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Elektropolitur

Elektropolitur

 

Unter Elektropolieren versteht man eine elektrochemische Behandlung, die zur Einebnung, Glänzen, Passivieren und zur Oberflächenveredlung einer metallischen Fläche führt, die ursprünglich matt und rau ist. Elektropolieren ist nach DIN 8580 den elektrisch abtragenden Fertigungsverfahren zugeordnet. Es ist die elektrochemische Abtragung einer Oberfläche als Folge des elektrischen Ladungsaustausches zwischen einem metallischen Werkstück und einem flüssigen Medium, dem Elektrolyten.

Im Prinzip handelt es sich beim Elektropolieren um einen umgekehrten galvanischen Prozess, wobei das Werkstück am Pluspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen wird (Anode). Unter Einwirkung des Gleichstromes löst der Elektrolyt Teile aus der Werkstoffoberfläche auf. Die Oberfläche wird geglättet, eingeebnet und passiviert.

Wesentliche Vorteile bzw. Besonderheiten des Elektropolierens von Werkstücken aus Edelstahl sind die Erzielung optischer und technischer Oberflächeneigenschaften. Entscheidendes Merkmal des Elektropolierens ist eine bevorzugte Abtragung der Rauheitsspitzen, die zunächst zu einer Verringerung der Mikro- Rauhigkeit und bei der Ausdehnung der Behandlungszeit auch zu einem Abbau der Mikro- Rauhigkeit führt.
Der bevorzugte Abbau von Materialspitzen bewirkt, dass Werkstückkanten einem schnelleren Abtrag unterliegen als die Oberflächen, wobei auch in Folge mechanischer Bearbeitung aufgetretene feine Grate beseitigt werden. Man spricht im die Falle von Entgraten durch Elektropolieren. Auch die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl wird durch das Elektropolieren günstig beeinflusst. Da die Korrosion von der Oberfläche eines Werkstoffes ausgeht und somit vom Zustand der Oberfläche abhängig ist, kommt der Größe der Oberfläche, insbesondere auch Mikrobereich, eine besondere Bedeutung zu. Hinzu kommt, dass mit dem Elektropolieren von Edelstahl ein Passivierungseffekt verbunden ist, weil dem Werkstück durch die anodische Schaltung besonders stark Sauerstoff angeboten wird. Die für die Korrosionsbeständigkeit unumgängliche Chromoxidschicht an der Oberfläche kann sich so voll und dicht ausbilden. Vom Standpunkt der Hygiene bieten elektropolierte Edelstahloberflächen große Vorteile, da auch Keime und Krankheitserreger bei der Reinigung und Passivierung beseitigt werden und die Entwicklung der Mikroorganismen wesentlich reduziert ist. Dies ist vor allem für den Einsatz in den öffentlichen Bereichen sowie in Krankenhäusern und bei der Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung.

Bei Elektropolieren sollten die Werkstücke folgende Voraussetzungen erfüllen:
- günstige Werkstückgeometrie - Schüttfähigkeit bei Massenteilen
- nicht zu dünne Wandstärken - einwandfreie Kontaktstellen zu Stromzuführung
- elektrisch gut leitende Oberflächen
- mechanisch gut vorgearbeitete Oberflächen

Zur vollständigen Befüllung von Hohlräumen mit Elektrolyt und zur nachfolgenden Entleerung sowie zur Abführung der während des Elektropolierens entstehenden Gase unter Vermeidung von Gastaschen sind zusätzliche Öffnungen oder Entlüftungsbohrungen anzubringen. Enge Spalte, Falze und Umbördelungen sind nur schwierig von eingedrungenen Säuren zu reinigen und daher möglichst zu vermeiden.
Der durch das Elektropolieren erfolgende Materialabtrag beträgt in der Regel 10 bis 30 µm und ist hinsichtlich Einhaltung von Toleranzen zu berücksichtigen bzw. gegebenenfalls durch geeignete Maßnahmen zu begrenzen.

Wesentlich für eine gute Elektropolitur ist eine gründliche Vorreinigung der Werkstücke. Besonders schädlich wirken sich Schmierstoffe und Oxidschichten bei Elektropolieren aus. Leichte Oxidschichten, wie z.B. Anlauffarben vom Glühen des Edelstahls, lassen sich leicht entfernen. Zunderrückstände müssen immer vor dem Elektropolieren beseitigt werden.
Das Elektropolieren von Edelstahl erfolgt überwiegend in Elektrolyten aus hochkonzentrierten Gemischen von Phosphorsäure und Schwefelsäure mit Zusätzen, die Glanz, Einebnungen und Wirkungsgrad verbessern. Die Elektrolyte greifen im Stromlosen Zustand den Edelstahl nicht an. Die meisten Elektrolyte zum Elektropolieren wurden in den USA und Frankreich entwickelt und zum Teil patentiert.
Der Wassergehalt dient zur optimalen Einstellung der Leitfähigkeit und Polierwirkung. Elektropolieranlagen sind in der Regel Tauchbäder mit Heizung, Kühlung und entsprechenden Stromarmaturen.
Die Stromversorgung erfolgt über einen stufenlos einstellbaren Gleichrichter. Die Badgrößen liegen bei etwa 10m Länge je nach Anwendungen. Nach dem Elektropolieren sind die Teile mit fließendem Wasser zu spülen und elektrolytfrei zu reinigen. Dies kann in mehreren Abschnitten erfolgen um alle Säurereste Rückstandslos zu entfernen.


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