ELEKTROKİMYASAL TAŞLAMA (ECG)
Elektrokimyasal taşlama ve elektriksel deşarjla işleme endüstride genelde birbirine karıştırılmaktadır. Elektrokimyasal taşlama bir elektrolit sıvının içindeki elektrik akımı pasajından doğan kimyasal etki ile metali kaldıran bir işlemdir. Bir deşarj işlemi değildir. Bu işlem bazen tam tersine elektriksel kaplama ile karşılaştırılır. Bakır kaplamada olduğu gibi iş parçası üzerinde metal biriktirme yerine metal çözünür ve iş parçasından kaldırılır. Metal deformasyona uğratılmaz, çözündürülür. Bununla birlikte elektrokimyasal taşlama aşındırıcı bir yardıma gerek duyar. Şekil 1’de elektrokimyasal taşlama işleminde kullanılan temel aparatlar görülmektedir.
Şekil 1. Elektrokimyasal Taşlama
Tüm elektrokimyasal işlemler bir DC güç kaynağına bağlanmış ve elektrolit adıyla bilinen elektriksel iletkenliğe sahip bir solüsyona daldırılmış iki elektrota gerek duyar. Elektrokimyasal taşlamada iş parçası pozitif elektrot (anot) ve elektriksel iletken aşındırıcı disk de negatif elektrottur. Elektrolit genelde tuzdur ya da kimyasal tuzların ve su içinde çözünen diğer katı maddelerin kimyasal bir karışımıdır. Bir lüle içinden iş parçasına ve diske kuvvetli bir akışla pompalanır.
Elektrik akımı elektrolitten geçerek iş parçası ile disk arasından akarken, iş parçasında yüzeydeki metalin bir metal okside dönüşmesine neden olan kimyasal bir reaksiyon oluşur. Bu yumuşak yüzeysel metal oksit diskteki aşındırıcılar tarafından süpürülür. Oksit film süpürülürken daha fazla metal yüzeyini kimyasal olarak oksitlenmeye maruz bırakır. İşlem oksit süpürüldüğü müddetçe devam eder. Süpürme işlemi durduğu anda kimyasal reaksiyon durur. Sonuç olarak iş parçasının sadece disk ile temas eden yüzeylerinde metal kaldırılır
Elektrokimyasal taşlama işleminde, elektrotlar arasındaki 0.013-0.08 mm’lik küçük boşluk yüzünden akım şiddeti oldukça yüksektir. İki elektrot, disk ve iş parçası esasen birbiriyle temas halindedir. Sonuç 500 A/cm 2 ’ye kadar yükselebilen akım yoğunluklarıdır (elektrotlar arasındaki cm 2 cinsinden temas yüzeyine düşen amper). Bu, 500 A’lik akımın doğal olması anlamına gelmez. Temas alanları genelde 1 cm 2 ’den çok daha küçüktür ve birçok metal, yüksek akım yoğunluklarına izin vermeyecek kadar az iletkendir. Disk ile iş parçası arasına 4-8 V’luk bir voltaj uygulandığında 120-240 A/cm 2 ’lik akım yoğunlukları oluşur. ECG’nin normalde düşük voltajlı (0-15 V) ve yüksek akımlı bir elektriksel işlem olduğunun anlaşılması önemlidir. ECG’de metal temelde elektrokimyasal işleme ile kaldırılırken yalıtkan parçacıkların mekanik hareketi toplam kaldırılan metal miktarının %5-10’u kadar ilave bir metali kaldırır.
Elektrokimyasal taşlamada kullanılan diskler elektriksel iletkenliğe sahip aşındırıcı diskler olmalıdır. Bir çok metal için reçine ile yapıştırılmış alüminyum oksit diskler tavsiye edilir. Elektriksel iletkenliğin sağlanması için reçine bakır içermektedir. Elektriksel direnç ihmal edilebilir olmalıdır. Aşındırıcının görevi ECG işleminin verimini arttırmak ve işlemin devamlılığını sağlamaktır. Oksit filmini süpürür, yalıtkan görevi görür ve elektrolit ile doldurulan bir çukur açar. Aşındırıcılar genelde alüminyum oksit, elmas ya da borazon gibi iletken bir malzemeden yapılırlar. Elektrotlar arasında 0.012-0.050 mm arasında yalıtkan bir boşluk oluştururlar. Eğer bu yalıtkan boşluk olmazsa kısa devre oluşur. Tungsten karpit gibi çok sert malzemeler için tavsiye edilen aşındırıcılar elmas ve borazondur.
Alüminyum oksit, elmas ya da borazon aşındırıcıların görevi kimyasal reaksiyon (oksit) ürünlerini iş parçası yüzeyinden süpürmek, elektrotların birbirine temas etmesini önlemek ve elektroliti temas yüzeyine iletmektir. Bu işlevleri yerine getirirken disk iş parçası ile temas etmelidir. Bu da bir miktar malzemenin aşındırıcı tarafından kaldırılmasına neden olur. İdealde, kaldırılan malzemenin sadece %5-10’u aşındırıcı tarafından sağlanır, gerisi elektrokimyasal etkinin sonucudur. Aşındırma etkisinin düşük olmasından dolayı disk ömrü geleneksel disklerin ömründen 8-10 kat daha uzundur.
Uygun ayarlarla ±0.030 mm’lik toleranslara ulaşılmıştır. ECG parametrelerinin son derece hassaskontrolüyle ±0.003 mm ya da 3 mikron’luk toleranslara ulaşmak mümkündür. Anot (iş parçası), üzerinden akım geçtiğinde çözünebilen iletken bir malzeme olmalıdır. Bu özellik iletken olmalarına rağmen çözünmeyen seramik ve kristallerin ECG ile işlenmelerini olanaksız kılar.
|
