Was ist mechanisches Polieren?

In diesem Artikel geht es um das mechanische Polieren, eine der physikalischen Oberflächenbehandlungen, mit denen Bauteilen ein spiegelglattes Finish verliehen wird.

Überblick über das mechanische Polieren

Mechanisches Polieren erfolgt in der Regel nach dem Schleifen oder Polieren. Ziel ist es, feinste Oberflächenunebenheiten an einem Metallwerkstück zu beseitigen und eine spiegelglatte Oberfläche zu erzielen. Es kann zur Vorbereitung von Werkstücken für die Galvanisierung oder als abschließender Bearbeitungsschritt nach der Galvanisierung eingesetzt werden, um der Oberfläche ein dekoratives Aussehen zu verleihen und die Korrosionsbeständigkeit des Bauteils zu verbessern.

Im Gegensatz zum Schleifen führt das Polieren nicht zu nennenswertem Materialverlust. Der allgemein anerkannte Mechanismus des Polierens ist folgender: Die hohe Drehzahl der Polierscheibe erzeugt durch die Reibung mit dem Metall hohe Temperaturen. Dies bewirkt eine plastische Verformung der Metalloberfläche, wodurch Unebenheiten ausgeglichen werden. Gleichzeitig wird die durch atmosphärische Oxidation entstandene, extrem dünne Oxidschicht wiederholt abgetragen, was zu einer glänzenden Oberfläche führt. Daher beruht der Polierprozess auf einer Kombination aus mechanischem Abrieb und physikalisch-chemischen Effekten.

Bildquelle: ResearchGate

Die mechanische Politur beruht auf der abrasiven und glättenden Wirkung von extrem feinem Polierpulver, um eine sehr dünne Metallschicht von der vorbereiteten Oberfläche abzutragen. Sind auf der Oberfläche tiefe Schleifspuren oder Kratzer vom vorherigen Schleifschritt vorhanden, lassen sich diese allein durch mechanisches Polieren nur schwer entfernen. Der Versuch, tiefe Kratzer durch Erhöhung der Polierflüssigkeitskonzentration, Verlängerung der Polierzeit oder Erhöhung des Anpressdrucks auszupolieren, kann zu Materialfluss und Oberflächenstörungen im polierten Bereich führen, die Verformungsschicht verdicken und bei manchen Legierungen Phasenausbrüche verursachen. Dies ist besonders bei weicheren Werkstoffen wie Aluminiumlegierungen auffällig, da die Oberflächenoxidation verstärkt wird, was die nachfolgende mikrostrukturelle Untersuchung beeinträchtigen kann.

Polierscheiben

Die Polierscheibe ist ein gängiges Schleifmittel beim Polieren. Sie besteht typischerweise aus mehreren übereinanderliegenden Scheiben aus Segeltuch, Musselin, Filz oder Leder. Die Härte der Polierscheibe hängt von der Nahtdichte bzw. dem Abstand der Nahtlinien ab; je geringer der Abstand, desto härter die Scheibe. Belüftete oder mit Luftzirkulation ausgestattete Polierscheiben eignen sich besonders für das Polieren großer Werkstücke, da sie über spezielle Luftstromsysteme zur Kühlung verfügen.

Polierscheiben werden nach Material klassifiziert und umfassen gängige Typen wie:

• Musselin-Buffs (Baumwolle/Leinwand)
• Filzbuffs
• Polierpads/Polierscheiben aus Wolle (oft für Glas, Stein oder Automobile)
• Sisal Buffs (aggressives Schneiden)
• Atemwegs-Buffs
• Flanell-Polierschwämme (die weichsten, für den Feinschliff)

Farbklassifizierungen werden auch zur Kennzeichnung bestimmter Typen verwendet, wobei dies je nach Hersteller variieren kann. Zum Beispiel:

• Graue Polierscheiben sind oft universell einsetzbare Nylonscheiben, die hauptsächlich für Satin- oder Bürstenfinish auf verschiedenen Metallen, einschließlich Edelstahl, Kupfer und Aluminiumlegierungen, sowie Holz. Das Ergebnis ist oft eine helle Oberfläche.
• Rote Polierscheiben werden häufig für weichere Metalle wie Kupfer und Aluminium oder für eine gebürstete Oberfläche nach dem Polieren verwendet. Galvanisieren.

Polierpasten

Je nach gewünschter Oberflächengüte (Oberflächenqualität) kann das mechanische Polieren in drei Stufen unterteilt werden: Grobpolieren, Zwischenpolieren und Feinpolieren.

Grobpolieren: Hierbei wird eine härtere Polierscheibe (z. B. aus Sisal oder dicht gewebtem Segeltuch) auf Oberflächen verwendet, die bereits auf eine geringere Oberflächenrauheit (Ra) geschliffen wurden. In diesem Schritt wird die Rauheit weiter reduziert.

Zwischenpolitur: Hierbei wird eine mittelharte Polierscheibe, weicher als die Schleifscheibe, verwendet, um die grob polierte Oberfläche weiter zu bearbeiten. Sie entfernt die durch den Schleifprozess entstandenen sichtbaren Kratzer und erzeugt ein seidenmattes Finish.

Polieren: Dies ist der letzte Arbeitsschritt. Dabei wird eine weiche Polierscheibe (z. B. aus locker gewebtem Musselin oder Flanell) und eine sehr feine Polierpaste verwendet, um eine spiegelglatte Oberfläche oder ein hochglänzendes Finish zu erzielen. Der Materialabtrag ist minimal.

Polierpasten

Gängige Polierpasten, typischerweise in Stangen- oder Stabform, werden oft nach ihrer Farbe benannt, die in der Regel auf das primäre Schleifmittel und den vorgesehenen Anwendungsbereich hinweist.

Überlegungen zum mechanischen Polieren

Folgende Punkte sollten beim mechanischen Polieren beachtet werden:

Die Wahl der Umfangsgeschwindigkeit der Polierscheibe richtet sich nach der Werkstückhärte. Je härter das Werkstück, desto höher muss die Umfangsgeschwindigkeit der Polierscheibe sein. Weichere Materialien erfordern hingegen eine geringere Geschwindigkeit. Für Stahl mit Nickel- oder Chrombeschichtung werden 30 bis 35 m/s empfohlen, für Kupfer und Kupferlegierungen 22 bis 25 m/s. Bei weichen Metallen wie Zink und Silber sollte die Geschwindigkeit reduziert werden, um Durchbrennen oder Verschmieren zu vermeiden. Ist die Drehzahl der Poliermaschine fest eingestellt, lässt sich die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit durch die Wahl einer Polierscheibe mit passendem Durchmesser anpassen, da die Umfangsgeschwindigkeit direkt proportional zum Scheibendurchmesser ist.

Die Wahl der Polierpaste hängt von der Härte ab. Unterschiedliche Pasten eignen sich für unterschiedliche Untergründe. Wählen Sie stets eine Paste, die der Härte und dem Material des Grundmetalls entspricht.

Pflege von Polierscheiben. Polierscheiben sollten nach Gebrauch separat aufbewahrt werden, um eine Verunreinigung durch grobe Schleifmittel wie Schmirgelkorn zu vermeiden, die sichtbare Riefen oder tiefe Kratzer auf der polierten Oberfläche verursachen können.

Sachgemäße Verwendung von Polierwerkzeugen. Beim Polieren von schlanken, dünnen, gerahmten oder kleinen verchromten Teilen verwenden Sie geeignete Vorrichtungen, Stützplatten, Lehren oder Klemmen, um ein Verformen, Verbiegen oder Fallenlassen des Werkstücks zu verhindern und so Beschädigungen am Teil und Arbeitsunfälle zu vermeiden.

Nachbehandlung nach dem Polieren. Fein polierte Oberflächen können fertige Produkte sein oder einer weiteren Bearbeitung bedürfen, müssen aber in jedem Fall gereinigt werden. Wischen Sie die Oberfläche mit einem entfetteten Baumwolltuch oder speziellen Baumwolltüchern ab. Verwenden Sie niemals ein feuchtes Tuch, da dies zu Fleckenbildung oder Rost führen kann.

Über Getzshape

Getzshape ist Ihr Partner für makellose Oberflächenveredelung von Metallbauteilen. Wir liefern präzisionsgefertigte Metallbauteile mit branchenführenden Verfahren, darunter mechanisches Polieren für Hochglanzoberflächen, Elektropolieren für passive und hygienische Oberflächen sowie kontrolliertes chemisches Polieren für komplexe Geometrien. Kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu starten.