1.0 Uvod
Elektropoliranje je uklanjanje metala s površine obratka pomoću električne struje koja se provodi kroz otopinu elektrolita. Postupak koristi činjenicu da uzdignuta područja površine obratka privlače više energije od drugih površina kada su uvjeti povoljni. Kao rezultat toga, s tih područja bit će uklonjeno više materijala. Površine obratka su glatke i sjajne nakon elektropoliranja, što povećava privlačnost postupka. Elektropoliranjem se uklanjaju neravnine i materijal sa svih izloženih površina, osim ako nisu izolirane ili prekrivene.
Za razliku od mehaničkog poliranja, elektropoliranje ne zahtijeva nikakve posebne alate. Komponente su pričvršćene na anodnu stranu strujnog kruga, a katodne šipke suspendirane u otopini dovršavaju strujne krugove.
Mehaničko poliranje, za razliku od elektropoliranja, je postupak mehaničkog postizanja glatke i sjajne površine dijela. Mehaničko poliranje uklanja slojeve materijala s metalnih predmeta pomoću abrazivnih traka i kotača. Korišteni postupak varira ovisno o stanju izvornog materijala i željenoj završnoj obradi. Ovo je dugotrajan i nedosljedan postupak završne obrade metala koji zahtijeva kontrolu operatera.
2.0 Postupak mehaničkog poliranja
Brušenje, poliranje i glačanje su tri primarne faze u procesu mehaničkog poliranja i obično se izvode tim redoslijedom. Brušenje, općenito, omogućuje znatno snažnije glačanje od poliranja. Poliranje, kao i poliranje, mnogo je intenzivnija aktivnost glačanja.
2.1 Brušenje
Brušenje se obično koristi za dovršetak predmeta čija je geometrija prethodno utvrđena drugim procesima. Brusilice su namijenjene za brušenje ravnih površina, vanjskih i unutarnjih cilindara te konturnih oblika poput navoja. Za izradu konturnih oblika obično se koriste posebno oblikovani kotači s obrnutim oblikom od željene konture koji se daju projektu. U alatnicama se brušenje također koristi za oblikovanje geometrija alata za rezanje. Primjena brušenja raste kako bi, uz ove klasične, uključivala dodatne procese velike brzine i velikog uklanjanja materijala.
Brušenje se odvija na obodu ili licu brusnog kotača. Brušenje rubova znatno je rjeđe od brušenja čela. Za uklanjanje materijala koristi se rotirajući brusni kotač s abrazivnim česticama. Brusni kotač sastoji se od abrazivnih i ljepljivih čestica. Oblik i struktura kotača određeni su vezivnim sredstvom koje drži čestice zajedno. Bitna svojstva brusnog kotača određena su ovim dvama dijelovima, kao i načinom na koji su oblikovani.
2.2 Poliranje
Pomoću abrazivnih zrna povezanih s rotirajućim polirnim kotačem velike brzine, poliranje uklanja ogrebotine i neravnine te zaglađuje neravne površine. Kotači su izrađeni od raznih materijala, uključujući platno, kožu, filc, pa čak i papir, te su stoga vrlo prilagodljivi. Abrazivne čestice lijepe se za obod kotača.
Kotač se opskrbljuje novim zrnima kada se abrazivi istroše i potroše. Grubo poliranje se vrši granulacijom od 20 do 80, završno poliranje granulacijom od 90 do 120, a fina završna obrada granulacijom većom od 120.
2.3 Poliranje
Poliranje izgledom podsjeća na poliranje, ali služi drugačijoj svrsi. Poliranje je tehnika za stvaranje sjajnih površina. Kotači za poliranje izrađeni su od materijala sličnih polirajućim kotačima poput kože, filca i pamuka, ali su obično mekši. Abrazivi su izuzetno fini i nalaze se u polirnoj smjesi koja se utiskuje u vanjsku površinu kotača dok se okreće. Poliranje, s druge strane, zahtijeva da abrazivna zrna budu pričvršćena za površinu kotača. Abrazivne čestice moraju se redovito nadopunjavati. Poliranje se povijesno obavljalo ručno, međutim razvijeni su strojevi za automatizaciju procesa. Brzina se kreće od 2400 do 5200 metara u minuti.
2.4 Razmatranja mehaničkog poliranja
Mehaničko poliranje daje primjenama niske i visoke čistoće izvrstan profil površine. Mehaničko poliranje, s druge strane, ne samo da ne uklanja inkluzije, već ih i teže dubljem prodiranju u površinu, pa čak i pogoršava njihovo stanje nastojeći uhvatiti više abrazivnih čestica. Nadalje, proces mehaničke završne obrade uklanja nečistoće s komponenti i pruža sjajne površine. Elektropoliranje, s druge strane, rezultira potpuno bezličnom površinom. Otkriva pravu kristalnu strukturu metala bez deformacije uzrokovane hladnom obradom, koja je obično vidljiva kada se koriste metode mehaničke završne obrade.
3.0 Postupak elektropoliranja
Sljedeći procesni faktori uključeni su u elektropoliranje:
- Otopina elektrolita.
- Temperatura otopine.
- Vrijeme ciklusa.
- električni kontakt
- Gustoća struje.
- Lokacija Burra.
- Debljina neravnina.
Metalni dio će u procesu funkcionirati kao anoda, dok će drugi metalni dio djelovati kao katoda. Istosmjerno napajanje spaja katodu i anodu. Na površini metalnog obratka razvija se polarizirani sloj kada se na njega primijeni električna struja. Na površini metalnog dijela formiraju se metalni ioni koji moraju difundirati kroz sloj kako bi stvorili metalne soli. Učinci posvjetljivanja i izravnavanja u procesu pod utjecajem su čvrstoće i viskoznosti polariziranog filma.
Izbočine su više izložene elektrolitičkom djelovanju i imaju niži električni otpor od udubljenja jer je premaz tanji preko njih, a deblji preko metalnih udubljenja. Površinski materijal se brže otapa tamo gdje je film tanji, poput onih preko izbočina, nego tamo gdje je deblji, poput onih u udubljenjima. Metalne soli teku kroz polimerizirani anodni sloj i u otopinu elektrolita, gdje se ili otapaju, talože na katodi ili talože kao mulj.
Kao rezultat toga, otopine elektropoliranja mogu se klasificirati kao potpuno taložne, polutaložne ili netaložne.
Neravnine u dubokim rupama ili one prikrivene dizajnom obratka možda neće dobiti istu količinu "sile bacanja" od elektrolita ili električnog djelovanja kao izložene neravnine, te se stoga neće ukloniti osim ako se ne koriste dodatne katode za isporuku dodatne energije na ta mjesta. Do točkastog stvaranja rupa može doći kada se koriste pogrešne okolnosti.
3.1 Razmatranja za elektropoliranje
- Stanje površine obratka
Rezultati elektropoliranja mogu biti manje od idealnih zbog nekoliko površinskih problema. Sadržaj nemetalnih elemenata u metalu, nepravilno žarenje, krupnozrnata površina, nedovoljna hladna redukcija ili pretjerana hladna obrada neki su od tih problema.
- Kontrole procesa
Kako bi se postigli optimalni rezultati, proces elektropoliranja treba regulirati i standardizirati. Nedostatak kontrole procesa dovodi do neadekvatnih i nestabilnih proizvoda. Tijekom procesa treba kontinuirano provjeravati i druge ključne parametre, uključujući koncentraciju kiseline, sadržaj metala i opskrbu čistom istosmjernom strujom bez mreškanja.
3.2 Prednosti elektropoliranja
- Otpornost na koroziju je poboljšana.
Korozija kod svih vrsta čelika počinje na površini ili blizu nje. Površinske uvjete i karakteristike uvijek narušavaju svi procesi izrade i rukovanja. Površinske nečistoće poput masnoće, prljavštine, željeza i drugih metalnih čestica uobičajene su tijekom strojne obrade, zavarivanja i izrade. Rezanje, strojna obrada, rukovanje i poliranje ostavljaju željezne i abrazivne čestice ugrađene u površinu materijala. Površinski onečišćujuće tvari ometaju stvaranje prirodnog sloja oksida otpornog na koroziju nehrđajućeg čelika i često su izvor korozije. Površinski materijal i nečistoće uklanjaju se elektropoliranjem. Elektropoliranje se koristi za uklanjanje slobodnog željeza, inkluzija i ugrađenih čestica s površine materijala.
- Poboljšanje završne obrade površine
Elektropoliranje uklanja homogeni sloj s površine obratka, ostavljajući ga čistom i bez prljavštine i drugih nečistoća. Ljudska ruka se često koristi za poliranje mehaničkih dijelova. Kao rezultat toga, naknadno nije mogla ukloniti uniformu s obratka.
- Prianjanje proizvoda je smanjeno,
Elektropoliranje može smanjiti prianjanje proizvoda i nakupljanje onečišćenja poboljšanjem mikrozavršne obrade. Smanjena adhezija može pomoći u smanjenju nakupljanja proizvoda i znatno produžiti radne cikluse. Čišćenje se može obaviti za kraće vrijeme i uz manje napora kada je to potrebno.
- glađenje
Elektropoliranje se obično koristi za uklanjanje neravnina. Gustoća struje unutar površinskog profila je veća na višim točkama, a niža na niskim točkama tijekom procesa elektropoliranja. Brzina elektrokemijske reakcije je točno proporcionalna gustoći struje. Materijal se brže otapa na višim točkama zbog veće gustoće struje, što teži izravnavanju površine. Elektropoliranje istovremeno uklanja neravnine i polira površinu.
- Izgled
Rezultirajuća sjajna površina je najočitija prednost elektropoliranja. Metoda elektropoliranja nije mehanička. Nema instrumenata u dodiru s predmetom, stoga se ne stvaraju usmjerene linije poliranja. Nakon elektrokemijske obrade, materijal ima mikroskopski glatku i vrlo sjajnu površinu.
4.0 Izbor između elektropoliranja i mehaničkog poliranja
Mehaničko poliranje povećava glatkoću metalnih površina ili metalnih komponenti uklanjanjem hrapavosti površine. Nadalje, mehaničko poliranje poboljšava praktički svaku vrstu materijala, uključujući legure nehrđajućeg čelika, aluminij, metalne površine, pa čak i svojstva zrcala. Postupci mehaničkog poliranja poboljšavaju metalne komponente koje su zavarene.
S druge strane, elektropoliranje je fantastična opcija za uklanjanje neravnina, čišćenje ogrebotina i poliranje. Elektropoliranje također može pomoći u poboljšanju proizvodnog procesa ako veliki broj metalnih predmeta zahtijeva vrhunsku kvalitetu površine.
Štoviše, ako imamo manji broj prototipova, mehaničko poliranje je poželjnije od elektropoliranja, jer je trošak elektropoliranja prototipa puno veći.
4.1 Zaključak
Svaka vrsta metala ima koristi od elektropoliranja i mehaničkog poliranja.
Obje metode pomažu u prikrivanju ogrebotina.
Konačno, mehaničko poliranje ne proizvodi opasne kemijske reakcije i djeluje i na metale i na polimere.
Elektrolitičko poliranje poboljšava otpornost na koroziju, a ujedno olakšava poliranje velikog broja metalnih dijelova.
Razumijevanje razlika između elektropoliranja i mehaničkog poliranja može vam pomoći u odabiru boljih opcija na temelju vaših potreba i budžeta.
