Hvad er elektrolytisk polering af rustfrit stål
Elektrolytisk polering er en overfladeblegningsbehandling, hvor emnet af rustfrit stål er forbundet som anode, og en uopløselig leder anvendes som katode. Begge elektroder nedsænkes i en elektrolyt, jævnstrøm føres gennem cellen, og selektiv anodisk opløsning udjævner de mikroskopiske højdepunkter på emnets overflade. Resultatet er en progressiv stigning i overfladens lyshed, en reduktion i overfladeruhed og, fordi de mest belastede og mest kemisk aktive toppe opløses først, en overflade, der er renere og mere korrosionsbestandig end den originale møllefinish.
Processen bruges til hygiejniske rør og fittings til fødevarer, mejeriprodukter, farmaceutiske produkter og halvledere, til arkitektoniske og dekorative komponenter og til enhver rustfri del, der skal kombinere et lyst udseende med en lav partikelfrigivelse og let-ren overflade.
Den tyktflydende filmteori
Mekanismen for elektrolytisk polering forklares generelt af teorien om viskøs film. Metalioner, der frigives fra emnet, kombineres med komponenter i elektrolytten, især fosforsyre, for at danne en tyktflydende fosfatrig film, der klæber til overfladen, der poleres. Denne film er tyndere over de konvekse toppe og tykkere i de konkave dale, så den elektriske modstand er lavere ved toppene og højere i dalene. Fordi strømtætheden er højest ved toppene, opløses de hurtigere end dalene, og efterhånden som filmen flyder og fornyer sig selv ændres toppene og dalene, indtil den ru overflade er blevet jævnet. Den samme mekanisme forklarer det lyse, spejlagtige-lignende udseende af en korrekt poleret overflade.
Bad og procesparametre
| Parameter | Typisk rækkevidde | Effekt |
|---|---|---|
| Elektrolytbase | Blanding af fosforsyre og svovlsyre | Danner den viskøse film og leder strømmen |
| Syrekoncentration | Høj koncentration, afbalanceret for viskositet | Styrer filmtykkelse og opløsningshastighed |
| Temperatur | Cirka 50 til 80 grader Celsius | Højere temperatur fremskynder opløsningen |
| Strømtæthed | Omtrent 10 til 50 ampere per kvadratdecimeter | Under området sløves overfladen, over den kan der opstå grubetæring |
| Poleringstid | Et par minutter, indstillet af den nødvendige fjernelsesdybde | Længere tid fjerner mere materiale for en glattere overflade |
| Agitation | Kontrolleret elektrolytbevægelse | Fornyer filmen og forhindrer gastæppe |
Fordi fjernelseshastigheden afhænger stærkt af strømtætheden, har emnets geometri betydning: forsænkede områder og indre overflader ser en lavere strømtæthed end udsatte kanter, medmindre der anvendes en hjælpekatode. Dele med dybe fordybninger eller tætte indvendige radier har derfor brug for et dedikeret katodearrangement, hvis en ensartet finish er påkrævet.
Anode og katode materialer
Katoden og katodestængerne er normalt lavet af kobber i form af kobberstænger eller kobberrør, fordi kobber leder godt og modstår angreb i det sure bad. Når et rør bruges som katodebærer, skæres det til længden af elektrolysecellen plus en kvote på ca. 20 cm, så forbindelsen forbliver fri af elektrolytten. Katodepladen er lavet af bly og er fastgjort til katodestangen med pladelængden indstillet til cellehøjden plus ca. 10 cm og pladebredden valgt i henhold til cellelængden, almindeligvis i området 10 cm til 20 cm. Arbejdsemnet, som anode, skal understøttes på en kontakt, der fører den fulde strøm uden overophedning eller buedannelse, da en dårlig kontakt forårsager lokal afbrænding af overfladen.
Processekvens og kvalitetsresultater
En typisk sekvens er for-rengøring for at fjerne olie og formalingsrester, skylning, montering på anodefiksturen, elektrolytisk polering, skylning, neutralisering og tørring. Fordi processen opløser materiale i stedet for at udtvære det, fjerner den en kontrolleret mængde overflademetal og med det indlejrede fremmedlegemer, varmefarve og fine grater, uden at efterlade noget koldt-bearbejdet lag. En velkontrolleret proces giver en lys overflade med en lavere ruhedsværdi end mekanisk polering kan opnå på komplekse former, og den forbedrer også den passive tilstand af den rustfri overflade. Proceskontrol bør omfatte måling af strømtæthed, badtemperatur, behandlingstid og fjernelseshastighed, og de færdige dele bør kontrolleres for overfladeruhed, udseende og frihed for grubetæring eller kantangreb.
FAQ
Q: Hvad er forskellen mellem elektrolytisk polering og mekanisk polering?
Mekanisk polering udtværer og kulde bearbejder overfladen, mens elektrolytisk polering opløser den, så den når indvendige overflader og komplekse former og ikke efterlader noget koldt-bearbejdet lag.
Q: Hvad er teorien om viskøs film?
Det forklarer, at der dannes en fosfatrig tyktflydende film på emnet under polering, tyndere ved toppene og tykkere i dalene, så toppene opløses hurtigere, og overfladen bliver jævn.
Q: Hvilken strømtæthed bruges til polering af rustfrit stål?
Typisk i området fra ca. 10 til 50 ampere pr. kvadratdecimeter, med den nøjagtige værdi indstillet af badet og den nødvendige finish; for lav strøm sløver overfladen, og for høj strøm kan forårsage pitting.
Q: Hvilke materialer bruges til elektroderne?
Kobberstænger eller rør til katodestavene og blyplade til katodepladen, da begge modstår angreb i den sure elektrolyt.
Q: Hvorfor forbedrer elektrolytisk polering korrosionsbestandigheden?
Fordi det fjerner det mest aktive overflademateriale og enhver indlejret forurening, hvilket giver en renere, mere passiv og mere ensartet overflade end den originale finish.
Q: Hvilke industrier bruger elektrolytisk poleret rustfrit stål?
Fødevare- og mejeriforarbejdning, farmaceutisk og bioteknologisk udstyr, halvleder- og ultrarent vandsystemer og arkitektoniske eller dekorative rustfrie komponenter.
