Richtig eloxieren

auf welche Parameter kommt es an und was kann man bei bestimmten Fehlerbildern tun? Denn nur das korrekte eloxieren von Aluminium bringt eine perfekte dekorative oder funktionelle Oberfläche hervor. Ausserdem erhält man durch eloxieren oder auch anodische Oxidation, anodisieren oder Eloxal genannt, den haltbarsten Korrosionsschutz für Aluminium. Dabei wird im elektrochemischen Prozess die Aluminiumoberfläche in Aluminiumoxid umgewandelt. Diese Oxidschicht ist keramisch hart, transparent und mit dem Grundmaterial fest verbunden. Die Schichtstärke kann je nach Verwendungszweck des Werkstückes gewählt werden.

Wie funktioniert das Eloxieren von Aluminium?

Durch anodische Schaltung in einem sauren Elektrolyten entsteht an der Oberfläche des weichen Aluminiums das extrem widerstandsfähige Aluminiumoxidhydrat oder Eloxal (elek­tro­ly­tisch oxidiertes Aluminium).
Anders als beim Lackieren und Galvanisieren wird keine Fremdschicht auf das Grundmaterial aufgetragen. Die Eloxalschicht wird aus dem Werkstoff aufgebaut und ist somit kovalent mit dem Werkstoff gebunden – auch an inneren Oberflächen und Hinterschneidungen kleinster Teile.

Die Eloxalschicht wächst dabei säulen­förmig – je nach Legierung und Verfahren – üblicherweise zu zwei Dritteln in das Metall und baut sich zu einem Drittel nach außen auf. Diese Maßveränderung ist vor allem bei Passungen von Präzisionsteilen zu beachten.

Für die Eloxierbarkeit von Aluminiumlegierungen gelten die Empfehlungen der entsprechenden DIN EN 573-3 und DIN EN 1706 Normen.

Die Oxidschicht korrigiert Oberflächenfehler nicht. Alle Beschädigungen, Struktur­unterschiede, sons­tige Merkmale oder Verunreinigungen sind nach dem Anodisationsprozess weiterhin sichtbar. Deshalb ist der Vorbehandlung des Materials größte Beachtung zu schenken. Neben Reinigung, chemischem Mattbeizen oder mattglänzendem Satinieren können auch verschiedene me­cha­nische Finishs wie Strahlen, Schleifen, Bürsten oder Polieren zum Einsatz kommen. Dies alles bieten wir inhouse an.

Aluminiumoxidschichten sind mikroporös. Diese Porenstruktur eignet sich sehr gut um Farbpigmente in die Oxidhydratröhren einzulagern. Durch einen anschließenden Verdichtungsprozess werden die Poren wieder beständig geschlossen. So ist das Farb­pigment geschützt.

Um jederzeit optimale Ergebnisse zu erzielen und im Prozess selbst auf geringste Schwankungen eingehen zu können, sehen wir uns die Le­gie­rungen genau an und stellen unsere Prozesse passgenau auf diese ab.

Theorie und praxis des Eloxierens

Wie eloxieren funktioniert und was es für Arten von Eloxal gibt etc. ist schön in diesem Dokument des VSA/ASA dem Verband Schweizer Anodiseure zu finden. Wir zeigen hier aber warum es zu gewissen Fehlerbildern kommt, dazu gehören zum Beispiel Eloxalfehler wie unzureichender Schichtaufbau, Fehlfärbung, Kreidung oder Abplatzungen. Unsere Galvanotechniker, Chemiker und Metallurgen haben bereits mit vielen Kunden gemeinsam die Oberfläche mit den gewünschten Eigenschaften entwickelt und optimiert und dabei schon viele Fehler im Prozess behoben oder im Material erkannt.

Fehlerbilder

kreidige Oberfläche

Beim unsachgemäßen eloxieren, vor allem bei
erhöhten Temperaturen und langen Expositionszeiten,
kann es vorkommen, dass die
Oxidschicht durch den Elektrolyten zu stark rückgelöst und aufgelockert wird. Dabei können Teile der oberen Schicht abplatzen oder pulverige, abwischbare, kreidige Eloxalschichten entstehen. Ein Abplatzen kann auch vorkommen, wenn bei zu dicken Oxidschichten mechanisch nachgearbeitet wird, z. B. gravieren usw. Deshalb sollten derartige Bearbeitungen vor dem eloxieren durchgeführt werden.

Fehlerbilder

Flecken-bildung

Fleckenbildung auf der eloxierten Oberfläche kann verschiedene Gründe haben. Einer der häufigsten Gründe ist Vorkorrosion. Flecken werden dabei verursacht durch Fingerabdrücke und schlechter Vorbehandlung. Dieses Fehlerbild ist erst nach dem Beizen zu erkennen.

Fehlerbilder

Fehlfärbung

Um eine eloxierte Oberfläche in der perfekten Färbung und Glanzgrad zu produzieren benötigt es sehr viel Erfahrung und die richtigen Prozessparameter. Schichtdicke, Badtemperatur, Expositionsdauer, Spannung, Legierung und weitere Parameter müssen perfekt auf einander abgestimmt sein und werden dazu noch durch z.B. Verschleppung über die Zeit beeinflusst. Mit Erfahrung und Parameterstudien gelangt man zu den Parametern, welche die perfekte Färbung reproduzierbar machen und Effekte wie Verschleppung minimieren oder zumindest überwachbar machen. Diese Parameter sollten unter definierten Bedingungen in einer Versuchsgalvanik ermittelt werden, um danach einen reibungslosen Transfer in die Produktion sicher zu stellen.

Herausforderungen beim Eloxieren?

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Patrik Bachmann – Dipl. Chemiker (FH)