Vorrichtung zum zonenweisen Elektropolieren

Abstract

 In einer Vorrichtung zum zonenweisen Elektropolieren eines großflächigen Werkstückes (2) ist das Werkstück als Anode gepolt; als Kathode (9) dient eine Elektrode aus inertem Material, die über dem Werkstück (2) verschiebbar angeordnet ist und die eine elektrische Abschirmung (10) aufweist. Der Spalt zwischen der Oberfläche des Werkstücks (2) und der elektrischen Abschirmung (10) wird mittels einer flexiblen Begrenzung (11) geschlossen. Hiedurch ist ein gleichmäßiger Hochglanz auf der gesamten Oberfläche des Werkstückes (2) erzielbar; außerdem steht hiemit ein schnell einsatzbereites Elektrolysebad zur Verfügung, da der eigentliche Elektrolyseraum klein ist und sich eine optimale Arbeitstemperatur von 55 bis 65C durch die beim Elektropolieren auftretende Joule'- sche Wärme einstellt und aufrecht erhalten bleibt, weswegen eine Badaufheizung vor dem Elektropoliervorgang entfällt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zonenweisen Elektropolieren eines großflächigen Werkstückes, wobei das Werkstück als Anode gepolt ist und als Kathode eine Elektrode aus inertem Material dient, die über dem Werkstück verschiebbar angeordnet ist und die eine elektrische Abschirmung aufweist.

[0002] Bei vielen Herstellungverfahren ist es erforderlich, daß die Apparatewände polierte Oberflächen haben, um gute Trenneigenschaften oder eine leichte Reinigung zu gewährleisten. Zur Oberflächenbehandlung können mechanische Polierverfahren angewendet werden oder - mit besserem Erfolg - kann die Oberfläche elektropoliert werden.

[0003] Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zonenweisen Elektropolieren großer metallischer Werkstücke sind beschrieben in der DE-OS 2 838 022. Das zu bearbeitende metallische Werkstück wird hierbei zum Elektropolieren in einem galvanischen Tauchbad als Anode geschaltet. Die entsprechende bewegliche Kathode wird zonenweise über die zu polierende Oberfläche geführt; sie soll chemisch beständig gegen den Elektrolyten sein und kann beispielsweise aus Edelstahl, Blei oder Kupfer bestehen. Als Elektrolyt werden beispielsweise Gemische aus Phosphorsäure und Schwefelsäure benutzt.

[0004] Der beim Elektropolieren angestrebte Oberflächenzustand liegt im Glänzbereich und ist abhängig von der Stromdichte. Eine Elektropolitur im Glänzbereich wird nur erzielt, wenn eine Stromdichte von mindestens 5 A/dm² angewendet wird. Wird diese Stromdichte nicht erreicht, so wird nicht nur keine glänzende Oberfläche erzielt, sondern es kommt durch eine chemische Ätzung zu einer Mattierung der Oberfläche. Eine teilweise Mattierung der Oberfläche kann aufgrund der zu geringen Stromdichten beispielsweise schon in den an die Kathodenfläche angrenzenden Randbereichen stattfinden.

[0005] Zur Vermeidung der Mattierung von Randbereichen wurde in der DE-OS 2 528 942 eine Elektrodenabschirmung vorgeschlagen. Diese Elektrodenabschirmung ummantelt die Kathode so, daß die Stromlinien zwischen Kathode und der anodischen Oberfläche gebündelt werden und nur den kürzesten Weg von der Kathode zur Anode zurücklegen. Die Stromlinien von der der anodischen Oberfläche abgekehrten Kathodenfläche werden hierdurch unterdrückt. Die von dem Kathodenrand abgehenden Stromlinien werden jedoch durch diese Art der Elektrodenabschirmung nicht beeinflußt und es kann in diesen Randbereichen zu einem unerwünschten chemischen Ätzvorgang kommen.

[0006] Es wurde nunmehr gefunden, daß vorgenannter unerwünschter chemischer Ätzvorgang vermieden werden kann, wenn das Elektropolierverfahren in einer Vorrichtung durchgeführt wird, bei der der Spalt zwischen dem Werkstück und der elektrischen Abschirmung mittels einer flexiblen Begrenzung geschlossen ist.

[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die flexible Begrenzung aus einem den elektrischen Strom nichtleitenden Material, wie beispielsweise Kunststoff, insbesondere aus Weichpolyvinylchlorid oder Polytetrafluoräthylen.

[0008] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die seitliche Begrenzung aus einzelnen Stücken besteht, die sich gegenseitig überlappen oder wenn diese seitliche Begrenzung aus einzelnen flexiblen Stiften besteht, wobei die Stifte bürstenartig an der Abschirmung befestigt sind.

[0009] Die Vorteile der vorgelegten Erfindung sind im einzelnen folgende:

a) Mit der Vorrichtung steht ein schnell einsatzbereites Elektrolysebad zur Verfügung, da der eigentliche Elektrolyseraum klein ist und sich eine optimale Arbeitstemperatur von 55 - 65°C durch die beim Elektropolieren auftretende Joulsche Wärme einstellt und aufrecht erhalten bleibt; eine Badaufheizung vor dem Elektropoliervorgang entfällt.

b) Mittels der Vorrichtung wird ein gleichmäßiger Poliereffekt sowohl von Werkstück zu Werkstück als auch über das gesamte zonenweise polierte -Werkstück erzielt.

c) In der Vorrichtung wird die optimale Arbeitstemperatur eingehalten und dadurch kann es nicht zu einer chemischen Ätzung der metallischen Oberfläche bei einer Temperaturerhöhung kommen.

d) Mittels der Vorrichtung wird ein gleichförmiger Hochglanz auf der gesamten Oberfläche erzielt; eine Streifenbildung durch verminderten Glanz oder Mattierungen wird vermieden.

[0010] Die vorgelegte Erfindung betrifft speziell die Anordnung eines seitlich begrenzten Elektrolyseraumes zwischen dem Werkstück und der Kathode. Die Verfahrensbedingungen und sonstige bekannte Maßnahmen beim Elektropolieren, wie beispielsweise die Einhaltung der Stromdichte, Elektrolytzusammensetzung, Elektrolysedauer werden als bekannt vorausgesetzt.

[0011] Die Zeichnung dient zur näheren Erläuterung der Erfindung. In dieser Zeichnung ist eine Vorrichtung zum zonenweisen Elektropolieren schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt, und zwar zeigt

Figur 1 eine Seitenansicht_/und

Figur 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.

[0012] Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Behälter 1 dient zur Aufnahme des Elektrolyten. Das zu elektropolierende Werkstück 2 ist in den Rahmen 3 eingespannt. Die Laschen 4 und 7 dienen zum Anklemmen der elektrischen Stromkabel. Die Stromzuführungsholme 6 sind durch den Steg 5 starr miteinander verbunden. Einerseits sind die inerten Kathoden 9 an den Stromzuführungsholmen 6 befestigt. Andererseits sind auch mit den Haltebügeln 8 die elektrischen Abschirmungen 1o an diesen Stromzuführungsholmen 6 starr befestigt. Die elektrischen Abschirmungen 1o tragen schließlich die flexiblen Begrenzungen 11. Die Kathoden 9 mit den elektrischen Abschirmungen 1o werden über Rollen 13 auf den Schienen 12 zonenweise verschoben. Diese Rollen 13 sind unterhalb des Steges 5 angeordnet.

[0013] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die hier gezeichnete Ausführungsform beschränkt, sondern kann in zweckmäßiger Weise im Rahmen der Erfindungsmerkmale abgewandelt werden, z.B. dadurch, daß das Werkstück in einer mit Elektrolyt gefüllten Wanne liegt und nur einseitig elektropoliert wird.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum zonenweisen Elektropolieren eines großflächigen Werkstückes, wobei das Werkstück als Anode gepolt ist und als Kathode eine Elektrode aus inertem Material dient, die über dem Werkstück verschiebbar angeordnet ist und die eine elektrische Abschirmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem Werkstück (2) und der elektrischen Abschirmung (lo) mittels einer flexiblen Begrenzung (11) geschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Begrenzung (11) aus einem den elektrischen Strom nichtleitenden Material besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Begrenzung (11) aus Weichpolyvinylchlorid oder Polytetrafluoräthylen besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Begrenzung (11) aus einzelnen Stücken besteht, die sich gegenseitig überlappen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Begrenzung (11) aus einzelnen flexiblen Stiften besteht, wobei die Stifte bürstenartig an der Abschirmung (1₀) befestigt sind.

Zeichnung