2024: Eloxieren von Aluminium, Prozesse und Details, die Sie kennen müssen
Eloxieren ist eine Art Oberflächenveredelung, um Ihre kundenspezifischen Metallteile vor Korrosion zu schützen, Kratzern zu widerstehen und die ästhetische Qualität zu verbessern. Es handelt sich um eine der haltbarsten Oberflächenveredelungen, die es für Metallteile gibt. Eloxiertes Aluminium wird im Jahr 2024 in vielen verschiedenen Branchen weit verbreitet verwendet. Werfen wir heute einen Blick auf das Eloxieren von Aluminium, Prozesse und Details, die zeigen, warum Eloxieren so beliebt und wichtig ist.
In der Architektur wird das Eloxieren von Aluminium verwendet, um die strukturelle Stabilität und Festigkeit von Dächern, Außenflächenpaneelen, Fensterrahmen und mehr zu erhöhen. In der Automobilindustrie wird das Eloxieren von Aluminium zum Schutz der exponierten Teile eingesetzt Aluminiumteile. Bei einigen Produkten, die wir in unserem täglichen Leben sehen, wie MP3-Playern, Kameras und mehr, wird Aluminium eloxiert, um die Festigkeit der äußeren Gussteile zu erhöhen. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie profitieren Töpfe, Pfannen und anderes Kochgeschirr und Utensilien von der Eloxierung von Aluminium. In der industriellen Fertigung wird eloxiertes Aluminium in Anlagenausrüstungen wie Förderbändern, Elektrolyten, Kondensatoren, Waagen und mehr verwendet.
Was ist ein Eloxalprozess?
Beim Eloxieren handelt es sich um einen elektrochemischen Prozess, der die Oberfläche des Metalls in eine dauerhafte, korrosionsbeständige, dekorative und anodische Oxidoberfläche umwandelt. Durch Eloxieren wird die Dicke der natürlichen Oxidschicht auf der Metalloberfläche erhöht. Metallteile werden behandelt und bilden die Anodenelektrode einer Elektrolysezelle. Der Vorgang wird daher als Anodisieren bezeichnet. Eloxieren erhöht die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Es bietet eine bessere Haftung für Grundierungen und Kleber. Anodische Filme werden für viele Effekte verwendet. Zum Beispiel ein kosmetischer Effekt mit einer dicken porösen Beschichtung, die den Farbstoff absorbieren kann, und ein kosmetischer Effekt mit einer transparenten Beschichtung, die Interferenzeffekte mit reflektierten Lichtwellen hinzufügt. Anodische Filme werden üblicherweise zum Schutz von Aluminiumlegierungen aufgebracht. Es gibt Anodisierungsverfahren für Titan, Zink, Magnesium, Niob, Zirkonium, Hafnium und Tantal. Durch Eloxieren werden die mikroskopische Textur der Oberfläche und die Kristallstruktur des Metalls verändert. Eine dicke Beschichtung ist normalerweise porös. Daher ist in der Regel ein Versiegelungsprozess erforderlich, um Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Die Oberfläche von eloxiertem Aluminium ist härter als Aluminium, weist jedoch eine geringe bis mäßige Verschleißfestigkeit auf, die durch Erhöhen der Dicke oder Auftragen von Dichtungsmitteln verbessert werden kann. Anodische Filme sind stärker als die meisten Arten von Farben und Metallbeschichtungen. Bei TEAM Rapid können Sie unser eloxiertes Aluminium verwenden, um die Funktionalität und Optik der Metallteile zu verbessern. Das Eloxieren kann auf einer Vielzahl von Materialien durchgeführt werden. Heute sprechen wir über eloxiertes Aluminium. Hier erfahren Sie, was Sie über das Eloxieren von Aluminium wissen müssen.
Was ist Aluminiumeloxierung?
Das Eloxieren von Aluminium ist ein elektrochemischer Passivierungsprozess. Die Oberflächenschicht eines Aluminiumsubstrats wird in eine Aluminiumoxidschicht umgewandelt. Auf Aluminium befindet sich eine natürliche Oxidschicht, die meist uneben ist. Die dünne Oxidschicht bietet einen schlechten Schutz. Durch die gezielte Anwendung der elektrischen Ladung in einem sauren Elektrolytbad entsteht eine regelmäßige und gleichmäßige Schicht, die die Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erhöht. Außerdem kann die anodische Schicht für die Sekundärverarbeitung verwendet werden, um funktionelle Materialien wie Farben und Schmiermittel einzubauen. Es gibt viele Prozesse und Standards, bei denen eloxiertes Aluminium verwendet wird. Am häufigsten wird es in der Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt. In den Vereinigten Staaten ist MIL-A-8625 die am häufigsten genannte Eloxierungsspezifikation. MIL-A-8625 definiert die Eloxierung von Aluminium als Typ I – Chromsäure-Eloxierung, Typ II – Schwefelsäure-Eloxierung und Typ III – Schwefelsäure-Hartanodisierung.
Wie läuft der Aluminium-Anodisierungsprozess ab?
Stellen Sie bei der Vorbereitung von Aluminium zum Eloxieren sicher, dass die Oberfläche gereinigt und gespült wird. Und dann legen Sie es in ein Bad mit einer Elektrolytlösung wie Schwefelsäure. Wie funktioniert das Eloxieren von Aluminium? Während des Prozesses wird eine positive elektrische Ladung durch das Aluminium geleitet und eine negative Ladung auf die Platten im Elektrolyten aufgebracht. Wie ist der Elektrolyt eine elektrisch leitfähige Lösung? Auf das Aluminium wird eine positive elektrische Ladung aufgebracht, um es zur Anode zu machen. Im Elektrolyten schwebende Platten werden negativ geladen. Die Elektrizität im Stromkreis erzeugt positive Ionen, die von den negativen Platten angezogen werden. Die Elektrizität im Stromkreis erzeugt positive Ionen, die von den negativen Platten angezogen werden. Und negative Ionen strömen zur positiven Anode.
Zusammenfassung: Im Allgemeinen läuft der Prozess zum Eloxieren von Aluminium wie folgt ab:
1. Ein Elektrolytlösungsbad wird aufgebaut. Dies wird mit Farbstoffen verstärkt oder nicht.
2. Das Metall wie Aluminium wird in die Elektrolytlösung eingetaucht.
3. Beim Eintauchen des Metalls wird ein Gleichstrom durch die Elektrolytlösung geleitet, um Sauerstoff und Wasserstoff freizusetzen.
4. Wenn der Prozess stattfindet, reagiert der Sauerstoff auf der Oberfläche des Metalls. Es fungiert als Anode, wenn der Wasserstoff an seiner Oberfläche als Kathode wirkt. Diese Reaktion erfolgt als Aufbau von Aluminiumoxid.
Barriereschichten aus eloxiertem Aluminium
Durch die elektrochemische Reaktion bilden sich Poren auf der Oberfläche des Aluminiums, weil überschüssige positive Ionen austreten. Das Aluminium an der Oberfläche verbindet sich mit den negativ geladenen O2-Ionen zu Aluminiumoxid. Dies ist die Barriereschicht, die vor weiteren chemischen Reaktionen schützt. Die Poren dringen immer tiefer in den Untergrund ein. Bei nicht harten Beschichtungen kann die Tiefe mehr als 10 Mikrometer betragen. Wenn dieses Niveau erreicht ist und keine Farbe hinzugefügt werden muss, wird der Vorgang abgebrochen und die Oberfläche kann durch Spülen mit Wasser versiegelt werden. Sie erhalten die harte und natürliche Aluminiumoxid-Beschichtung, die chemischen Angriffen standhält und kratzfest ist.
Hart eloxieren
Hartanodisieren wird auch Typ III genannt. Auch bei dieser Methode wurde Schwefelsäure verwendet. Es entsteht eine dickere Eloxalschicht. Zur Einfärbung eignet sich Hartanodisieren. Es bietet besseren Korrosionsschutz und Verschleißfestigkeit in rauen Umgebungen. Das manuelle Eloxieren erfordert mehr Zeit und ist teurer. Es sorgt für hervorragende Ergebnisse.
Braucht Aluminium einen Korrosionsschutz?
Eloxiertes Aluminium kann sich in Gegenwart von Sauerstoff zersetzen, obwohl Aluminium nicht rostet. Sauerstoff ist reaktiv. Wenn die Aluminiumteile der Atmosphäre ausgesetzt werden, bildet sich auf der Oberfläche eine Schicht aus Aluminiumoxid, die vor Korrosion schützt. Aluminium hält mehr als nur reinem Wasser und Luft stand. Saurer Regen und Salzwasser können Schwachstellen auf den Oberflächen von eloxiertem Aluminium ausnutzen.
Wie lässt sich Aluminium farbig eloxieren?
Beim Eloxieren wird farbig eloxiertes Aluminium zunehmend benötigt. Die in die Oberfläche geätzten Poren eignen sich ideal zum Einbringen von Farbtönen oder Pigmenten. Das Pigment füllt die leeren Poren bis zur Oberfläche auf. Eloxierte Farben sind langlebig. Die Farbe kann nicht von der Oberfläche abgekratzt werden, da die Farben tief im Inneren liegen. Es kann nur durch Abschleifen des Untergrundes entfernt werden.
Eloxiertes Aluminium hat einen metallischen Glanz
Nach dem Einfärben des eloxierten Aluminiums erhält es eine charakteristische metallische Optik. Es entsteht durch die gleichmäßige elektrochemische Ätzung; Es bleibt eine raue Oberfläche zurück. Je tiefer die Poren sind, desto rauer ist die Oberfläche und die Farben sind haltbarer. Licht, das auf Oberflächenteile trifft, interagiert mit dem Farbstoff und teilweise mit dem ungefärbten Metall.
Auch andere Materialien können eloxiert werden
Anodisieren kann auch bei anderen Materialien wie Magnesium, Titan und leitfähigen Kunststoffen funktionieren. Der Eloxierungsprozess ist nicht teuer. Es ist zuverlässig und langlebig. Das Eloxierungsverfahren wird häufig bei architektonischen Beschlägen eingesetzt, da es schön und unempfindlich gegenüber Witterungseinflüssen ist.
Titan
In der Schmuck- und anderen Dekorationsproduktindustrie wird das Eloxieren von Aluminium häufig zur Verbesserung der Produkte eingesetzt. Bei Eheringen wird zunehmend eloxiertes Titan verwendet, da es hart ist und kaum allergische Reaktionen hervorruft.
Tantalum
Eloxiertes Tantal wird zur Herstellung von Kondensatoren und zur Dekoration verwendet. Tantal kann manipuliert oder eloxiert werden, um eine breite Farbpalette zu erhalten. Durch Änderung der Anodisierungsspannung und -temperatur kann die Filmdicke gesteuert werden. Normalerweise liegt die Dicke des eloxierten Tantalfilms zwischen 18 und 23 Angström pro Volt.
Niob
Eloxiertes Niob wird zu dekorativen Zwecken verwendet. Eloxiertes Niob ist ein Bestandteil von Gedenkmünzen und Schmuck. Ähnlich wie Tantal kann eloxiertes Niob in einer Vielzahl von Farben und Schichtdicken vorliegen.
Zink
Zinkdienstleistungen mit alternativen Methoden. Zink wird nicht oft eloxiert. Beim Eloxieren hingegen wird von der International Lead Zinc Organization ein Verfahren eingeführt, um olivgrünes Zink zu erhalten, das hart und korrosionsbeständig ist.
Magnesium
Magnesium ist ein ziemlich normales, eloxiertes Grundmaterial. Hersteller versiegeln Magnesium mit Öl, Wachs und anderen ähnlichen Materialien. Eloxiertes Magnesium wird häufig als Grundierung verwendet.
Ist es unmöglich, das gesamte Teil zu eloxieren?
Beim Eloxieren wird ein Teil in eine Reihe chemischer Bäder getaucht. Die Teile sollten aufgehängt werden, damit sie nicht auf den Boden des Tanks fallen. Wenn die Haltevorrichtung die Teile berührt, wirken die Anodisierungschemikalien nicht richtig. Daher ist es besser, am Teil eine Stelle vorzusehen, die zum Aufhängen genutzt werden kann.
Welche Vorteile bietet das Eloxieren von Aluminium?
Das Verfahren zum Eloxieren von Aluminium wird häufig für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Eloxierte Aluminiumteile finden Sie beispielsweise in Flugzeugen, Konsumgütern, Sportgeräten, Elektronik und mehr. Eloxierte Aluminiumteile sind langlebig und hart. Da eloxierte Aluminiumteile abriebfest und korrosionsbeständig sind, eignen sie sich für den Einsatz in rauen Umgebungen. Es bietet auch eine Wärmedämmung für Metallprodukte. Durch den Prozess des eloxierten Aluminiums halten Metallteile länger als Rohteile. Die Beschichtung ist dünner als Farben und Pulver. Eloxierte Aluminiumteile haben eine umweltfreundliche Oberfläche und sind recycelbar. Im Vergleich zum Lackieren und Pulverbeschichten ist die Nachbearbeitungstechnik erschwinglich.
Design eloxierter Teile
Wenn Sie ein eloxiertes Aluminiumteil wünschen, müssen Sie eine Reihe von Anwendungsfaktoren berücksichtigen. Zum Beispiel die Dicke, Härte und Farbe des gewünschten Films. Anhand dieser Faktoren können Sie über Details, Lösungszusammensetzung, Elektrolytkonzentration, Lösungstemperatur, Säuregehalt und Stromspannung entscheiden. Wenn Sie härtere und dickere Filme wünschen, müssen Sie schwächere Lösungen in Verbindung mit höheren Spannungen und niedrigeren Temperaturen verwenden. Wenn Sie flexiblere und weichere Filme wünschen, verwenden Sie eine stärkere Lösung gepaart mit niedrigeren Spannungen und höheren Temperaturen.
Maschinen für den Eloxalprozess
Um Materialien zu eloxieren, benötigen Hersteller ein anderes System. Hier bei TEAM Rapid bieten wir unseren Kunden Eloxierungskits an. Wir verwenden Eloxierungsgeräte, zu denen Eloxierungsgleichrichter und Eloxierungsgleichrichtersteuerungen gehören.
1, Anodisierungsgleichrichter
Anodisierungsgleichrichter wandeln Wechselstrom in DA um. Mit diesem Gleichstrom werden Teile eloxiert, die korrosionsbeständig sind.
2, Anodisierungsgleichrichter-Controller
Anodisierungsgleichrichtersteuerungen ermöglichen die Manipulation von Anodisierungsvorgängen. Anodisierungsgleichrichtersteuerungen werden mit CNC-Technologie und Computerprogrammierung kombiniert. Damit lassen sich eloxierte Teile mit präziser Schichtung und Farbgebung herstellen.
Ähnliche Prozesse
Hier bei TEAM Rapid verwenden wir Chromsäure-Anodisierung (Typ I), Schwefelsäure-Anodisierung (Typ II) und Schwefelsäure Säureharter Mantel(Hartbeschichtungs-)Anodisierung oder Hartanodisierung (Typ III) zur Durchführung von Projekten mit eloxiertem Aluminium.
Typ I
Dies ist das älteste und am häufigsten verwendete Eloxierungsverfahren. Bei diesem Prozess wird ein reaktives Metall mit einem elektrolytischen Prozess kombiniert, bei dem Chromsäure zum Einsatz kommt. Die Anodisierung wird eingeleitet, indem eine sauerstoffproduzierende Anode an das zu behandelnde Metall angebracht und in eine Elektrolytlösung getaucht wird. Die Spannung des Stroms erhöht sich, da die Anode Sauerstoff erzeugt und einen Oxidfilm erzeugt. Typ I eignet sich hervorragend zum Eloxieren. Die Dicke von Aluminium wird lediglich um 0.02 bis 0.04 mil reduziert, was weniger ist als die Reduzierungsraten, die bei anderen Typen möglich sind. Typ I ist umweltschädlich.
Typen II und III
Typ II und Typ III verwenden eine andere korrosive Lösung, eine Schwefelsäurelösung. Diese Lösung ist eine aus Schwefeldioxid gebildete Säure und ist dicht und ölig. Die Prozesse vom Typ II und Typ III sind ähnlich, die Leistungstemperatur und die Stromdichte sind jedoch unterschiedlich. Die helle Tauchanodisierung ist eine bemerkenswerte Unterart der Typ-II-Eloxierung.
Helle Taucheloxierung
Wenn das Aluminium auf Glanzniveau aufgehellt werden muss, kommt dieses Verfahren zum Einsatz. Helles Taucheloxieren eignet sich am besten für Rohaluminium.
Typ III
Die Eloxierung von Aluminium vom Typ III wird bei niedrigeren Temperaturen und höherer elektrischer Stromdichte durchgeführt. Es erhöht das anodische Wachstum und erzeugt härtere Oberflächen. Typ I, II und III können nur auf Aluminium und Aluminiumlegierungen angewendet werden. Wenn Sie Nichtaluminiummetalle eloxieren müssen, können bei TEAM Rapid Chromatierungsbeschichtungen, klare Eloxierungen, farbige Eloxierungen, schwarze Eloxierungen, Titan-Eloxierungen und andere kundenspezifische Eloxierungsverfahren eingesetzt werden.
Chromat-Konversationsbeschichtung
Das Chromatumwandlungs-Ausrollen unterscheidet sich vom Eloxieren. Dadurch bleibt die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium erhalten, anstatt sie zu neutralisieren.
Bei der Chromatumwandlungsbeschichtung wird sechswertiges Chrom oder nicht sechswertiges Chrom verwendet.
Um die mit dieser Kategorisierung verbundenen Probleme zu vermeiden, verwenden viele Hersteller nicht-sechswertiges Chrom, ein umweltfreundliches alternatives Beschichtungsmaterial, das sowohl den Anforderungen der Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe als auch der Richtlinie zum Recycling von Altfahrzeugen der Europäischen Union entspricht.
Klar eloxiert
Klares Eloxieren ist die übliche Art der Eloxalbeschichtung. Bei diesem Prozess kommt am Ende Schwefelsäure und Heißwasserversiegelung zum Einsatz. Klares Eloxieren wird häufig für Automobilanwendungen verwendet.
Farbeloxieren
Farbeloxieren wird in ästhetischen Anwendungen eingesetzt. Dieser Prozess wird normalerweise nach der anfänglichen Eloxierung und Versiegelung eines Teils angewendet. Um gelbe, weiße und schwarze Farben zu erzielen, werden Metallsalze oder organische Farbstoffe verwendet.
Organisches Eloxieren
Beim Einsatz organischer Säuren kommt organisches Eloxieren zum Einsatz. Bei TEAM Rapid wenden wir dieses Verfahren sehr vorsichtig an, da diese Säuren dazu führen, dass der Strom das Aluminium ungewöhnlich aggressiv behandelt. Diese Behandlung führt zu Lochfraß oder Narbenbildung.
Aluminium-Anodisierungsservice für Ihre kundenspezifischen Metallteile
Team Rapid bietet Beratung zu den vielen verschiedenen Veredelungsdienstleistungen, darunter Aluminium-Eloxierung, Lackierung, Siebdruck usw. für Ihre Anforderungen an Rapid Prototyping und Kleinserienfertigung. Unsere Ingenieure helfen Ihnen, die schnelle Fertigung Lösung, die zu Ihrer Markteinführungszeit und Ihrem Budget passt, lassenFangen Sie noch heute an!
Kontakt