Eloxieren: Funktionsweise und Vorteile

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Was ist Eloxieren?

Das Eloxieren ist eine technische Oberflächenbehandlung von Aluminium. Aluminium besitzt bereits von Natur aus eine dünne schützende Oxidschicht (ca. 30 nm dick).

eloxieren von Aluminium

Beispiel eines Bauteils mit Eloxal (rot und Blau)

Eine höhere Schichtdicke durch die natürlich stattfindende Oxidation ist aufgrund der sich ausgebildeten isolierenden AL2O3 Schicht nicht möglich. Dadurch ist die natürliche Oxidschicht häufig zu dünn, um ausreichenden Resistenzen gegen chemische und mechanische Einwirkungen zu bieten.

Im Gegensatz dazu kann mit Hilfe dem elektrochemischen Verfahren Eloxieren die Schichtdicke der Oxidschicht nennenswert erhöht werden.

Hinweis zur Nomenklatur: Ein durch das Verfahren Eloxieren behandelter Aluminiumwerkstoff erhält die so bezeichnete Eloxal – Schicht (elektrolytisch oxidiertes Aluminium).

Vorteile und Eigenschaften der Eloxalschicht:

    • Verbesserter Korrosionsschutz
    • Kein Schichtdickenwachstum an Bauteiloberfläche, somit bleiben die Bauteile maßhaltig
    • Elektrische Isolation durch die Oxidschicht
    • Höhere Oberflächenhärte als Grundwerkstoff (ca. 200-350 HV)
    • Verbesserte Kratzfestigkeit und Verschleißfestigkeit
    • Kosmetisch schönere Oberflächen
    • Veränderte Optik und Haptik

Beliebiges Einfärben der Aluminiumoberfläche ist beim Eloxieren möglich. Hierbei übliche Farben sind gold, rot, blau, grün, natur, schwarz, sowohl matt als auch glänzend.

Ist eine Aluminiumoberfläche mit höherer Verschleißfestigkeit bzw. höherer Schichtdicke oder Härte gefordert, so stellt das Harteloxieren eine Alternative zum Eloxieren dar (Link zu Wikipedia)

Eloxierverfahren – Beschreibung des technischen Verfahrens

Vorbehandlung der Bauteile

Zunächst wird die Oberfläche des Werkstücks entfettet und gebeizt. Durch das Entfetten werden störende Fettrückstände an der Oberfläche entfernt und durch die Beize wird die bereits vorhandene natürliche Oxidschicht entfernt.

Eigentlicher Eloxiervorgang

Der elektrolytische Prozess des Eloxierens findet mit Gleich (Anodisieren, Anodische Oxidation von Aluminium ) –oder Wechselstrom im Säurebad statt. Die verwendete Säure ist dabei Schwefelsäure, Chromsäure bzw. Oxalsäure.

Wenn das Eloxieren unter Gleichstrom durchgeführt wird, bezeichnet man diesen Vorgang auch als Anodische Oxidation bzw. Anodisieren. Das Werkstück stellt in diesem Fall die Anode dar. Als Kathode dient z.B. eine in das Säurebad eingesetzte Bleiplatte.

Der Eloxiervorgang dauert je nach gewünschter Schichtdicke und eingestellten Prozessparametern ca. 15 – 60 Minuten. Sowohl die Säurekonzentration, als auch Stromstärke, Temperatur und Reinheit des Bads haben einen Einfluß auf die erreichte Schichtqualität und Schichtstärke.

Für vollständiges Eloxieren wird das Bauteil komplett untergetaucht. An den Stellen an denen das Bauteil verankert wird, findet jedoch kein Schichtdickenwachstum statt. Es empfiehlt sich mit dem verarbeitenden Betrieb die entsprechenden Haltestellen vorab zu definieren.

chemische Reaktion beim Eloxieren

Die dabei ablaufende chemische Reaktion ist wie folgt:

Eloxieren - Formel

 

 

Verdichten

Um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu erhöhen, erfolgt als letzter Arbeitsschritt das Verdichten.

Schließlich ist die beim Eloxieren entstehende Schicht leicht porös. Demzufolge können sich korrosive Stoffe leicht in die Poren einlagern und die Korrosion beschleunigen. Durch das Verdichten hingegen werden die unerwünschten offenen Poren in der Eloxalschicht verschlossen.

Der Prozess des Verdichtens findet meist in Wasser oberhalb des Siedepunkts statt. Hierbei lagert sich Aluminiumhydroxid in die Poren ein.

Weitere hilfreiche Informationen zum Eloxieren findest Du auch auf folgender Seite:

http://www.sr71.dyndns.info/info–eloxieren-von-aluminium.php

 Anwendungsbeispiele zum Eloxieren

  • farbige Fahrradteile (Fahrradnabe, Bremssattel u.ä.)
  • Sichtteile, Fahrwerksteile in der Automobilindustrie
  • Hausfassaden, Türen
  • Sichtteile im Möbelbau
  • Sportartikel wie Fitnessgeräte, Kletterhaken u.ä.
  • Eingefärbte Sichtteile im Modellbau

Zusammenfassung

Durch das Eloxieren erhält das Aluminium eine isolierende, verschleißschützende und auf Wunsch auch eingefärbte Oberfläche (Eloxalschicht), die in das Bauteil hineinwächst und damit die Maßhaltigkeit des Werkstücks nicht beeinflusst.

Das Werkstück wird hierzu durch elektrolytische Oxidation in einem Säurebad gesetzt. Typische Anwendungen sind Oberflächenveredelungen von Verkleidungen und Fahrwerksbauteile im Automobilbau, architektionische Sichtelemente und viele Sportartikel (z.B. Karabinerhaken).

In Summe ist das Eloxieren das Mittel zur Wahl wenn es um die einfache und günstige Oberflächenbehandlung von Aluminium geht. Auch die ansonsten schwierige Einfärbung der Aluminiumoberfläche ist mithilfe des Eloxierens ohne weiteres möglich.

Internetquellen
[1) http://de.wikipedia.org/wiki/Eloxal-Verfahren]
[2) http://www.modell-bau.org/aluminium-eloxieren]

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