DIY Elektropolieren

Um eine glänzende Metalloberfläche zu erzielen, ist es nicht notwendig, das Material zu lackieren. Sie können auf das Polieren des Metalls zurückgreifen, das als dekorative Form der Bearbeitung eines Teils nach der Beschichtung oder bei der Bearbeitung eines Produkts verwendet wird. Im einen Fall reicht es, das Metall mit einer Feile zu feilen, im anderen sollte die Oberfläche durch Elektropolieren zum Glänzen gebracht werden. Alle diese Manipulationen können unabhängig zu Hause durchgeführt werden..

Inhalt:

Zweck des Polierens

Metallteile haben eine zunächst glatte, glänzende Oberfläche. Aber es verblasst mit der Zeit und wird während des Betriebs zerkratzt. Bei versteckten Details spielt das Aussehen natürlich keine Rolle, aber wenn die Metalldetails sichtbar sind, sollten sie so aussehen, wie sie sollten. So sieht die glänzende Oberfläche aus, nachdem Sie das Metall poliert haben..

Das Metallpolieren soll auch die Glätte und Sauberkeit der Oberfläche von Metallteilen verbessern und Spuren vergangener Behandlungen – Unregelmäßigkeiten, Kratzer und Dellen – entfernen. Das Polieren der Teile erfolgt mit Schmirgelscheiben, Schleifpulver, spezieller Kalkpaste, Polierlösung oder Elektrolyt.

Die Oberflächen von Metallteilen werden nicht nur optisch ansprechend veredelt, sondern auch vor Rost, Korrosion durch Laugen und Säuren geschützt. Metalle wie Messing, Bronze und Kupfer eignen sich gut zum Polieren. Es wird nicht möglich sein, einen Edelstahl auf Hochglanz zu bringen, aber einen matten Glanz zu verleihen ist einfach.

Auf der Grundlage des Vorstehenden kann argumentiert werden, dass es zwei Arten des Polierens gibt – vorläufig und endgültig. Das vorläufige Polieren von Metallen dient zum mechanischen Entfernen von Unregelmäßigkeiten und das abschließende Polieren wird verwendet, um einen perfekt glatten und glänzenden Oberflächenzustand von Metalloberflächen zu erreichen und sie vor widrigen Umwelteinflüssen zu schützen.

Vorteile des Metall-Elektropolierens

Ein eigener Zweig des Polierens ist das Elektropolieren von Stahl. Das Verfahren wirkt sich günstig auf die physikalisch-chemischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Metalloberflächen aus, erleichtert das Tiefziehen und Stanzen bestimmter Metalle und erhöht auch deren Korrosionsbeständigkeit. Dies erklärt die weit verbreitete Anwendung des Elektropolierens in der Laborforschung von Metallen und in der Industrie..

Das Elektropolieren hat gegenüber dem mechanischen Polieren eine Reihe von Vorteilen in Bezug auf Einfachheit, Vielseitigkeit und Geschwindigkeit. Zum Beispiel ist Edelstahl mit mechanischen Methoden schwer zu polieren, da dies ein zeitaufwendiger und teurer Vorgang ist. Das Elektropolieren von Edelstahl dauert einige Minuten, ist ein kostengünstiges Verfahren und ermöglicht Ihnen eine Oberfläche mit besserem Reflexionsvermögen..

Elektropolieren reduziert die Verarbeitungszeit des Produktes im Vergleich zur mechanischen Technologie um fast das 5-fache, erhöht jedoch die Oberflächengüte nur um 1 – 2 Klassen. Mit dem mechanischen Polieren erreichen Sie höchste Oberflächenreinheit, jedoch ist das Elektropolierverfahren unverzichtbar bei der Bearbeitung von Produkten mit einem komplexen Profil mit inneren Hohlräumen, Teilen des Kraftstoffsystems von Dieselmotoren und Federn, die für die Bearbeitung unpraktisch und komplex geformt sind ..

Das Elektropolieren ist die beste Oberflächenvorbereitungsmethode vor dem Galvanisieren, da es die hohe Haftung der Schutzschicht auf dem polierten Substrat zeigt. Diese Technik dient der Bearbeitung von Teilen zur Verbesserung der Gleitfähigkeit von Materialien, die mit einer polierten Oberfläche in Kontakt kommen, zum Beispiel Fadenführer in Textilmaschinen, zum Schärfen von Schneidwerkzeugen bei der Herstellung von Messwerkzeugen..

Das Elektropolieren beseitigt zusätzlich zur Beseitigung arbeitsaufwendiger und schädlicher mechanischer Schleif- und Poliervorgänge die Schwierigkeiten, die durch die Härte oder Viskosität des polierten Produkts verursacht werden, und die Vorgänge des Entfettens von Produkten, die für das mechanische Polieren äußerst notwendig sind. Die hohe Leistungsfähigkeit des Verfahrens hängt nicht von der Härte des Metalls ab. Aluminium und weiches Rotkupfer, gehärteter Einsatzstahl und Hartmetallwerkzeuge sind gleichermaßen anfällig für elektrolytisches Polieren.

Der Nachteil ist der erhöhte Stromverbrauch. Einige Unannehmlichkeiten sind damit verbunden, dass fast jedes Metall eine eigene Elektrolytzusammensetzung benötigt. Die Dauer des Vorgangs beträgt je nach Stromdichte 20 – 30 Minuten. Normalerweise wird bei solchen Manipulationen eine Metallschicht entfernt, die eine Dicke von 2 – 5 Mikrometer hat..

Elektropolieren mit Rädern

Für Schleif- und Polierarbeiten werden üblicherweise spezielle Poliermaschinen mit einer beidseitig verlängerten Elektromotorwelle zur Fixierung des Polierwerkzeugs verwendet. Solche Maschinen verfügen über einen Regler, mit dem Sie die Rotationsfrequenz von Bürsten und Kreisen innerhalb erheblicher Grenzen einstellen können..

Polierscheiben

Produkte und Teile, die elektropoliert werden, sollten keine zu tiefen Spuren und Kratzer aufweisen, da diese mit dieser Technik nur sehr schwer und oft fast unmöglich zu entfernen sind. Denken Sie daran, je weicher das zu polierende Metall ist, desto einfacher ist es, die Schicht zu entfernen, aber desto schwieriger ist es, eine gleichmäßige Oberfläche zu erzielen. Es ist üblich, Hartmetall mit einem hohen spezifischen Druck auf die zu behandelnde Oberfläche zu polieren..

Als Polierscheiben werden Filzscheiben, Scheiben aus Leder, Woll- und Baumwollstoffen verwendet. Zum mechanischen Polieren werden Bürsten aus Borsten und Messing verwendet. Für ein solches Polieren werden zusätzlich Mischungen oder Suspensionen verwendet. Normalerweise werden zum Polieren von Metall zwei Kreise benötigt – eine Filzscheibe zum Grobpolieren und eine Stoffscheibe zum Feinpolieren..

Filzpolierscheiben zum Elektropolieren von Edelstahl oder Aluminium sind mehrere Filzschichten, die bis zu 4 Zentimeter dick sind, mit Klebstoff verbunden. Filzschichten werden bei der Herstellung einer Schleifscheibe fest aneinander gepresst und unter eine Presse gelegt.

Nachdem sie haften und der Kleber getrocknet ist, ist es üblich, in die Mitte des Kreises ein Loch zu bohren. Danach wird der Kreis mit zwei Muttern und Unterlegscheiben auf der Welle des Elektroschleifers befestigt. Eine solche Schleifscheibe lässt sich auch leicht im Bohrfutter einer Bohrmaschine oder Elektrobohrmaschine fixieren..

Eine Stoffscheibe kann aus Baumwolle, Stoff, Kattun oder Papier geschnitten werden, wonach die Lagen der Scheibe in mehreren Lagen zusammengenäht werden. Die genähten Kreise müssen zusammengeklebt werden, wobei 3-4 Zentimeter am Rand bleiben. Die Scheibe wird genauso auf das Bohrfutter des Bohrgerätes geschoben, wie die Filzscheibe befestigt wurde..

Der Arbeitsprozess

Drücken Sie eine Metalloberfläche gegen eine rotierende Scheibe, um zu Hause mit dem Elektropolieren zu beginnen. Beim Polieren wird empfohlen, die Lauffläche der Räder regelmäßig mit einer speziellen Poliermischung und in einer bestimmten Dosierung zu schmieren.

Denken Sie daran, dass der Kreis das Teil „fettet“, wenn ein Überschuss an Mischung vorhanden ist; wenn nicht genug Mischung vorhanden ist, nutzt sich der Kreis schnell ab und das Metall erhält nicht den gewünschten Glanz. Lassen Sie daher beim Schmieren von Polierscheiben etwa ein Viertel der Arbeitsfläche frei von Poliermittel..

Elastische Kreise müssen sich mit einer gewissen Kraftanstrengung drehen und gegen die Teile drücken, das polierte Teil selbst muss sich relativ zum Kreis frei bewegen. Das Elektropolieren mit Mischungen kann mit dem Ende oder dem Umfang des Kreises durchgeführt werden. Der Umzug von Produkten erfolgt direkt mit einem speziellen Gerät oder von Hand.

Die Rotationsfrequenz des Rades auf der Poliermaschine beträgt 2000-2800 Umdrehungen pro Minute. Poliermaschinen mit hoher Scheibengeschwindigkeit werden verwendet, wenn eine hohe Bearbeitungsqualität erforderlich ist. Um einen Spiegelglanz zu erreichen, wird das Elektropolieren von Aluminium bei niedrigeren Frequenzen durchgeführt..

Wenn die zu polierenden Produkte eine einfache Form haben – flach oder quadratisch, können Sie sie auf einer universellen elektrischen Maschine mit einer geraden Profilpolierscheibe bearbeiten. Für die grobe Bearbeitung sind harte und harte Räder gedacht, für feine – weiche.

Harte Räder polieren intensiv, verfetten aber schnell, insbesondere bei der Bearbeitung von weichen Bunt- und Edelmetallen oder deren Legierungen. Weichelastische Kreise sind bei Voroperationen wirkungslos und können sich bei starkem Druck auf das Werkstück verformen und abflachen.

Entfernen Sie die Scheibe regelmäßig vom Metallteil, um die Qualität der zu erzeugenden Politur zu beurteilen. Wenn das Aussehen des Metalls zu Ihnen passt und das Teil perfekt glatt, glänzend und gleichmäßig ist, können Sie den Vorgang abbrechen. Wiederholen Sie anschließend den Vorgang auf einer Lappenscheibe, die in der Lage ist, die Reste des Poliermittels von der Metalloberfläche zu entfernen..

Elektrochemisches Polieren

Elektrochemisches Polieren ist ein Verfahren, das durch chemische Reaktionen zwischen einem Werkstück und einem Elektrolyten unter Einwirkung von elektrischem Strom gekennzeichnet ist. Dieses Verfahren führt zu einer Verringerung der Rauheit und dem Aussehen eines Spiegelglanzes..

Mikro- und Makropolieren

Beim elektrochemischen Polieren wird das Werkstück, das als Anode mit dem Plus der Stromquelle verbunden ist, in ein Bad mit Elektrolyt gelegt. Die zweite Elektrode sind Kupferkathoden. Aufgrund der speziellen Zusammensetzung des Elektrolyten für das Elektropolieren und der geschaffenen Bedingungen (Bildung eines Films mit erhöhtem Widerstand) wird eine ungleichmäßige Auflösung registriert.

Zuallererst lösen sich die am meisten hervorstehenden Punkte auf, wodurch die Rauheit abnimmt und dann vollständig verschwindet und die Oberfläche des Teils glänzend und glatt wird. Die selektive Auflösung solcher hervorstehender Elemente erfolgt gleichzeitig mit der Erzielung von Glanz.

Das Entfernen großer Unebenheiten wird als Makropolieren bezeichnet, und das Auflösen kleiner Unregelmäßigkeiten wird als Mikropolieren bezeichnet. Wenn diese beiden Prozesse gleichzeitig ablaufen, wird die Metalloberfläche glatt und glänzend. Es gibt Situationen, in denen diese Eigenschaften nicht miteinander verbunden sind, dh Brillanz wird ohne Glätten erreicht und umgekehrt..

Beim elektrochemischen Polieren wird auf der Anodenoberfläche ein Hydroxid- oder Oxidfilm gebildet. Wenn es die Oberfläche gleichmäßig bedeckt, schafft es die Voraussetzungen für das Mikropolieren. Der äußere Teil eines solchen Films wird sich kontinuierlich im Elektrolyten auflösen..

Daher sind für ein erfolgreiches Verfahren Bedingungen erforderlich, bei denen ein Gleichgewicht zwischen den Bildungsraten des Oxidfilms und seiner chemischen Auflösung besteht, so dass die Filmdicke unverändert bleibt. Das Vorhandensein eines Films impliziert die Möglichkeit eines Elektronenaustauschs zwischen dem polierten Teil und den Elektrolytionen ohne die Gefahr einer Zerstörung durch einen aggressiven Elektrolyten des Metalls.

Das Makropolieren beruht auf dem Vorhandensein eines Anodenfilms, der in den Vertiefungen dicker und in den Rippen dünner ist. Ein solcher Film trägt zur schnellen Auflösung der Vorsprünge bei, da auf ihnen eine hohe Stromdichte erzeugt wird und der elektrische Widerstand über ihnen geringer ist als über verschiedenen Vertiefungen..

Die Effizienz des Anodenfilms steigt mit einer Erhöhung seines Innenwiderstands. Elektrolyte, die komplexe Salze oder Salze von schwach dissoziierenden Säuren enthalten, können den Widerstand des Anodenfilms erhöhen.

Elektrolyte und Lösungsmittel

Neben dem Anodenfilm wird der Ablauf des Elektropolierprozesses von anderen Faktoren beeinflusst, wie beispielsweise der Bewegung der Anode, die in einem mechanischen Rühren des Elektrolyten besteht. Bestimmte Elektrolyte können nur beim Erhitzen normal funktionieren. Als allgemeine Regel gilt: Eine Temperaturerhöhung kann die Neutralisationsgeschwindigkeit verringern und die Filmauflösungsgeschwindigkeit erhöhen..

Wesentliche Einflussfaktoren auf den Ablauf des elektrochemischen Poliervorgangs sind Spannung und Stromdichte. Abhängig vom zu verarbeitenden Metall und der Elektrolytzusammensetzung ist es üblich, mit Moden zu polieren, die verschiedenen Teilen der Kurve entsprechen. Beispielsweise wird das Kupferpolieren in Phosphorsäure im Grenzstrommodus ohne Bildung von Sauerstoff durchgeführt.

Am weitesten verbreitet sind Elektrolyte auf Basis von Schwefel-, Chrom- und Phosphorsäure. Um die Viskosität der Lösung zu erhöhen, werden Methylcellulose und Glycerin eingeführt. Als Ätzinhibitoren werden dem Elektrolyten üblicherweise Triethanolamin und Sulfoureid zugesetzt..

Zur Reinigung von Produkten nach dem Elektropolierverfahren werden üblicherweise Lösungsmittel verwendet, die auf der Basis von chlorierten Kohlenwasserstoffen hergestellt werden – Perchlorethylen und Trichlorethylen..

Diese Stoffe sind nicht brennbar, ihre Fähigkeit, Pasten und Fett aus Produkten zu entfernen, ist höher als die von Ethylalkohol oder Benzin. Die Produkte müssen in ein Bad gefüllt, mit einer weichen Haarbürste behandelt und in ein Gefäß mit erhitztem Ammoniak gefüllt werden, in dem Pastenrückstände und Fett entfernt werden..

Als alkalisches Reinigungsmittel werden Alkalien (Ätzkali, Ätznatron), Kali, Soda und Ammoniak verwendet. In den letzten Jahren werden Waschmittelzusammensetzungen auf Basis aller Arten von Tensiden immer beliebter. Bäder, bei denen der Reinigungsprozess im Ultraschallfeld durchgeführt wird, können erfolgreich eingesetzt werden, was die Produktivität und Qualität der Oberflächenreinigung deutlich erhöht..

Elektropolierbäder

Es ist üblich, spezielle Bäder zum elektrochemischen Polieren herzustellen. Denken Sie daran, dass sie besonders bei hohen Temperaturen sehr gesundheitsgefährdend sind. Für Polierprodukte aus Nichteisen- und Eisenmetallen, insbesondere aus Kohlenstoffstahl, ist der Universalelektrolyt am beliebtesten..

Seine Zusammensetzung ist wie folgt: Phosphorsäure (65%), Schwefelsäure (15%), Chromanhydrid (6%), Wasser (14%). Betriebsmodus: Temperatur ca. 70-90 Grad Celsius, Spannung bei 6-8 V, Anodenstromdichte ca. 40-80 A/dm2, Einwirkzeit 5-10 Minuten.

Das Elektropolieren von Edelstahl – Chrom-Nickel und Chrom-Nickel-Molybdän erfolgt üblicherweise in folgender Lösung: Phosphorsäure (65%), Schwefelsäure (15%), Chromanhydrid (6%), Glycerin (12%), Wasser (13%).

Der Betriebsmodus dieser Lösung: Die Temperatur beträgt etwa 45-70 Grad Celsius, die Anodenstromdichte liegt bei 6-7 A / dm2, der Spannungspegel beträgt 4,5-6 V. Das Teil wird 4 . in einem solchen Bad gehalten -30 Minuten: für gestanzte Produkte 4-6 Minuten, für Teile nach Wärmebehandlung oder Schweißen 10-12 Minuten, für gegossene sandgestrahlte Stahlprodukte – eine halbe Stunde.

Zum Polieren von Produkten aus Aluminium oder dessen Legierung wird ein bewährter Elektrolyt der folgenden Zusammensetzung verwendet: Phosphorsäure (65-70 %), Chromanhydrid (8-10 %), Wasser (20-27 %). Betriebsmodus: Temperatur von 70-80 Grad, in einer frisch zubereiteten Lösung sollte die Stromdichte 10-30 A / dm2 erreichen, in einer mit Salzen gesättigten Lösung – 10-20 A / dm2. Halten Sie den Gegenstand 5 Minuten oder länger aus.

Zum Elektropolieren von Duraluminiumteilen wird folgende Lösungszusammensetzung benötigt: Schwefelsäure (40%), Phosphorsäure (45%), Chromanhydrid (3%), Wasser (11%). Betriebsmodus: Temperatur innerhalb von 60-80 Grad Celsius, Anodenstromdichte auf dem Niveau von 30-40 A / dm2, Spannungsniveau 15-18 V, Belichtung – ein paar Minuten.

Wenn Sie also zu Hause Teile elektropolieren müssen, können Sie auf zwei Arten vorgehen – eine spezielle Ausrüstung mit einer Elektromotorwelle und Polier- und Schleifscheiben herstellen oder ein Polierbad ausstatten und den für diesen Fall erforderlichen Elektrolyten vorbereiten. Was ist näher – du entscheidest!

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