Proces elektrochemicznego polerowania stali zabezpiecza dokładnie całą powierzchnię polerowanego przedmiotu (łącznie z wgłębieniami w strukturze powierzchni) oraz nadaje przedmiotowi poddanemu obróbce dekoracyjny wygląd. Wrocławska firma ECM sp. z o.o. stosuje tą technikę w procesie obróbki elementów wykorzystywanych w przemyśle rolno-spożywczym (np. mleczarskim, mięsnym), narzędzi chirurgicznych i dentystycznych, a także podczas obróbki elementów dekoracyjnych i użytkowych (takich jak balustrady, ogrodzenia) wykonywanych ze stali szlachetnych. Polerowanie elektrochemiczne powoduje równomierną pasywację całej powierzchni polerowanego elementu.

Proces elektrochemicznego polerowania metali można prowadzić w różnych kąpielach, jednakże stosowanie tego procesu na skalę przemysłową wymaga elektrolitu składającego się z mieszaniny kwasu siarkowego i fosforowego. Najlepsze wyniki techniczne i ekonomiczne osiągnięto dla stali kwasoodpornych, których polerowanie mechaniczne jest bardzo uciążliwe.

Typową instalację do elektrochemicznego polerowania stali przedstawia rysunek 1.
Przedmiot poddany polerowaniu zanurzony jest w wannie i podłączony do ujemnego bieguna źródła prądu stałego (anody). Wewnątrz wanny znajdują się również katody, które podłączone są do dodatniego bieguna źródła prądu. Katody i anody zanurzone są w roztworze, tworząc dzięki temu kompletne ogniwo elektryczne. Ilość metalu usuwanego z polerowanego detalu jest proporcjonalna do gęstości przepływającego prądu.

Wygładzanie powierzchni
Rysunek 2 przedstawia wygładzanie powierzchni, jakie następuje podczas procesu polerowania elektrochemicznego. Proces następuje najszybciej w miejscach o wysokiej gęstości prądu (A), tj. w tych miejscach na anodzie, które znajdują się najbliżej katody. Dzięki odpowiedniemu zawieszeniu detalu na anodzie (prostopadłe usytuowanie powierzchni względem katody), w trakcie procesu następuje intensywne rozpuszczanie powierzchni znajdującej się w obszarach o wysokiej gęstości prądu (wierzchołki - A).
Powierzchnia materiału w obszarach o małej gęstości prądu (B) rozpuszcza się znacznie wolniej niż w obszarach (A), powodując jej wygładzanie. Pokazane na rysunku zjawisko usuwania różnych ilości metalu z powierzchni materiału jest bardzo ważne w procesie stępiania ostrych krawędzi przedmiotu poddanego obróbce. W trakcie procesu elektrochemicznego polerowania stali zachodzi również zjawisko pasywacji.

Czym jest pasywacja metali?
Jest to przejście niektórych metali, w środowisku kwasów tlenowych lub ich soli, w stan pasywny, w którym posiadają wyższy potencjał standardowy. Związane jest to z tworzeniem się na powierzchni niektórych metali warstewki tlenków szczelnie przylegającej i chroniącej metal przed dalszym utlenianiem. Pasywacja następuje pod wpływem utleniaczy (np. tlenu atmosferycznego) lub w procesach elektrochemicznych.
Wynikiem pasywacji metali jest powstanie na powierzchni metalu cienkiej warstwy tlenku, która charakteryzuje się wysoką odpornością na działanie czynników chemicznych i pasywnością wobec warunków atmosferycznych. Pasywna warstwa tlenków tworzy się na wytrawionej powierzchni materiału lub może powstać w wyniku anodowego utleniania metalu w odpowiednim elektrolicie. Pasywacja metali wykorzystywana jest jako ochrona przed korozją.

Zalety elektrochemicznego polerowania:
- pozwala uzyskać doskonałe własności antykorozyjne,
- jest tańsze niż polerowanie mechaniczne,
- nadaje estetykę - połysk i równomierność barwy podobna do powierzchni wypolerowanego chromu,
- ułatwia i podnosi skuteczność mycia oraz pomaga utrzymać w czystości przedmioty poddane polerowaniu poprzez skrócenie czasu mycia do 50% (mikrodolinki i mikrowierzchołki powierzchni niepolerowanej stanowią doskonałe zakotwiczenie dla osadów soli, zabrudzeń, bakterii, grzybów, pleśni itp.).

Mycie takich powierzchni zawsze stanowiło problem, a utrzymanie higieny - aseptyki - stosowania dodatkowych środków, elektrochemiczne polerowanie usuwa, oprócz wierzchołków nierówności rodzimego metalu, również wszelkie zanieczyszczenia spowodowane poprzedzającymi procesami: tlenki metalu z narzędzi formujących, ziarna ścierniwa po szlifowaniu, mechanicznie naniesiona mikrowarstewka metalu po szczotkowaniu szczotkami metalowymi. Zanieczyszczenia takie mogą być źródłem korozji lub przebarwień, usuwa mikronaprężenia spowodowane uprzednią obróbką i przywraca jednolitą mikrotwardość materiału rodzimego, umożliwia polerowanie powierzchni niedostępnych dla metod polerowania mechanicznego.

Zastosowanie
Wymienione zalety elektrochemicznego polerowania zadecydowały o zastosowaniu tej metody jako obróbki wykończeniowej dla:
- aparatury chemicznej i naukowej,
- urządzeń pracujących w trudnych warunkach, dla których utrzymanie higieny ma zasadnicze znaczenie, np. w pozyskiwaniu i przetwórstwie mleka
- narzędzi chirurgicznych,
- sprzętu gospodarstwa domowego,
- przedmiotów użytkowych i dekoracyjnych.

Etapy obróbki elektrochemicznej
Ilustracja przedstawia kolejne etapy obróbki elektrochemicznej (od 1. element przed obróbką
2. element po operacji trawienia
3. element po operacji polerowania elektrochemicznego

Materiały i foto: ECM sp. z o.o., opr. Marcin Mikszewski