aire.
8. - Cuerpos sólidos para llevar a cabo un proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico, según lo descrito en las reivindicaciones 1 a
7. caracterizados porque consisten en cuerpos sólidos eléctricamente conductores constituidos por partículas (4) con porosidad y afinidad para retener una cantidad de líquido electrolito para que presenten conductividad eléctrica.
9. - Cuerpos sólidos, según la reivindicación 8, caracterizados porque la cantidad de líquido electrolito retenido por las partículas (4) está siempre por debajo de la cantidad de saturación, evitando la existencia de líquido electrolito libre sobre la superficie de las mismas.
10. - Cuerpos sólidos, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizados porque las partículas (4) presentan unas dimensiones mayores que la rugosidad a eliminar de la superficie de las piezas (1) a tratar.
1 1 . - Cuerpos sólidos, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizados porque la composición del líquido electrolito para pulir es H20 : 90 - 99% HF : 10 - 1 %.
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