Alles, was Sie über das Eloxieren von Aluminium wissen müssen

Sie haben vielleicht schon ein paar Mal von der Eloxierung von Aluminium gehört. Sie verleiht der Metalloberfläche ein endgültiges Aussehen und erhöht ihre Langlebigkeit. Die Frage ist jedoch: Wie wird das gemacht? Was ist eloxiertes Aluminium? Oder ist es wichtig, sich für die Eloxierung von Aluminium zu entscheiden? Nun, was auch immer Ihre Frage ist, hier erfahren Sie alles über den Eloxierungsprozess. Erfahren Sie, wie er funktioniert und welche Bedeutung er für die Fertigung und CNC-Bearbeitung hat.

 

Zuerst: Was bedeutet eloxiert?

Beginnen wir den Blog mit der Bedeutung von Eloxieren. Es ist ein elektrochemischer Prozess, der der Metalloberfläche den letzten Schliff verleiht. Der Zweck des Eloxierens besteht darin, eine gleichmäßige Oxidschicht auf der Oberfläche zu erzeugen. Die Deckschicht schützt das Aluminium vor Korrosion und bewahrt seine Eleganz.

 

Eloxieren wird im Allgemeinen auf Aluminiumoberflächen durchgeführt, ist aber auch bei anderen Metallen möglich. Es gibt bestimmte Aluminiumanwendungen, bei denen Sie auf das Eloxieren verzichten können.

 

Eloxieren von Aluminium und seine Geschichte

 

Eloxieren von Aluminium ist ein elektrolytischer Prozess, der die Oberfläche verdickt und glättet. Es bildet eine gleichmäßige Oxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiums und verbessert so dessen Festigkeit und Aussehen. Das 1923 erfundene Eloxieren von Aluminium ist als Bengough-Stuart-Verfahren bekannt. Es wurde erstmals eingesetzt, um Duraluminium-Wasserflugzeuge vor Korrosion zu schützen.

 

Wie wird Aluminium eloxiert?

Jetzt kommt die Hauptfrage: Wie eloxiert man Aluminium? Wie oben erwähnt, ist die Eloxierung ein elektrolytischer Prozess mit zwei Elektroden. Hier ist eine strukturierte Beschreibung der Eloxierung, um Ihr Verständnis zu vereinfachen.

 

Oberflächenvorbereitung

 

Der erste Schritt beginnt mit der Vorbereitung der Metalloberfläche. In diesem Schritt wird das Metall gründlich mit dem Tensid gereinigt. Es entfernt Staub und Schmutz von der Oberfläche. Gleichzeitig wird auch die natürliche Oxidschicht entfernt, was den Prozess weiter erleichtert. So können Sie die Oberfläche für die Ionisierung vorbereiten:

 

• Oberfläche reinigen

 

Reinigen Sie die Oberfläche gründlich mit einem alkalischen Reinigungsmittel oder Lösungsmittel. Dieser Schritt entfernt Schmutz, Fett und Rückstände und befreit die Oberfläche von Verunreinigungen. Es ist wichtig, Verunreinigungen zu beseitigen, die die Eloxierung beeinträchtigen können.

 

• Ätzen

 

Später wird das Metall mit Natriumhydroxid geätzt, um eine gleichmäßige Oberfläche zu erzeugen. Die NaOH-Lösung löst die äußere Schicht der Anode auf und entfernt Oberflächenunregelmäßigkeiten.

 

• Entmattieren

 

Der letzte Schritt ist das Entmattieren, bei dem alle Rückstände von der Oberfläche entfernt werden. Dies ist ein einfacher Vorgang, der mit Salpetersäure durchgeführt werden kann. Als letzter Schritt stellt es die Wirksamkeit sicher.

 

Elektrolytlösung

 

Anschließend wird das Aluminium in den Elektrolytbehälter getaucht. Aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit wird im Allgemeinen Schwefelsäure als Elektrolyt verwendet. Der Aluminiumstab fungiert als positive Elektrode, die im System als Anode bezeichnet wird. Ein anderes nichtleitendes Material, wie Kohlenstoff, wird als Kathode oder negative Elektrode verwendet.

 

Einführung von Elektrizität

 

Sobald die Elektrolytkammer bereit ist, leiten Sie den Strom weiter. Tatsächlich fungiert Elektrizität als Schlüsselkomponente. Das Durchleiten eines Gleichstroms stimuliert chemische Reaktionen im Behälter. Bald verlieren die Aluminiumatome ihre Elektronen. Positiv geladene Aluminiumionen verbinden sich mit negativen Sauerstoffionen und bilden Aluminiumoxid. So bildet sich eine Schutzschicht auf der Oberfläche.

 

Bildung einer Oxidschicht

 

Die Oxidschicht ist zu Beginn dünn und nicht porös, entwickelt sich aber später. Im weiteren Verlauf des Prozesses wird die Schicht dicker und stärker. Außerdem bilden sich winzige Poren auf der Oberfläche, die in späteren Phasen als Absorptionsmittel wirken.

 

Letzter Schliff

 

Beim letzten Schliff geht es beim Metall um Farbe und Dicke. Hier ist eine kurze Erklärung der letzten Schritte:

 

• Anpassen der Dicke

 

Als Nächstes kommt die letzte Entscheidung hinsichtlich der Dicke. Die Dicke der Oxidmembran hängt von der Temperatur und Dauer des Tanks ab. Sie können die Dicke des Oxids anpassen, indem Sie den elektrischen Strom schwanken lassen. Die Intensität des durchgeleiteten Stroms bestimmt das Volumen des Endprodukts.

 

• Färben

 

Das Färben ist völlig optional und wird bei wenigen Produkten nicht verwendet. Das Färben verbessert die Ästhetik und verleiht dem Produkt einen modernen Touch. In den meisten Fällen wird das Metall für das gewünschte Ergebnis dem Tauchfärbeverfahren unterzogen. Der flüssige Farbstoff dringt durch die poröse Oxidschicht tiefer in das Metall ein. Dies erleichtert den Farbübertragungsprozess und stärkt den Farbstoff und die Oberfläche.

 

• Versiegeln

 

In den meisten Fällen ist das Versiegeln der letzte Schritt. Gleichzeitig ist es ein entscheidender Schritt, da er die Poren auf der Endoberfläche schließt. Das Versiegeln der Poren ist entscheidend, um die Korrosionsbeständigkeit aufrechtzuerhalten. Es gibt verschiedene Schritte, mit denen Sie die Poren der Aluminiumanode versiegeln können:

 

• Kalttemperaturversiegelung

 

Eine der energieeffizientesten Methoden zum Versiegeln von Poren ist die Kalttemperaturversiegelung. Bei dieser Methode werden Kobaltsalze bei niedrigen Temperaturen verwendet, um die Oxidschicht zu versiegeln. Sie eignet sich am besten für empfindliche Maschinenteile.

 

• Heißversiegelung

 

Die nächste Methode ist die Heiß-DI-Versiegelung. Dabei werden die Poren auf der oberen Oberfläche durch extrem erhitztes deionisiertes Wasser geschlossen. Die Übertemperatur lässt das Oxid aufquellen und versiegelt die Poren effektiv.

 

• Mitteltemperaturversiegelung

 

Dies ist die mittlere Methode der beiden oben genannten Optionen. Dabei werden Nickelacetatlösungen verwendet, die auf 60 bis 80 Grad Celsius erhitzt werden. Sie können diese Methode wählen, um Effektivität und Energieverbrauch ins Gleichgewicht zu bringen. Einfach ausgedrückt vereint der Prozess das Beste der beiden oben genannten Verfahren perfekt.

 

• Spülen und Trocknen

 

Nach dem Spülen trocknen Sie das Metall, um alle Chemikalienrückstände vom Eloxieren zu entfernen. Durch gründliches Spülen wird sichergestellt, dass keine Rückstände oder Schmutz auf der Oberfläche verbleiben. Verunreinigungen wirken als Barriere, die den Eloxierungsprozess von Aluminium beeinträchtigt.

Liste der für die Aluminiumanodisierung erforderlichen Werkzeuge

 

Hier ist die Liste der Werkzeuge und Chemikalien, die Sie für eine erfolgreiche Aluminiumanodisierung benötigen:

 

Gleichstromversorgung oder Gleichrichter	Für die reibungslose Gleichstromversorgung.
Elektrolytbäder	Zum Platzieren von Kathoden und Anoden in der Kammer.
Kathoden	Um die Anodisationsreaktion zu unterstützen. Sie können aus Blei oder Edelstahl bestehen.
Gestelle, Vorrichtungen und Steckklammern	Zum Halten und Fixieren des Anodisierungsaufbaus.
Temperaturkontrollsystem	Zur Kontrolle der Temperatur in einer Elektrolytlösung.
Anodisierlösung	Sie können zwischen Chromsäure oder Schwefelsäure wählen, je nach Vorlieben.
Belüftungswerkzeuge	Zum Entfernen von Dämpfen und Rückständen, die während des Prozesses entstehen. Sie können auch Pumpen und Rohre für den Fluss der Lösung in Betracht ziehen.
Wärmequelle	Um die gewünschte Temperatur im Aufbau zu erreichen, denken Sie an Thermometer zur Überwachung.
Schutzausrüstung	Zur Sicherstellung der Sicherheit und Hygiene der Arbeiter.

 

Welche Faktoren bestimmen die Eigenschaften der Oxidschicht bei der Anodisierung?

Fünf Hauptfaktoren bestimmen den Anodisierungsprozess. Es ist wichtig, diese Faktoren zu berücksichtigen, um die endgültige Oxidschicht zu bestimmen:

 

Elektrolytzusammensetzung

Elektrolyte beeinflussen die Eigenschaften der Oxidschicht. Beispielsweise kann Chromsäure eine dünnere Schicht erzeugen als Schwefelsäure. Schwefelsäure ist jedoch vielseitig und bietet allgemeinere Anwendungsmöglichkeiten.

 

Dauer

Die Dauer der Anode im Elektrolyt bestimmt die Dichte der Oxidschicht. Im Allgemeinen gilt: Je länger die Dauer, desto dichter die Beschichtung.

 

Elektrischer Strom

Elektrischer Strom ist ein weiterer wichtiger Faktor im Prozess. Er beeinflusst die Gleichmäßigkeit und Dicke der Oxidschicht. Im Allgemeinen beschleunigt eine höhere Stromdichte die Schichtbildung. Außerdem kann eine hohe Dichte die Gleichmäßigkeit beeinträchtigen und zu rauen Stellen führen.

 

Temperatur

Die Temperatur des Elektrolyts beeinflusst den Anodisierungsprozess. Niedrigere Temperaturen erzeugen im Allgemeinen einen härteren Widerstand, während hohe Temperaturen die Porosität erhöhen. Daher können Sie die Temperaturregelung entsprechend Ihren Anforderungen wählen.

 

Metalleigenschaften

Zuletzt müssen Sie die Metalleigenschaften berücksichtigen, um eine perfekte Entscheidung zu treffen. Die Härte und Biokompatibilität des Metalls beeinflussen den Anodisierungsprozess.

 

Verschiedene Arten der Aluminiumanodisierung

Früher wurde zum Anodisieren von Aluminium Chromsäure verwendet, was sich weiterentwickelt hat. Heutzutage bieten verschiedene Aluminiumanodisierungsverfahren deutliche Vorteile, darunter:

 

Anodisieren mit Chromsäure

 

Dies ist die älteste und zugleich effektivste Methode zur Aluminiumanodisierung. Was sie von anderen unterscheidet, ist ihre Fähigkeit, die dünnste Oxidschicht zu erzeugen. Die Chromsäurelösung kann eine schützende Oxidschicht von 0,00002 bis 0,0001 Zoll erzeugen. Das Beste daran ist, dass die Ergebnisse eine unerwartete Korrosionsbeständigkeit ohne Änderung der Abmessungen ergeben.

 

Anwendung:

Diese Methode eignet sich für Prozesse mit minimalen Oberflächenänderungen. Sie ist beliebt bei der Herstellung von Flugzeugteilen und wird in Branchen eingesetzt, in denen Präzision mit Originalabmessungen erforderlich ist.

 

Anodisieren mit Schwefelsäure

 

Als nächstes folgt das Anodisieren mit Schwefelsäure. Es ist eine der vielseitigsten und kostengünstigsten Anodisierungsmethoden. Hier verwenden wir Schwefelsäure, um eine schützende Oxidschicht von 0,0002 bis 0,001 Zoll zu erzeugen.

 

Anwendung:

Die Methode bietet eine perfekte Mischung aus Widerstandsfähigkeit und Attraktivität. Sie wird in Elektrogeräten und Kfz-Werkzeugen verwendet.

 

Typen:

Hier sind einige Arten der Aluminiumanodisierung mit Schwefelsäure:

 

• Anodisierung mit Bor-Schwefelsäure

Bei dieser Methode werden herkömmliche giftige Chromionen durch Bor-Schwefelsäure ersetzt. Sie verbessert die Nachhaltigkeit und Erschwinglichkeit von Anodisierungsprozessen. Im Allgemeinen wird diese Methode bevorzugt, wenn Umweltaspekte berücksichtigt werden müssen.

 

• Dünnschicht-Anodisierung mit Schwefelsäure

Die andere Art ist die Dünnschicht-Anodisierung mit Schwefelsäure. Wie Chromsäure erzeugt sie eine dünnere Oxidschicht als herkömmliche Arten.

 

Hartschicht-Anodisierung

 

Die letzte Art ist die Hartschicht-Anodisierung, die eine dichte und dicke Oxidschicht auf dem Metall erzeugt. Obwohl bei dieser Methode Schwefelsäure in der Elektrolytkammer verwendet wird, liegt der Unterschied in der Dicke. Mit diesem Verfahren kann eine dicke Schicht zwischen 0,0005 und 0,002 Zoll erzeugt werden.

 

Anwendung:

Das Verfahren ist ideal für Materialien wie Verteidigungsteile, die eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit erfordern. Der Prozess erhöht die Härte des Metalls und schützt es vor extremen Wetterbedingungen.

 

Vorteile und Einschränkungen der Aluminiumanodisierung

Mit der Aluminiumanodisierung sind bestimmte Einschränkungen und Nachteile verbunden.

 

Vorteile

Mit der Aluminiumanodisierung sind bestimmte Vorteile verbunden, darunter:

• Verbesserte Korrosionsbeständigkeit.
• Verlängerte Lebensdauer des Endprodukts.
• Farbenfrohe Optik.
• Glatte Endtextur.
• Einfache Reinigung und Pflege.

 

Nachteile

Jede Münze hat zwei Seiten. Ebenso sind mit der Aluminiumanodisierung bestimmte Einschränkungen verbunden, darunter:

• Geringe Unterschiede in der Aluminiumzusammensetzung des Endmaterials.
• Geringe Unterschiede in den Endabmessungen.
• Änderung der Oberfläche des eloxierten Aluminiums.
• Kompatibilitätsprobleme mit verschiedenen Aluminiumlegierungen. Beim Eloxieren einer Aluminiumlegierung müssen Sie Faktoren berücksichtigen.

 

Moderne Anwendungen der Eloxierung

Die eloxierten Aluminiumteile werden in verschiedenen Bereichen und Branchen verwendet, darunter:

• CNC-Bearbeitungsdienste: Eine der häufigsten Anwendungen der Eloxierung ist die CNC-Bearbeitung. Sie bietet die gewünschten überlegenen Oberflächenfinish-Optionen bei CNC-Diensten. Der Anbieter von Aluminium-CNC-Bearbeitungsdiensten verwendet Eloxierung, um kundenspezifische Teile mit Dicken zwischen 0,002 mm und 0,04 mm herzustellen.
• Luft- und Raumfahrt: Zum Bau präziser und leichter Flugzeugteile.
• Elektronik: Zum Erstellen von Maschinen und Instrumenten mit feiner Textur und Ausstrahlung.
• Gesundheitswesen: Eloxierte Teile werden in Implantaten und anderen Instrumenten verwendet.
• Verteidigung und Bauwesen: Zum Bau wetterfester Werkzeuge und Geräte.
• Automobil: Zum Erstellen langlebiger und ebener Teile von Fahrzeugen und Autos.

 

Andere anodisierungsfreundliche Metalle und Überlegungen

 

Früher glaubten die Leute, dass Anodisieren hauptsächlich mit Aluminium in Verbindung gebracht wird. Das stimmt jedoch nicht. Es besteht kein Zweifel, dass Aluminium kompatibler ist; es gibt auch andere Metalle. Hier ist die Liste der anodisierungskompatiblen Metalle zusammen mit den wichtigsten Überlegungen:

 

Titan

Sie können Titan eloxieren, um seine Widerstandsfähigkeit und Robustheit zu erhöhen. Anodisiertes Titan spielt eine wichtige Rolle in der Kosmetik- und Medizinbranche. Aber Sie sollten wissen, wie man Titan färbt. Anstatt Farbstoffe zu verwenden, verleiht die Dicke der Oxidschicht Titan seine Attraktivität.

 

Magnesium

Dies mag eine unpopuläre Meinung sein, aber Sie können Magnesium eloxieren, um seine Widerstandsfähigkeit zu erhöhen. Allerdings ist zusätzliche Sorgfalt erforderlich, um die Reaktivität des Magnesiums auszugleichen. Zu diesem Zweck müssen Sie Elektrolytlösungen und Parameter berücksichtigen.

 

Zink

Während das Anodisieren von Zink seine Kapazität verbessert, muss es kontrolliert werden, um seine Instabilität zu verhindern. Dies kann zu Defekten und Fehlern in den Endprodukten führen.

 

Tantal

Eloxiertes Tantal wird in der Elektronik- und Automobilindustrie verwendet. Durch die Eloxierung wird seine Biokompatibilität und Widerstandsfähigkeit verbessert, die Dicke muss jedoch kontrolliert werden. Die optimale Dicke ist wichtig, um die Wirksamkeit medizinischer Implantate sicherzustellen.

 

Aluminiumeloxieren und CNC-Bearbeitung

Zweifellos ist Aluminium ein Mehrzweckmetall. Es wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter auch in der CNC-Bearbeitung. Tatsächlich ist das Eloxieren von Aluminium in CNC-Maschinen ein wichtiger Schritt, der die Haltbarkeit bestimmt. Es sorgt auch für Widerstandsfähigkeit und Isolierung für effektive Ergebnisse.

 

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

 

Welche ist die beste elektrolytische Lösung zum Anodisieren von Aluminium?

Schwefelsäure. Sie ist umweltfreundlich und effektiv.

 

Was ist der Unterschied zwischen Anodisieren und Galvanisieren?

Galvanisieren bedeutet, einem anderen Metall eine Metallschicht hinzuzufügen. Anodisieren hingegen bezeichnet den Prozess, bei dem auf der Metalloberfläche ein Schutzschild gebildet wird. Die einzige Gemeinsamkeit besteht darin, dass beide Prozesse Elektrizität verwenden, um die Reaktion abzuschließen.

 

Sind anodisierte Teile haltbar?

Ja, in der Tat! Anodisieren verleiht der Metalloberfläche Widerstandsfähigkeit und ein Finish, sodass sie starker Beanspruchung in verschiedenen Bereichen standhält.

 

Kann ich selbst anodisieren?

Mit den erforderlichen Instrumenten und Lösungen können Sie zu Hause anodisieren. Sie müssen jedoch beim Umgang mit den Anodisierungschemikalien vorsichtig sein, daher empfehlen wir das Tragen von PSA-Sicherheitskits.

 

Kann ich dasselbe Aluminium doppelt anodisieren?

Ja, das können Sie tun. Denken Sie jedoch daran, dass das doppelte Anodisieren desselben Aluminiums dessen Dicke und Festigkeit beeinträchtigt.

 

Ist eloxiertes Aluminium sicher?

Ja, bei eloxiertem Aluminium bestehen keine derartigen Gesundheitsrisiken. Es ist sicher für vielseitige Anwendungen. Deshalb wird es in medizinischen Geräten, Automobilen, der Luft- und Raumfahrt und anderen Branchen verwendet.

 

Ist Eloxieren teuer?

Überhaupt nicht. Eloxieren ist im Vergleich zu anderen Veredelungsmethoden kostengünstig. Im Gegensatz zum Lackieren oder Galvanisieren hält es länger. Gleichzeitig verleiht es dem Metall einen makellosen Glanz, der auf lange Sicht unersetzlich ist.

 

Was sind die Kostenfaktoren beim Eloxieren?

Der Eloxierungsprozess hat verschiedene Kostenfaktoren, darunter Materialart, Farbausführung, Design und Struktur.

 

Wie erreichen wir die ideale Dicke der Oxidschicht?

Konzentrieren Sie sich auf die Faktoren, um die optimale Dicke zu erreichen. Passen Sie die Konzentration der Elektrolyt- und elektrischen Stromdichte je nach Bedarf an.

 

Wie überprüfen wir die Qualität von eloxiertem Metall?

Sie können verschiedene Tests durchführen, um die Qualität der eloxierten Metalle zu überprüfen. Zum Beispiel:

• Härteprüfung
• Korrosionsbeständigkeitsprüfung
• Porositätsqualitätsprüfung

 

Welche Metalle können nicht eloxiert werden?

Bestimmte Metalle wie Kohlenstoff, Eisen und Kupfer können nicht eloxiert werden, da sie keine stabile Oxidschicht bilden können.

 

Fazit

 

Jetzt kennen Sie die Antwort: Wie funktioniert das Eloxieren? Eloxieren ist die beste Methode, um die Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit von Aluminium zu verbessern. Während des gesamten Prozesses müssen jedoch einige Dinge beachtet werden: Tauchen Sie Kathode und Anode immer vollständig in die Elektrolytlösungen ein. Berücksichtigen Sie die Empfindlichkeit und Funktion anderer Metalle. Und vergessen Sie nicht, persönliche Schutzausrüstung zu tragen, wenn Sie Aluminium selbst eloxieren.