Elektrochemisches Polieren: Das Geheimnis einer brandneuen Metalloberfläche

In der modernen industriellen Produktion hat die Oberflächenqualität von Metallmaterialien einen wesentlichen Einfluss auf die Leistung und die Lebensdauer von Produkten. Als fortschrittliche Technologie zur Behandlung von Metalloberflächen wurde in vielen Bereichen mit ihren einzigartigen Vorteilen häufig ein elektrochemisches Polieren eingesetzt. In diesem Artikel werden die Prinzipien, der Prozessfluss und die Anwendungseffekte des elektrochemischen Polierens auf verschiedenen Metallmaterialien tief untersucht und es mit traditionellem mechanischem Polieren verglichen, um seine erheblichen Vorteile aufzudecken.

Prinzip des elektrochemischen Polierens

Das elektrochemische Polieren ist ein Prozess, bei dem elektrochemische Reaktionen verwendet werden, um bestimmte Bereiche der Metalloberfläche selektiv aufzulösen, um den Zweck des Polierens zu erreichen. Während des elektrochemischen Polierprozesses dient das Metallwerkstück als Anode und das unlösliche Metall dient als Kathode. Beide Elektroden sind gleichzeitig in den Elektrolyten eingetaucht und ein Gleichstrom wird durchlaufen. Wenn der Strom durchläuft, bilden sich auf der Oberfläche des Werkstücks eine Schicht winziger Vorsprünge und Depressionen. Durch die Elektrolyse werden die Metallatome in den hervorstehenden Teilen bevorzugt gelöst, so dass die Oberfläche allmählich glatt und flach wird.

Das Prinzip des elektrochemischen Polierens basiert hauptsächlich auf den folgenden zwei Aspekten:

Elektrochemische Auflösung

• Während des Elektrolyseprozesses unterliegt die hervorstehenden Teile der Metalloberfläche aufgrund ihrer großen Stromdichte vorzugsweise Auflösungsreaktionen. Dies liegt daran, dass die elektrische Feldstärke der hervorstehenden Teile höher ist, was es den Metallatomen erleichtert, Elektronen zu verlieren und die Lösung zu betreten. Mit fortschreitender Elektrolyse werden die hervorstehenden Teile der Metalloberfläche allmählich gelöst, während die konkaven Teile relativ zurückgehalten werden, was die Oberfläche reibungsloser macht.

Bildung und Auflösung des Oxidfilms

• Während des elektrochemischen Polierprozesses bildet sich auf der Metalloberfläche ein dünner Oxidfilm. Die Bildung und Auflösung dieses Oxidfilms ist ein dynamisches Gleichgewichtsprozess. Die Bildung des Oxidfilms kann die weitere Auflösung des Metalls verhindern, während die Auflösung des Oxidfilms die neue Metalloberfläche freilegen kann, sodass es weiterhin an der elektrolytischen Reaktion teilnehmen kann. Durch die Steuerung der elektrolytischen Bedingungen kann das Gleichgewicht zwischen der Bildung und der Auflösung des Oxidfilms erreicht werden, wodurch der beste Polierenseffekt erreicht wird.

Elektrochemischer Polierprozess

Der elektrochemische Polierprozess enthält im Allgemeinen die folgenden Schritte:

Vorbehandlung

• Vorpolieren oder Polieren
  • Das elektrochemische Polieren gehört zur Kategorie des Feinpolierens, die die Oberflächenrauheit des Substrats um mehrere Ebenen aus der ursprünglichen Rauheit verringern kann. Je niedriger die ursprüngliche Rauheit des Substrats ist, desto heller die Oberfläche nach dem elektrochemischen Polieren. Um eine Oberfläche mit hoher Breite zu erhalten, werden einige Werkstücke mit relativ rauen Oberflächen am besten poliert, gerollt oder vorpoliert und dann elektrochemisch poliert. Für Substrate mit relativ hellen Oberflächen oder Werkstücken, die keine hohe Helligkeit erfordern, ist nicht erforderlich.
• Entfetten
  • Der größte Teil des Fetts, das bei der Verarbeitung des Substrats verwendet wird, ist Mineralöl. Im Gegensatz zu Pflanzenöl kann es nicht durch alkalische Seife entfernt werden. Es kann nicht durch gewöhnliche Natriumkarbonat- und Natriumcyanidlösungen entfernt werden. Insbesondere Teile, die im Voraus mit Polierpaste vorpoliert wurden, enthalten häufig Fett mit hohem Viskosität. Nach dem Waschen mit Benzin bleibt ein Ölfilm. Normalerweise wird zum Entfettungsmittel spezielle Wasserentfernungsmittel oder Polierpaste -Reinigungsmittel verwendet. Verwenden Sie für allgemeine Teile einfach eine entfettende Flüssigkeit, die ein geeignetes Tensid enthält.
• Rostentfernung
  • Wenn auf der Oberfläche des Werkstücks Rost vorhanden ist, ist eine Rostentfernung erforderlich. Im Allgemeinen wird die Wahlmethode verwendet. Das Werkstück ist in verdünnte Salzsäure oder Schwefelsäure eingetaucht und dann nach einem bestimmten Zeitraum nach dem Einweichen herausgenommen und mit sauberem Wasser gespült.

Elektrochemisches Polieren

• Das vorbehandelte Werkstück ist auf der Anode montiert und das unlösliche Metall wird als Kathode verwendet. Die beiden Elektroden sind gleichzeitig in den Elektrolyten eingetaucht und ein Gleichstrom wird weitergegeben. Die Zusammensetzung, Temperatur, Spannung, Strom und andere Parameter des Elektrolyten müssen entsprechend dem Material und den Anforderungen des Werkstücks eingestellt werden. Während des Elektrolyseprozesses werden die erhöhten Teile auf der Oberfläche des Werkstücks zuerst gelöst, und die Oberfläche wird allmählich glatt und flach.

Nachbehandlung

• Reinigung
  • Nach Abschluss des elektrochemischen Polierens wird das Werkstück aus dem Elektrolyten entnommen und in einem fließenden kalten Wassertank gewaschen, um die auf der Oberfläche verbleibende Polierflüssigkeit wegzuwaschen, um zu verhindern, dass die Oberfläche korrodiert wird.
• Neutralisation
  • Legen Sie das gewaschene Werkstück zur Neutralisation in ein Alkalibad, um die Spuren der Säure weiter zu entfernen.
• Trocknen
  • Das neutralisierte Werkstück wird in einem kalten Wassertank gewaschen, um das Restalkali auf der Oberfläche zu entfernen, so dass die Oberfläche des Werkstücks neutral und dann getrocknet ist.

Auswirkungen des elektrochemischen Polierens auf verschiedenen Metallmaterialien

Edelstahl

• Es kann einen chromreichen Oxidfilm auf der Oberfläche von Edelstahl bilden, um seine Oberflächenkorrosionsbeständigkeit zu verbessern.
• Verflachten Sie die Oberfläche des Werkstücks mikroskopisch, verringern Sie die Oberflächenrauheit und lassen Sie die Edelstahloberfläche einen gleichmäßigen, glatten und hochhellen Spiegeleffekt aufweisen.
• Entfernen Sie Grat und Kratzer von der Oberfläche von Edelstahl, um die Oberflächenqualität und die Ästhetik zu verbessern.
• In den Feldern der Pharmamaschinen, medizinische Geräte, Lebensmittelmaschinen usw. können elektrochemisch polierte Werkstücke aus rostfreiem Stahl die Anforderungen der Hygiene- und Korrosionsbeständigkeit erfüllen.

Kupfer

• Entfernt den Oxidfilm und den Schmutz auf der Kupferoberfläche effektiv und lassen die Kupferoberfläche mit einem hellen metallischen Glanz.
• Verbesserung der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit von Kupfer und Verbesserung der Verarbeitungsleistung.
• In den Bereichen Elektronik und Elektrotechnik können elektrochemisch polierte Kupfermaterialien die Anforderungen an hohe Präzision und hohe Leistung erfüllen.

Nickel

• Es kann einen dichten Oxidfilm auf der Nickeloberfläche bilden, um seine Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
• Reduzieren Sie die Rauheit der Nickeloberfläche, um sie glatter und flacher zu machen.
• In den Bereichen Luft- und Raumfahrt, chemische Industrie usw. können elektrochemisch polierte Nickelmaterialien die Anforderungen der Korrosionsbeständigkeit und hoher Präzision erfüllen.

Wolfram

• Entfernen Sie Oxide und Verunreinigungen auf der Oberfläche von Wolfram, um die Oberfläche von Wolfram einen hellen metallischen Glanz zu ermöglichen.
• Verbessern Sie die Härte und den Tragwiderstand von Wolfram und verbessern Sie die Verarbeitungsleistung.
• In den Feldern von Schneidwerkzeugen, Formen usw. können elektrochemisch polierte Wolframmaterialien die Anforderungen einer hohen Härte und einem hohen Verschleiß Widerstand erfüllen.

Vergleich zwischen elektrochemischem Polieren und traditionellem mechanischen Polieren

Oberflächenqualität

• Das elektrochemische Polieren kann die Werkstückoberfläche auf mikroskopischer Ebene verflachten, die Oberflächenrauheit verringern und die Metalloberfläche einen gleichmäßigen, glatten und hochhellen Spiegeleffekt aufweisen.
• Traditionelles mechanisches Polieren kann die Werkstückoberfläche nur auf makroskopischer Ebene verflachten. Obwohl es auch die Oberflächenrauheit verringern kann, ist es schwierig, die Oberflächenqualität des elektrochemischen Polierens zu erreichen.

Korrosionsbeständigkeit

• Das elektrochemische Polieren bildet einen Oxidfilm auf der Metalloberfläche, der die Korrosionsbeständigkeit des Metalls verbessert.
• Das traditionelle mechanische Polieren bildet eine verhärtete Verformungsschicht auf der Metalloberfläche, und die Korrosionsbeständigkeit wird nicht wesentlich verbessert.

Oberflächenspannung

• Die Metalloberfläche nach dem elektrochemischen Polieren ist stressfrei.
• Das herkömmliche mechanische Polieren verursacht Spannung auf der Metalloberfläche und enthält Polierschuppen.

Geltungsbereich

• Das elektrochemische Polieren gilt für jedes Metallmaterial, insbesondere für harte Metallmaterialien, bei denen das elektrochemische Polieren einzigartige Vorteile hat.
• Das traditionelle mechanische Polieren ist schwer zu polieren, dass Hartmetallmaterialien effektiv polieren.

Produktionseffizienz

• Das elektrochemische Polieren hat eine schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit, eine hohe Produktivität, kann in Massenproduktion hergestellt werden und ist leicht zu automatisieren.
• Das herkömmliche mechanische Polieren hat eine langsame Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine geringe Produktivität, wodurch es schwierig ist, die Massenproduktion und -automatisierung zu erreichen.

Umweltleistung

• Das elektrochemische Polierprozess erzeugt Abwasser- und Abfallgas, im Vergleich zu dem durch herkömmlichen mechanischen Polieren erzeugten Staub hat das elektrochemische Polieren eine bessere Umweltleistung.

Fazit

Als fortschrittliche Technologie zur Behandlung von Metalloberflächen hat das elektrochemische Polieren viele erhebliche Vorteile. Es kann die Metalloberfläche auf Mikroebene aufweisen, die Oberflächenrauheit reduzieren, den Korrosionsbeständigkeit des Metalls verbessern und die Metalloberfläche einen gleichmäßigen, glatten und hochhellen Spiegel-Effekt aufweisen lassen. Im Vergleich zum herkömmlichen mechanischen Polieren hat das elektrochemische Polieren offensichtliche Vorteile von Oberflächenqualität, Korrosionsbeständigkeit, Produktionseffizienz usw. In der zukünftigen Entwicklung wird die elektrochemische Poliertechnologie weiterhin verbessert und innovativ sein, und sein Anwendungsbereich wird weiter expandieren, was mehr Beiträge zur Entwicklung der Industrieproduktion leisten wird.