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2025-08-08T13:04:01Z

Anwendungsbereich

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Die '''Elektropolitur''', auch '''Elektro[[polieren]]''' genannt, zählt zu den [[Abtragen (Verfahren)|abtragenden]] [[Fertigungsverfahren]]. Genauer wird es den [[Elektrochemie|elektrochemischen]] Abtragverfahren mit Fremd[[stromquelle]] zugeordnet. Dabei wird in einem speziell auf das [[Werkstoff|Material]] abgestimmten [[Elektrolyt]]en [[Metall]] [[Anode|anodisch]] abgetragen, d. h. das metallische [[Werkstück]] bildet die Anode in einer [[Elektrochemische Zelle|elektrochemischen Zelle]].

'''Plasmapolieren''' ähnelt dem Verfahren des elektrolytischen Polierens, arbeitet jedoch mit [[Umweltschutz|ökologisch]] als unbedenklicher geltenden [[Salzlösung]]en. Ein wichtiger Unterschied besteht in der wesentlich höheren [[Elektrische Spannung|Spannung]], die zu einem [[Plasma (Physik)|Plasma]]<nowiki></nowiki>film um das Werkstück führt, weshalb auch ein anderer Wirkmechanismus zum Abtrag führt.

== Elektrolyte – Wirkpaarungen ==
{{Belege fehlen}}
Die eingesetzten Elektrolyte unterscheiden sich je nach den zu bearbeitenden [[Metalle]]n. Heute übliche Elektrolyte sind häufig Mischungen aus [[Mineralsäure]]n und [[Wasser]] sowie in einigen Fällen [[Alkohole]]n. Gemische aus [[Phosphorsäure]] und [[Schwefelsäure]] werden für das Elektropolieren von [[Edelstahl|Edelstählen]] und [[Stahl|Stählen]] sowie [[Aluminiumlegierung]]en eingesetzt:<ref>M. Buhlert: ''Elektropolieren - Elektrolytisches Glänzen, Glätten und Entgraten von Edelstahl, Stahl, Messing, Kupfer, Aluminium und Titan.'' Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau 2009, ISBN 978-3-87480-249-9.</ref>
* Für die meisten Edelstähle lassen sich gealterte, wässrige Elektrolyte mit 45 [[Gew.-%]] Phosphorsäure und 35 Gew.-% Schwefelsäure bei Temperaturen um 50 bis 65 °C und [[Elektrische Stromdichte|Stromdichten]] über 5 [[Ampere|A]]/dm² einsetzen.
* Für das Elektropolieren von Aluminium eignen sich Mischungen aus 55 Gew.-% Phosphorsäure und 35 Gew.-% Schwefelsäure.
* [[Kupfer]] und [[Messing]]e lassen sich in Mischungen aus Phosphorsäure und Alkoholen bearbeiten,<ref>M. Buhlert: ''Elektropolieren - Elektrolytisches Glänzen, Glätten und Entgraten von Edelstahl, Stahl, Messing, Kupfer, Aluminium und Titan.'' Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau 2009, ISBN 978-3-87480-249-9.</ref> z. B. in wässrigen Elektrolyten aus 50 Gew.-% Phosphorsäure und 30 Gew.-% Alkohol, z. B. [[2-Propanol]].<ref>M. Buhlert: ''Elektropolieren und Elektrostrukturieren von Edelstahl, Messing und Aluminium. Untersuchung des transpassiven Abtragprozesses einschließlich unerwünschter Nebeneffekte.'' (= ''Fortschritt-Berichte VDI.'' Series 2, No. 553). VDI-Verlag, Düsseldorf 2000, ISBN 3-18-355302-3.</ref>

Des Weiteren werden den [[Elektrolytbad|Elektrolytbädern]] vielfach [[Grenzflächenaktive Substanzen|oberflächenaktive Substanzen]] zugemischt. Die Elektrolyte sind in den meisten Fällen [[Gefahrstoff]]e. Dementsprechend ist [[sachkundig]]er Umgang mit den Stoffen erforderlich, um Gesundheits- und Umweltschäden zu vermeiden.

Heute wegen des [[Perchlorsäure]]<nowiki></nowiki>anteils nicht mehr gebräuchliche Elektrolyte für die häufigsten Metalle weisen folgende Zusammensetzung auf:
* ein Teil Perchlorsäure (konzentriert), ein Teil [[Ethylenglycolmonobutylether|Butylcellosolve]] (zur [[Puffer (Chemie)|Pufferung]]) und sieben Teile [[Ethanol]] (um die [[Dissoziation (Chemie)|Dissoziation]] gering zu halten) mit einer Spannung von 45 [[Volt|V]] und einer Stromdichte von 0,3 A/cm² oder einem Teil ''ortho''-[[Phosphorsäure]]
* ein Teil Perchlorsäure (konzentriert), ein Teil [[Glycerin]] mit einem Teil [[Ethanol]] bei einer Stromdichte von 0,1 bis 0,2 A/cm².

== Elektrochemisches Abtragen ==
Der Abtrag findet zumeist mit [[Gleichstrom]], aber auch mit [[Pulsstrom|gepulstem Strom]] statt. Das Werkstück wird anodisch geschaltet. [[Industrie]]ll werden [[Stromdichte]]n angelegt, die einen Abtrag im [[transpassiv]]en Bereich der Stromdichte-Spannungs-Kurve ermöglichen. Dies hat zur Folge, dass nicht nur Metall abgetragen wird, sondern auch [[Sauerstoff]] an der Anode (dem Werkstück) entsteht.

== Verfahren ==
Die Oberflächen[[rauheit]] wird durch das Elektropolieren verringert. Ist dies das Ziel der Bearbeitung, so kann von elektrochemischem [[Glätten (Fertigungsverfahren)|Glätten]] gesprochen werden. Das Bearbeiten senkt die Mikrorauheit der metallischen Oberflächen. Rauheitsspitzen werden schneller abgetragen als Rauheitstäler, da sich beim Elektropolieren in [[Mineralsäure]][[gemisch]]en vor der Oberfläche eine transportlimitierende Polierschicht bildet, die den Abtrag an Rauheitsspitzen begünstigt.

Die Nanorauheit wird ebenso reduziert. In diesem Fall wird elektrochemisch geglänzt. Der [[Glanz]] ist ein Resultat der Rauheit im Bereich von Bruchteilen der [[Wellenlänge]] des sichtbaren [[Licht]]s.

Strukturen im [[Makro]]<nowiki />bereich bleiben erhalten. Kanten und Ecken werden stärker abgebaut, was eine Feinst[[Entgraten|entgratung]] im gesamten Oberflächenbereich bewirkt. Daher kann das Verfahren auch zum [[Elektrochemisches Entgraten|elektrochemischen Entgraten]] eingesetzt werden.

== Vorbehandlung ==
Vor dem Elektropolieren sind die metallischen Werkstücke zu reinigen und zu [[Entfettung|entfetten]]. Ein elektrolytisches oder elektrochemisches [[Beizen]] kann erforderlich sein. Auch werden Teile erforderlichenfalls vor dem Bearbeiten mechanisch bearbeitet. Sie werden z. B. [[Schleifen (Fertigungsverfahren)|geschliffen]], [[Schmirgeln|geschmirgelt]] oder poliert.

== Anwendungsbereich ==
Das Elektropolieren wird aus [[dekorativ]]en Zwecken angewendet, z. B. für [[Fassade]]n[[blech]]e und [[Schmuck]].

Es wird auch im [[Rohrleitung]]s- und [[Behälter]]bau eingesetzt.

Ebenso wird in der [[Medizintechnik]] elektropoliert, denn dadurch sinkt das [[Krankheitserreger|Keim]][[Adhäsion|haftungs]]<nowiki></nowiki>vermögen. Somit wird die [[Kreuzkontamination]] reduziert. Deswegen verwendet insbesondere die [[Biotechnologie]] gerne elektropolierte Edelstahlbehälter. [[Chirurgisches Instrument|Chirurgische Instrumente]], aber auch [[Implantat]]e wie Gefäßstützen ([[Stent]]s) werden so bearbeitet.

Auch werden [[Prüfkörper|Proben]] für [[Werkstoffkunde|werkstoffkundliche]] Untersuchungen elektropoliert.

Diese Art der elektrochemischen Oberflächenbearbeitung findet sowohl an [[Blech]]en, großen Behältern wie [[Tank (Behälter)|Tanks]], Rohrleitungen und dergleichen in der Lebensmittel- und [[chemische Industrie|chemischen Industrie]] statt, als auch in der [[Mikrotechnik]].

Am häufigsten werden [[Chrom]]- und Chrom-[[Nickel]]-Stähle elektropoliert, vor allem die [[Nichtrostender Stahl|rostfreien]], da hochglanzpolierte Oberflächen solcher Stähle weitaus [[korrosionsbeständigkeit|korrosionsbeständiger]] sind als unbehandelte. Mikroskopisch betrachtet verringert sich durch eine solche Behandlung die Oberfläche erheblich, was Umwelteinflüssen wiederum weniger Angriffsmöglichkeiten bietet. Als Beispiele seien hier die Anlagen von [[Klärwerk]]en und der Chemieindustrie genannt, aber auch im [[Maritim (Adjektiv)|maritimen]] Bereich wird häufig darauf zurückgegriffen.

Darüber hinaus werden z. B. in der [[Hochvakuum]]<nowiki></nowiki>industrie oft elektropolierte [[Rezipient]]en und Anschlussstücke eingesetzt, um die Oberfläche und damit die Menge anhaftender [[Adsorbat]]e so gering wie möglich zu halten.

Im [[Flugzeugbau]] wird das elektrochemische Abtragen zum [[Leichtbau]] genutzt, um die Dicke der Aluminiumbleche partiell zu reduzieren.

== Werkstoffe ==
Bearbeiten lassen sich diverse metallische Werkstoffe. Besonders gebräuchlich ist das Verfahren bei [[nichtrostender Stahl|nichtrostenden Stählen]].

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Glätten (Fertigungsverfahren)]]
[[Kategorie:Elektrochemisches Abtragen]]

Elektropolitur - Versionsgeschichte

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