Was ist eine Elektropoliermaschine?
Elektropoliermaschinen sind Maschinen, die Polierobjekte elektropolieren.
Der Gegenstand wird in den mit Polierflüssigkeit gefüllten Polierbehälter gelegt, wobei die Kathodenplatte im Polierbehälter geerdet ist. Die Anode wird an den zu polierenden Gegenstand angeschlossen und mit elektrischem Strom beaufschlagt, um das Polieren mit elektrischer Energie durchzuführen. Aufgrund seines Konstruktionsprinzips kann das elektrolytische Polieren nicht bei nicht leitfähigen Materialien angewendet werden.
Durch Elektropolieren können glatte und spiegelnde Oberflächen erzeugt werden, die mit physikalischen Polierverfahren nicht erreicht werden können. Bei chromhaltigen Werkstoffen kann sich auf der polierten Oberfläche ein passiver Film bilden, der eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.
Anwendungen von Elektropoliermaschinen
Durch Elektropolieren kann ein hoher Grad an Glätte erreicht werden, und durch die Bildung eines Passivfilms wird auch eine Korrosionsbeständigkeit erreicht. Umgekehrt kann es die Auswaschung von Verunreinigungen wie Metallionen aus dem Material verhindern, sodass es für Rohre, Lagerbehälter und andere Teile verwendet wird, wenn mit hochreinen, kontaminationsbeständigen Materialien gearbeitet wird.
Besonders beliebt sind Ventile, Rohrleitungen, Teile und Behälter, die in der Halbleiterfertigung eingesetzt werden, da sie mit Rohgasen und Chemikalien in hochreinem Zustand versorgt werden müssen.
Aus ähnlichen Gründen werden sie auch in pharmazeutischen und lebensmittelverarbeitenden Betrieben, in medizinischen Geräten, in der chemischen Synthese und in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.
Funktionsweise von Elektropoliermaschinen
Wie bereits erwähnt, ist eine Elektropoliermaschine wie folgt aufgebaut: Beim Polieren wird zwischen der Kathodenplatte im Polierbehälter und der zu polierenden Anode über einen Elektrolyten (eine Flüssigkeit, die in einem polaren Lösungsmittel gelöste ionische Stoffe enthält) ein Gleichstrom angelegt, der die polierte Oberfläche anlöst und so den Poliervorgang auslöst.
Die konvexe Seite (die der Kathode zugewandte Seite) der polierten Oberfläche hat einen niedrigen Widerstandswert, sodass der Strom leicht fließt und die Auflösung bevorzugt voranschreitet, während die konkave Seite einen hohen Widerstandswert hat und der Strom nicht leicht fließt, so dass die Glättung voranschreitet. Gleichzeitig mit dieser Auflösung wird Chrom aus dem Inneren des zu polierenden Objekts herausgelöst. Der Chromanteil wird gleichzeitig mit der Auflösung oxidiert und bildet eine Chromoxidschicht (Passivfilm) auf der polierten Oberfläche.
Gleichzeitig werden auch Schmutz und Verunreinigungen, die an der zu polierenden Oberfläche haften, entfernt, sodass sich die polierte Oberfläche in einem äußerst sauberen Zustand befindet. Beim allgemeinen Polieren mit Schwabbeln und Schleifmitteln verbleibt eine große Menge an Schwabbel, Schleifkörnern, Schmutz und Verunreinigungen auf der polierten Oberfläche, während beim elektrolytischen Polieren eine sehr saubere polierte Oberfläche entsteht.
Darüber hinaus hinterlässt das physikalische Polieren eine restliche thermische Vorgeschichte und Polierspannung auf der polierten Oberfläche, was zu Verarbeitungsänderungen führt, während das elektrolytische Polieren keinen äußeren physikalischen Kräften unterliegt, so dass es zu keiner Veränderung des Materials kommt. Das Elektropolieren eignet sich nicht für das Polieren von Objekten mit komplexen Formen, aber es kann durch die Gestaltung der Form und Struktur der Kathodenplatte angepasst werden. Nach dem Polieren muss der Elektrolyt gründlich gereinigt und entfernt werden, daher ist bei der Nachbearbeitung Vorsicht geboten.
Weitere Informationen über Elektropoliermaschinen
1. Oberflächenbehandlung von rostfreiem Stahl mit Elektropoliermaschinen
Nichtrostender Stahl ist ein metallischer Werkstoff mit Rost- und Korrosionsschutz und Wärmebeständigkeit aufgrund der mehrere Nanometer dicken Passivierungsschicht, die sich auf seiner Oberfläche durch Bindung mit dem Sauerstoff der Atmosphäre bildet. Wenn jedoch der richtige Oberflächenzustand aufgrund von Bearbeitung, Oberflächenveredelung, Transport oder Lagerung nicht aufrechterhalten wird, bildet sich die Passivschicht nicht gleichmäßig aus, was zu fehlerhaften Produkten und anderen Problemen führt.
Das Elektropolieren ist ein Verfahren, das darauf abzielt, Verunreinigungen und Unebenheiten von der Oberfläche des rostfreien Stahls zu entfernen und eine Passivschicht mit hohen Eigenschaften zu bilden. In Elektropoliermaschinen für rostfreien Stahl wird die Oberfläche elektrochemisch aufgelöst und im Mikrometerbereich gereinigt, indem ein Gleichstrom durch den zu polierenden rostfreien Stahl als Anode in einer Elektropolierlösung geleitet wird.
Beim Elektropolieren werden bevorzugt die rauen Oberflächenkonvexitäten aufgelöst, wodurch die Oberflächenrauheit verringert und Defekte geglättet werden, die sich durch normales Polieren nur schwer entfernen lassen, wie z. B. Gratbeläge und durch Schleifen und Bearbeitung entstandene Hohlräume. Es handelt sich außerdem um ein sehr produktives Polierverfahren, da die Bearbeitungsmethode einfach ist und je nach Größe des Elektrolytbehälters große Mengen poliert werden können.
Passive Schichten haben einen ausgezeichneten Korrosionsschutz und eine hohe Wärmebeständigkeit, sind aber dünn und schwach, mit einer Dicke von nur wenigen Nanometern. Je glatter die Edelstahloberfläche, desto gleichmäßiger und haftender ist die Schicht. Das Elektropolieren ist ein wichtiges Verfahren zur Maximierung der Eigenschaften von nichtrostendem Stahl.
2. elektrolytische kombinierte Elektropoliermaschinen
Das kombinierte elektrolytische Polieren, bei dem physikalisches Polieren mit Schleifmitteln kombiniert wird, ist wirksam, wenn eine noch glattere Oberfläche als beim Elektropolieren erforderlich ist. Bei diesem Verfahren wird eine rotierende Polierscheibe als Kathode verwendet, und die Oberfläche des Werkstücks wird unter Durchleitung eines Elektrolyts und elektrischen Stroms einem bewegten Polieren unterzogen. Der Passivfilm auf der gewölbten Oberfläche wird mechanisch abgetragen und das Metall herausgelöst, wodurch eine glattere Oberfläche entsteht, als wenn elektrolytisches und mechanisches Polieren getrennt durchgeführt werden, und eine Rauheit in der Größenordnung von Nanometern erreicht werden kann.
Da nicht nur flache, sondern auch gekrümmte Oberflächen wie Rohre poliert werden können, findet es breite Anwendung bei Teilen für die Halbleiterherstellung, Rohrleitungen, Ventilen und medizinischen Geräten, die Präzision und Haltbarkeit erfordern.