Prinzip:
Das Prinzip des elektrolytischen Polierens beruht im Wesentlichen darauf:
Die von den Metallteilen abgelösten Metallionen bilden mit der in der Polierflüssigkeit enthaltenen Phosphorsäure einen Phosphatfilm, der an der Oberfläche der Metallteile adsorbiert ist. Dieser Film ist an den Erhebungen dünner und an den Vertiefungen dicker. Aufgrund der hohen Stromdichte an den Erhebungen löst er sich schnell auf. Durch das Fließen des Films verändern sich die konkaven und konvexen Bereiche kontinuierlich, und die raue Oberfläche wird allmählich geglättet.
Der Metallteil ist als Anode mit dem Pluspol der Gleichstromversorgung verbunden. Als Kathoden werden leitfähige, durch Elektrolyte korrodierte Materialien verwendet.
Ein elektrolytisches Bearbeitungsverfahren, das das Prinzip nutzt, dass die mikroskopischen Erhebungen auf der Metalloberfläche zunächst in einem spezifischen Elektrolyten und bei einer geeigneten Stromdichte anodisch aufgelöst werden, um eine Politur zu erzielen.
Wird die Stromzufuhr für eine gewisse Zeit (in der Regel einige Sekunden bis wenige Minuten) unterbrochen, lösen sich zunächst die kleinen Erhebungen auf der Oberfläche der Metallteile auf und bilden allmählich eine glatte, glänzende Oberfläche. Die Vorteile des elektrolytischen Polierens sind: ① Es entsteht keine metamorphe Schicht auf der polierten Oberfläche, es werden keine zusätzlichen Spannungen erzeugt, und die bestehende Spannungsschicht kann entfernt oder reduziert werden. ② Harte und weiche Materialien, dünnwandige, komplex geformte und kleine Teile sowie Produkte, die sich mechanisch nur schwer polieren lassen, können bearbeitet werden. ③ Die Polierzeit ist kurz, und es können mehrere Teile gleichzeitig poliert werden, was eine hohe Produktionseffizienz ermöglicht. ④ Die durch elektrolytisches Polieren erzielbare Oberflächenrauheit ist proportional zur ursprünglichen Oberflächenrauheit und kann im Allgemeinen um zwei Stufen verbessert werden. Aufgrund der geringen Vielseitigkeit, der kurzen Lebensdauer und der starken Korrosivität des Elektrolyten ist der Anwendungsbereich des elektrolytischen Polierens jedoch begrenzt. Die elektrolytische Politur wird hauptsächlich für Metallprodukte und -teile mit geringer Oberflächenrauheit eingesetzt, beispielsweise für Reflektoren, Edelstahlgeschirr, Dekorationsartikel, Injektionsnadeln, Federn, Klingen und Edelstahlrohre in medizinischen Geräten. Sie eignet sich auch zum Polieren bestimmter Formen (wie Bakelit- und Glasformen) und metallografischer Schleifscheiben.
Die elektrolytische Politur dient hauptsächlich der Oberflächenveredelung von Edelstahlwerkstücken. Edelstahlwerkstücke werden in die Serien 200, 300 und 400 unterteilt. Für jede Serie ist eine spezielle Polierflüssigkeit erforderlich. So benötigt man beispielsweise für Edelstahl der Serie 200 die entsprechende Formel, die nicht für Edelstahl der Serien 300 oder 400 geeignet ist. Dies stellt seit jeher ein großes Problem dar, da manche Hersteller Werkstücke aus Mischmaterialien anbieten, die sowohl Edelstahl der Serien 200 als auch 300 oder 400 enthalten.
Produktionsprozess für das elektrolytische Polieren:
①Aufhängen von galvanisierten Metallteilen.
②Elektrochemische Entfettung und Filmentfernung zur Erleichterung des elektrochemischen Polierens.
③ Zuerst mit heißem, dann mit kaltem Wasser abspülen. Bei Bedarf Ultraschall anwenden, um Öl, Rost, Säure usw. gründlich von der Oberfläche zu entfernen.
④ Elektrochemisches Polieren, um die Oberfläche des beschichteten Teils glatt und glänzend zu machen und die Haftfestigkeit der Beschichtung zu verbessern.
⑤ Spülen Sie das Werkstück in einem fließenden Kaltwasserbecken ab, um die auf der Oberfläche verbliebene Polierflüssigkeit zu entfernen und eine Korrosion der Oberfläche zu verhindern.
⑥ Zur weiteren Entfernung der Säurespuren in einem Alkalibad neutralisieren.
⑦In einem umlaufenden Kaltwassertank waschen, um die auf der Oberfläche verbliebenen Alkalien zu entfernen und sie zu neutralisieren.
⑧Einige Sekunden in schwache Säure eintauchen, um die metallographische Struktur an der Oberfläche freizulegen und die chemische und physikalische Bindungsstärke der Oberfläche zu verbessern.
⑨Waschen Sie in einem Kaltwasserbad, um die Restsäure auf der Oberfläche zu entfernen und so eine Beeinträchtigung der Haftung zwischen der galvanisierten Schicht und dem Substrat zu vermeiden.
⑩Galvanisieren in einem Kupfergalvanisierungsbad, um eine Übergangsbeschichtung auf der Oberfläche des galvanisierten Teils zu erhalten.
Wirkung der elektrolytischen Politur:
Durch Elektropolieren lässt sich die Präzision verschiedener Messwerkzeuge verbessern und die Oberflächengüte von Produkten auf ein sehr hohes Niveau bringen. Insbesondere bei zuvor mechanisch polierten Teilen kann ein spiegelähnlicher Glanz erzielt werden, der für die Herstellung reflektierender Geräte wie Leuchten unerlässlich ist. Elektropolieren von Schneidwerkzeugen beseitigt die Verformungsschicht auf deren Oberfläche, erhöht die Oberflächengüte, verbessert die Arbeitsbedingungen der Schneidwerkzeuge, verlängert deren Standzeit und verhindert Defekte wie metallografische Gefügeverformung, Härteverlust und sogar Risse an der Werkzeugoberfläche, die nach dem mechanischen Schleifen und Polieren auftreten können. Nach dem Elektropolieren erfüllen Messwerkzeuge wie Mikrometer, Messschieber und Zylinderlehren die extrem hohen Anforderungen an Oberflächengüte und Genauigkeit. In der Medizintechnik ist das elektrolytische Polieren ein ideales Verfahren zum Schärfen von Nahtnadeln und chirurgischen Instrumenten aus Edelstahl. Für bestimmte Spezialanlagen lassen sich durch Elektropolieren Thorium-, Niob- und Urandrähte mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern und hoher Oberflächengüte herstellen, die mit Ziehverfahren nur schwer zu erreichen sind. Ihr metallischer Glanz behält auch nach längerer Lagerung ihren Glanz. Elektropolieren findet zudem breite Anwendung bei der Herstellung metallografischer Schleifscheiben. Die Praxis hat gezeigt, dass sich die Oberflächengüte von Teilen mit geringer Ausgangsgüte durch Elektropolieren in der Regel um ein bis zwei Stufen verbessern lässt; bei hoher Ausgangsgüte sind Verbesserungen um zwei bis drei Stufen möglich.
Durch Elektropolieren lassen sich auch einige mechanische Beschädigungen an der Metalloberfläche beseitigen. Im Vergleich zum mechanischen Polieren ist die Oberfläche nach dem Elektropolieren spannungsfrei. Allerdings eignet sich das Verfahren nicht für zu raue Oberflächen.
Dieses Verfahren wird häufig angewendet, um die Oberflächenbeschaffenheit von Aluminium und seinen Legierungen, Kohlenstoffstahl, Edelstahl und anderen Nichteisenmetallen zu verbessern, um den Anforderungen bestimmter Betriebsbedingungen der Bauteile gerecht zu werden (z. B. die Notwendigkeit, den Oberflächenreibungskoeffizienten zu reduzieren, eine präzise Toleranzanpassung zu erfordern usw.) und um das dekorative Erscheinungsbild von Metallprodukten zu verbessern.
Eine glänzende Oberfläche lässt sich durch Verlängerung der Polierzeit, Erhöhung der Poliertemperatur und der Stromdichte erzielen.
Beim Elektropolieren wird nur sehr wenig Metall abgetragen. Gemessen an der Oberflächenbeschaffenheit nach dem Polieren liegt die Polierschichtdicke üblicherweise zwischen 2,5 und 65 μm.
Rolle und Vorteile des elektrolytischen Polierens:
1. Verbesserung der Oberflächengüte: Durch elektrolytisches Polieren lassen sich Oxidschichten, Öl und Verunreinigungen auf der Metalloberfläche effektiv entfernen, wodurch die Oberflächengüte verbessert wird.
2. Erhöhung der Oberflächenhelligkeit: Die polierte Metalloberfläche weist eine höhere Reflektivität und einen höheren Brechungsindex auf, wodurch die Helligkeit der Oberfläche erhöht wird.
3. Beseitigung von Oberflächenfehlern: Durch elektrolytisches Polieren lassen sich Kratzer, Dellen und andere Defekte auf der Metalloberfläche beheben, wodurch die Oberfläche glatter wird.
4. Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit: Die polierte Metalloberfläche ist glatter, was die Korrosionsbeständigkeit verbessert.
5. Verbesserung der Oberflächenqualität: Durch elektrolytisches Polieren lässt sich die Gesamtqualität des Erscheinungsbildes von Metallprodukten verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte auf dem Markt steigern.
Anwendung des Elektropolierens in verschiedenen Bereichen:
1. CNC-Bearbeitung: Elektropolieren wird häufig zur Oberflächenbehandlung verschiedener Metallwerkstoffe wie Stahl, Aluminium, Kupfer usw. eingesetzt.
2. Automobilindustrie: Elektropolieren kann zur Herstellung und Instandhaltung von Automobilteilen wie Motorzylindern, Kurbelwellen usw. eingesetzt werden.
3. Luft- und Raumfahrtindustrie: Das Elektropolieren findet in der Luft- und Raumfahrtindustrie vielfältige Anwendung, beispielsweise bei Triebwerkschaufeln, Instrumententafeln in Flugzeugen usw.
4. Unterhaltungselektronikindustrie: Elektropolieren kann zur Herstellung und Montage von elektronischen Bauteilen wie Leiterplatten, Kondensatoren usw. eingesetzt werden.
5. Roboter- und Drohnenteile: Durch Elektropolieren wird die Oberfläche von Roboter- und Drohnenteilen geglättet und die Reibung zwischen den Teilen reduziert. Gleichzeitig kann die Genauigkeit der Teile verbessert werden; das Verfahren eignet sich daher für die Fertigung kundenspezifischer Präzisionsteile.
6. Medizinprodukte- und Medizintechnikteileindustrie: Wie bereits erwähnt, ist das Elektropolieren die ideale Bearbeitungsmethode für einige spezielle Medizinprodukte.
