Was ist eloxiertes Aluminium? Plus 5 häufig gestellte Fragen dazu

Eloxieren gehört zu den häufigsten Nachbearbeitungsvorgängen, die an Aluminiumteilen durchgeführt werden. Es ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem ein Aluminiumteil in eine Reihe von Tanks getaucht wird, wodurch die Aluminiumoberfläche in eine dauerhafte und korrosionsbeständige Oberfläche umgewandelt wird.

Um festzustellen, ob Eloxieren für ein bestimmtes Teil die richtige Wahl ist, müssen Produktdesigner zunächst verstehen, wie es die Festigkeit, Dicke, Farbe und Wärmeleitfähigkeit von Aluminium beeinflusst.

Dieser Artikel enthält Antworten auf fünf häufig gestellte Fragen zu eloxiertem Aluminium. Wenn Sie Eloxieren in Ihrem bearbeiteten Produkt implementieren möchten, ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie!

1) Wie funktioniert Eloxieren?

Beim Anodisierungsprozess wird ein sauberes Aluminiumteil in ein chemisches Elektrolytbad getaucht und behandelt. Dieses chemische Bad besteht typischerweise aus Schwefel- oder Chromsäure (einer elektrisch leitfähigen Lösung).

Als nächstes wird ein elektrischer Gleichstrom an dieses chemische Bad angelegt, wodurch eine positive elektrische Ladung auf dem Aluminiumteil und eine negative Ladung in den Elektrolytplatten erzeugt wird. Die resultierende elektrochemische Reaktion erzeugt Poren auf der Oberfläche des Teils. Diese Poren verbinden sich mit den negativ geladenen O₂-Ionen im Elektrolyten zu einer zellularen Oxidschicht (Aluminiumoxid) auf dem Bauteil.

Bildquelle:Vicente Neto, CC BY 4.0, über Wikimedia Commons

Diese Aluminiumoxidschicht ist haltbarer und korrosionsbeständiger als das darunterliegende Aluminiumsubstrat. Nahezu jedes Aluminiumteil bildet jedoch auf natürliche Weise eine Aluminiumoxidschicht, wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird. Was also macht den Anodisierungsprozess einzigartig, und warum sollten Sie sich die Mühe machen, etwas zu erreichen, das ziemlich natürlich vorkommt?

2) Warum Aluminiumteile eloxieren?

Wenn Sie ein normales Aluminiumteil der Atmosphäre aussetzen, bildet sich auf der Oberfläche des Teils eine Aluminiumoxidschicht. Diese Schicht ist jedoch normalerweise sehr dünn und kann sich leicht abnutzen, insbesondere wenn Sie sie zerkratzen oder in Bereichen mit verschmutzter Luft verwenden.

Im Gegensatz zu normalem Aluminium hat ein eloxiertes Aluminiumteil sein Aluminiumoxid jedoch tief im Aluminiumsubstrat. Beispielsweise können die bei der elektrochemischen Reaktion gebildeten Poren (und die zelluläre Oxidschicht) bis zu 25 Mikrometer erreichen. Als Ergebnis hätten Sie eine Aluminiumkomponente, die korrosionsbeständig und kratzfest ist und nahezu jedem chemischen Angriff standhalten kann.

3) Macht Eloxieren Aluminiumteile stärker?

Materialhärteprüfer

Eloxieren macht eine Aluminiumkomponente nicht stärker oder schwächer. Stattdessen erhöht es die Härte von Aluminium, die die Widerstandsfähigkeit der Aluminiumkomponente gegen Oberflächeneindrücke, Kratzer oder Abrieb beschreibt. Beispielsweise kann ein eloxiertes Aluminiumbauteil dreimal härter sein als die ursprüngliche Aluminiumlegierung.

Außerdem sind eloxierte Aluminiumteile in der Regel leichter als andere Metalle wie Kupfer und Edelstahl. Diese einzigartige Eigenschaft macht sie ideal für Luft- und Raumfahrtanwendungen, die Leichtmetalle erfordern.

4) Verbessert Eloxieren die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium?

Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu übertragen oder zu leiten. Diese Fähigkeit steigt mit der Menge an Wärmefluss, Materialdicke und Oberfläche des Materials.

Da das Eloxieren eine zusätzliche Oxidschicht auf der Oberfläche eines Aluminiumbauteils bildet, würden Sie zustimmen, dass es die Dicke und die Oberfläche des Bauteils erhöht. Als Ergebnis hat das anodisierte Aluminium eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit als eine unfertige Aluminiumkomponente. Dadurch sind eloxierte Aluminiumteile ideal für die heutigen Kühlkörperanwendungen in der Elektronik und anderen thermischen Systemen.

5) Welche Eloxalarten gibt es?

Eloxieren wird üblicherweise gemäß dem MIL-A-8625-Standard in drei Typen eingeteilt:

• Typ I Eloxieren
• Typ II Eloxierung
• Typ III Anodisierung

Der Anodisierungsprozess vom Typ I , auch Chromsäureanodisierung genannt, verwendet ein chemisches Chromsäurebad, um Beschichtungen (oder Oxidschichten) auf der Aluminiumoberfläche zu erzeugen. Es erzeugt eine dünne Beschichtung (bis zu 2,5 Mikron) und ist ideal für Anwendungen, bei denen minimaler Korrosionsschutz und Lackhaftung erforderlich sind.

Das Typ-II-Anodisierungsverfahren verwendet ein chemisches Schwefelsäurebad, um eine Oxidschicht auf der Aluminiumkomponente zu erzeugen. Diese Anodisierungsart erzeugt eine Oxidschicht von bis zu 25 Mikrometer Dicke, wodurch sie korrosionsbeständiger sind als eloxierte Aluminiumteile vom Typ I. Da sie außerdem dickere Oxidschichten (und Poren) haben, halten sie Farbstoffe und Färbungen besser zurück als eloxierte Teile vom „Typ I“.

Das Typ-III-Anodisierungsverfahren , auch Hardcoat-Anodisierung genannt, erzeugt Oxidschichten, die dicker als 25 Mikrometer sind. Es verwendet Schwefelsäure als chemisches Bad, wie beim Eloxieren vom Typ II. Allerdings wird der elektrische Strom bei diesem Verfahren länger zum Fließen gebracht als beim Eloxieren vom Typ II. Dadurch können sie dickere Schichten erzeugen und sind korrosionsbeständiger als eloxierte Teile vom Typ I und Typ II.

6) Die Kosten für das Eloxieren von Aluminium zu Hause

Wenn Sie nach einer Möglichkeit suchen, Ihre Aluminiumprodukte zu schützen und Geld zu sparen, ist Eloxieren eine ausgezeichnete Wahl. Dieser Prozess ist dem Streichen weit überlegen und kann zu einem Bruchteil der Kosten in Ihrem eigenen Zuhause durchgeführt werden.

Die tatsächlichen Kosten, die mit dem Prozess verbunden sind, hängen davon ab, wo Sie wohnen und welches Teil Sie eloxieren möchten. Je größer das Teil und je härter die Beschichtung, desto mehr kostet es. Es ist jedoch immer noch billiger und schneller, es zu Hause zu tun.

Wenn Sie Aluminium im großen Maßstab eloxieren, ist es wichtig, daran zu denken, Ihre Ausrüstung an einem gut belüfteten Ort aufzustellen. Wenn Sie Ihre Artikel in großen Mengen kaufen, können Sie außerdem Geld sparen.

Die Beschaffung von Schwefelsäure kann sich je nach Wohnort als schwierig erweisen, aber Sie finden sie normalerweise in Feuerlöscher-Fachgeschäften oder wissenschaftlichen/chemischen Versorgungsunternehmen. Der Kauf von Schwefelsäure in großen Mengen kann jedoch eine Lizenz oder Genehmigung erfordern, also erkundigen Sie sich zuerst bei den örtlichen Behörden.

7) Benötigte Materialien zum Eloxieren von Aluminium

Die meisten Materialien, die zum Eloxieren von Aluminium benötigt werden, sind einfach und leicht zu finden. Sie sind auch relativ preiswert. Wenn Sie dies regelmäßig zu Hause tun möchten, möchten Sie vielleicht Ihre eigene Eloxalstation einrichten.

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Hier sind die Artikel, die Sie benötigen:

• Destilliertes Wasser
• Tanks und Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten während des Prozesses
• Schwefelsäure
• Eine Kathode
• Säureneutralisator
• Entfetter
• Aluminiumdraht oder Titandraht
• Lauge
• Farbe (jede Farbe, die Sie wünschen)
• Eine Batterie (oder eine andere Stromquelle)

Sie sollten auch einen gut belüfteten Ort finden, um die Eloxalstation einzurichten; Stellen Sie sicher, dass Sie eine Schutzbrille, Handschuhe und eine Atemschutzmaske tragen.

Zusätzlich zu den von uns aufgeführten Artikeln möchten Sie unserer Meinung und Erfahrung nach auch einige optionale Dinge kaufen, die die Arbeit erleichtern. Dazu gehören:

• Tischtennisbälle (Sie können diese in den Tank legen, um die Bildung von Säurenebel zu verhindern)
• Ein Agitator
• Billiger Wasserkocher für die Farbe
• Ein Küchenthermometer zur Kontrolle der Temperaturen

8) Eloxieren von Aluminium – Die grundlegenden Schritte

Sobald Sie alles, was wir oben aufgelistet haben, gesammelt haben, müssen Sie nur noch die folgenden Schritte ausführen.

1 – Verwenden Sie Stahlwolle oder sogar ein leicht scheuerndes Geschirrspülpad, um die Oberfläche des zu eloxierenden Aluminiums zu schrubben. Dies hilft dabei, Bearbeitungsspuren vom Metall zu entfernen.

2 – Der nächste Schritt besteht darin, Ihre gesamte Sicherheitsausrüstung anzuziehen, d. h. Handschuhe, Schutzbrille usw.

3- Reinigen Sie das Teil mit einem Entfetter und waschen Sie es dann mit destilliertem Wasser.

4 – Bereiten Sie die Laugenlösung vor, normalerweise 10 bis 20%. Fügen Sie ungefähr vier Esslöffel Lauge zu einer Gallone Wasser hinzu. Mischen Sie diese Lösung mit reinem destilliertem Wasser und legen Sie die Teile hinein. Trage Gummihandschuhe und warte ein paar Minuten, während die Lösung in das Aluminium einzieht. Sie sollten Blasen aufsteigen sehen, um anzuzeigen, dass die Oberfläche des Aluminiums gescheuert wird. Dies sollte nicht länger als 5 Minuten dauern.

5 – Nehmen Sie das Teil aus dem Laugenbad und spülen Sie es mit destilliertem Wasser ab. Stellen Sie sicher, dass das Teil sauber ist. Wenn Sie sehen, dass Wasser von der Oberfläche abperlt, spülen Sie es noch ein paar Mal ab.

6 – Sie möchten das Teil dann an einem Aluminium- oder Titandraht befestigen. Es sollte eine solide Verbindung haben und bedenken Sie, dass dort, wo der Draht mit dem Teil in Kontakt war, eine nicht eloxierte Markierung vorhanden ist. Wählen Sie den Standort also mit Bedacht aus.

7– Der nächste Schritt besteht darin, ein Bad herzustellen, indem Schwefelsäure in destilliertes Wasser gegossen wird. Sie tun dies, indem Sie 1 Teil Säure mit drei Teilen destilliertem Wasser mischen. Unabhängig von der Umgebungstemperatur ist es jedoch wichtig sicherzustellen, dass das Bad eine Temperatur von 70 Grad Fahrenheit hat. Wenn es über diese Temperatur oder unter 65F geht, wird es den Prozess ruinieren und die Ergebnisse werden enttäuschend sein.

8 – Sie werden dann die Kathode in den Tank geben, aber stellen Sie sicher, dass sie nicht den Teil berührt, den Sie eloxieren möchten. Die zu eloxierenden Teile sollten im Tank aufgehängt werden, sodass sie nichts berühren. Sie fügen dann eine kleine Heizung und ein Thermometer hinzu. Die Oberfläche des Bades kann auch mit Tischtennisbällen belegt werden.

9 – Starten Sie den Prozess erst, wenn die Temperatur im Bad 70 Grad beträgt.

10 – Schließen Sie als nächstes Ihre Stromversorgung an und verbinden Sie sie mit dem Pluspol der Batterie oder der Stromversorgung. Das Negativ wird dann an die Kathode angeschlossen. Hier müssen Sie vorsichtig sein, da das Bad gefährliche Dämpfe abgibt.

11 – Sie sollten die Stromstärke basierend auf der Oberfläche einstellen, die Sie eloxieren möchten. Wenn Sie eine harte Oberfläche wünschen, stellen Sie ihn auf 0,03 Ampere pro Quadratzoll ein; Wenn Sie etwas Weicheres wollen, das den Farbstoff aufsaugt, wählen Sie 0,02 Ampere.

12 – Wir empfehlen, zunächst mit 16 Volt zu beginnen. Einige Online-Rechner können Ihnen dabei helfen, aber zu Hause sind 16 Volt ziemlich gut. Wichtig ist hier jedoch, die Temperatur im Tank im weiteren Verlauf des Prozesses im Auge zu behalten. Die Temperatur steigt während des Vorgangs oft an, sodass Sie es nicht in Ruhe lassen können.

13 – Sobald der Eloxalprozess in Gang kommt, können Sie mit dem Erhitzen der Farbstoffe beginnen. Die meisten Farben funktionieren gut bei 140 ° F, aber Sie möchten vielleicht einige Farben abkühlen. Alle Farbmarken sind ein wenig anders und sollten etwas experimentiert werden.

14 – Bereiten Sie dann einen Tank mit destilliertem Wasser und den anderen mit einem Säureneutralisator vor.

15 – Wenn Sie fertig sind, schalten Sie den Strom aus, nehmen Sie die Teile aus dem Tank und tauchen Sie sie dann 15 Sekunden lang in destilliertes Wasser. Anschließend ca. 5 Minuten im Neutralisationstank spülen. Sie sollten eine zweite Spülrunde für 5 Minuten im Neutralisator durchführen. Dann wieder mit destilliertem Wasser, bevor Sie die Teile in die Farbe tauchen. Die Teile nehmen sofort Farbe auf, aber Sie müssen sie je nach gewünschter Intensität etwa 15 Minuten einwirken lassen.

16 – Nach Abschluss des Färbevorgangs müssen Sie die Teile 15 Minuten lang kochen. Dies hilft, den Farbstoff zu härten und eine feste Versiegelung zu gewährleisten.

Aluminium-eloxiertes Finish:Gensun kann helfen

Jetzt, da Sie zumindest etwas über Eloxaloberflächen wissen, stimmen Sie zu, dass eloxierte Aluminiumteile mehrere Vorteile gegenüber normalen Aluminiumteilen bieten. Der Eloxalprozess ist jedoch nicht so einfach, wie es scheint:Er erfordert spezielle Technologien und Fachwissen.

Gensun Precision Machining ist ein führender Anbieter hochwertiger Fertigungsdienstleistungen in ganz Asien. Wir fertigen Produkte nicht nur präzise mit unseren hochmodernen CNC-Bearbeitungstechnologien, sondern bieten auch ein breites Spektrum an Oberflächenveredelungsdiensten, einschließlich Eloxal-Oberflächen für Aluminium.

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Hinweis:Dieser Artikel wurde ursprünglich im April 2021 veröffentlicht und im Mai 2022 aktualisiert