elektrokjemisk+polering

=Elektrokjemisk polering (electrochemical polishing/electro polishing)=

Elektrokjemisk polering er en elektrokjemisk prosess hvor metall fjernes fra poleringskomponentens overflate under kontrollerte forhold. Det kan benyttes som forbehandling av en overflate før videre overflatebehandling, eller som en sluttprosess for å danne en jevn overflate. Elektrokjemisk polering brukes på metaller, og er elektropletteringsprosessen i revers.

Prosessen
Elektrokjemisk polering er en type polering der emnet blir tilkoblet en likestrømkilde ved lav spenning. Metallkomponenten som skal poleres kobles opp til den positive siden av strømkilden, og er således anode. Katoden kobles til den negative siden, og består ofte av bly, kobber eller rustfritt stål. Både katode og anode nedsenkes i en strømledende løsning. Tanken som inneholder denne elektrolytten er vanligvis av stål og har gummikanter. Se figur 1 for prosesskisse. Som elektrolytt brukes vanligvis konsentrerte syrer, som svovelsyre og fosforsyre.



Når strømmen slås på vil metallet på poleringskomponenten oksideres, og det dannes en overflatefilm. Funksjonen til dette belegget er å kontrollere og motvirke oppløsning av metallkomponenten. Oppløsning av denne overflatefilmen er diffusjonskontrollert, noe som fører til favorisert oppløsning av "mikrotoppene" på overflatefilmen i forhold til "mikrodalene", se figur 2. Elektrolytten fungerer som en leder, slik at metallionene kan fjernes fra komponentens overflate. Ionene vil trekkes mot katoden, mens elektrolytten sørger for at det oppløste metallet blir i løsningen. Til slutt blir komponenten renset og tørket for å fjerne eventuelle elektrolyttrester. Resultatet er en blank og glatt overflate.

 Materialer som er elektrokjemisk polert har en fin og glatt overflate, med god varme- og lysrefleksjon, se figur 3. I tillegg gir den uniforme overflaten svært god korrosjonsmotstand. Ved å fjerne overflatelaget på komponenten kan man fjerne forurensinger og spenninger. Det er mulig å polere kompliserte former, men det vil være noe dårligere resultat i fordypninger, sprekker, spor og lignende. Det er ikke nødvendig med noen spesielle for- eller etterbehandling av komponenten, men overflaten må være ren og forholdsvis jevn. Dersom materialet inneholder feil i mikrostrukturen vil dette kunne påvirke sluttresultatet. Når det ytterste laget av metallet fjernes vil eventuelle underliggende feil, som for eksempel overdrevet kaldbearbeiding og stor kornstørrelse, komme til frem. Dette påvirker materialets egenskaper.

Elektrokjemisk polering er en svært utbredt overflatebehandling, og kan brukes på komponenter av varierende størrelse. Det er en svært viktig industriell prosess. Typiske produkter er elektriske kontakter, nagler, bolter, ventiler, tanker, varmevekslere, og skruer innen elektronikkindustrien. I tillegg brukes metoden på diverse husholdningsartikler, som for eksempel vasketromler og kjøkkenutstyr. Kirurgisk utstyr av rustfritt stål, se figur 4, er som regel elektrokjemisk polert.



Materialer
De fleste metaller kan behandles med elektrokjemisk polering, men prosessen er mest anvendt på aluminium og rustfritt stål. Andre metaller som elektrokjemisk polering er passende for er lav- og høylegert stål, beryllium, kobber, aluminium, nikkel, sølv, molybden, tungsten og messing. Prosessen egner seg best til metaller med fine korngrenser. Metaller med høyt innhold av silisium, bly og svovel har vist seg å være vanskelige å elektropolere. 

Økonomi
Elektrokjemisk polering er en relativt rimelig prosess, men med en høy investeringskostnad. Siden utstyret kan brukes på flere komponenter, selvfølgelig noe avhengig av størrelse, vil det ikke være nødvendig med kostbare tilpasninger underveis. Det kan derimot bli nødvendig med utskiftning av karene, da de konsentrerte syrene som brukes fører til begrenset levetid. Prosessen er et rimeligere alternativ til mekanisk polering, da den er mindre arbeidskrevende og ikke benytter seg av det kostbare utstyret som brukes i mekanisk polering. Selve prosessen er lite tidrevende, med et omtrentlig tidsforbruk på 3-10 minutter per komponent, i tillegg til rensing og tørking.

Miljø
Det er hovedsaklig elektrolytten som brukes i poleringen som kan være miljøskadelig. Enkelte inneholder kjemikalier som er svært farlige, både for helse og miljø, og disse må håndteres deretter.

Alternative prosesser
Kjemisk polering kan brukes på komponenter som er små og har komplisert geometri, og avhenger ikke av en ytre strømkilde. Prosessen er relativt billig, men det kan være problemer knyttet til kjemikaliebruk.  Mekanisk polering er kun egnet for enkle geometrier, og er i tillegg mer kostbar enn elektrokjemisk polering

