Sie finden eloxierte Aluminiumprodukte häufig in Ihrem Alltag. Eloxieren ist eine einfache Oberflächenbehandlung, die vor Korrosion schützt und dem Aluminium zugleich etwas Farbe verleiht. Eloxierte Oberflächen findet man bei Sportgeräten, Automobilteilen, Handheld-Geräten und vielen anderen Produkten.
Falls Sie sich wundern, ob Eloxieren die beste Oberflächenbehandlung für Ihre Aluminiumprodukte ist, oder wenn Sie mehr über das Verfahren und dessen Vorteile erfahren möchten, lesen Sie diesen Artikel.
Hier finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Eloxieren von Aluminium, die Ihnen bei der Entscheidung, ob dieses Verfahren für Sie das Richtige ist, helfen werden.
1) Was ist eloxiertes Aluminium?
Wenn Metall bestimmten Bedingungen ausgesetzt ist, wie Sauerstoff und Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft, bildet sich auf der exponierten Oberfläche eine dünne Metalloxidschicht. In den meisten Fällen ist die Oxidschicht passiv, d. h. sie reagiert nicht mehr mit dem Umfeld wie das bei Metall im Rohzustand der Fall ist. Der Rost, der sich auf nicht mit einer Schutzschicht behandeltem Eisen bildet, ist ein gutes Beispiel dafür.
Wie bei Eisen und anderen Metallen bildet sich auch auf Aluminium eine natürliche Oxidschicht, wenn es mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit in Kontakt kommt. Diese Oxidschicht auf Aluminium ist jedoch nicht schuppig oder übermäßig porös, wie das beim Eisen der Fall ist. Sie dient dagegen als Schutzschicht, die eine weitere Oxidation verhindert.
Aluminium bildet also seine eigene sehr dünne Korrosionsschutzschicht, indem es sich selbst leicht korrodiert. Das ist vergleichbar mit der menschlichen Haut, die sich bräunt, um vor weiteren Schäden durch UV-Strahlen zu schützen.
Beim Eloxieren von Aluminium wird diese natürlich gebildete Schutzschicht aus Oxid verstärkt. Die von der natürlichen Oxidschicht gebotenen schützenden Eigenschaften werden durch das Eloxalverfahren verbessert und sind in den folgenden Abschnitten beschrieben.
2) Wie funktioniert das Eloxalverfahren?
Entgegen der häufigen ersten Annahme wird beim Eloxieren kein Produkt auf die Aluminiumoberfläche aufgetragen. Wie oben erklärt, nutzt dieses Verfahren die natürliche Reaktion des Aluminiums beim Kontakt mit bestimmten Elementen und bringt diese Reaktion auf eine höhere Ebene.
Nachdem das Aluminium einen Formungsprozess durchlaufen hat — z. B. Strangpressen — wird das resultierende Aluminiumteil in ein elektrolytisches Bad gelegt. Während es in der Flüssigkeit liegt wird ein elektrischer Strom mit hoher Stromstärke und niedriger Spannung durch das Bad geleitet. Die chemische Reaktion, d. h. die Oxidation, erfolgt während des Stromflusses durch das Aluminium, wobei eine stärkere als die natürliche Oxidschicht gebildet wird.
3) Wird durch das Eloxieren die Verschleißfestigkeit erhöht?
Ja, die Eloxierung verstärkt die Verschleißfestigkeit. Die auf der Aluminiumoberfläche gebildete Oxidschicht weist Eigenschaften von Keramik auf, darunter eine höhere Abriebfestigkeit als die des unbehandelten Aluminiums. Eloxiertes Aluminium ist beständiger gegen Kerben und Kratzer und bietet eine robustere Oberfläche als unbehandeltes Aluminium.
4) Wird durch das Eloxieren die Korrosionsbeständigkeit erhöht?
Ja. Wie die natürlich auftretende passive Oxidschicht verbessert auch die im Eloxalverfahren entstehende dickere Oxidschicht die Korrosionsbeständigkeit. Die passive Schicht ist im Wesentlichen chemisch inert und wird durch Umwelteinflüsse nicht abgebaut oder korrodiert.
Somit schützt die Eloxalschicht das darunter liegende Aluminium vor Korrosion. Eloxiertes Aluminium hat eine dickere passive Schicht als das natürlich passivierte Aluminium und bietet deshalb eine höhere Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit.
5) Wie kann man eloxierte Aluminiumteile färben?
Ein weiterer Vorteil von eloxiertem Aluminium ist die poröse Oberfläche des Metalls. Die mikrofeinen Poren von eloxiertem Aluminium eignen sich perfekt für den Auftrag von Farben — sie dienen praktisch als Aufnahmeöffnungen für die Farbe.
Nach dem Auftrag der Farbe können die Poren versiegelt werden, sodass die Farbe fest in die Oxidschicht integriert ist. Da die Farbe nun Teil dieser passiven Schicht ist, kann sie nicht ausbleichen oder abblättern. Das Resultat ist eine beständige, langlebige und attraktive Oberflächenbeschaffenheit.
6) Verbessert die Eloxierung die Haftkraft von Grundier- und Klebstoffen?
Ja, und zwar aus dem gleichen Grund, aus dem sich eloxiertes Aluminium hervorragend für die Färbung eignet. Die poröse Oberfläche des eloxierten Aluminiums bietet eine optimale Kontaktfläche und Anhaftung für Kleb- oder Grundierstoffe. Durch die Poren werden Klebstoff oder Grundierung in die Oberfläche eingebettet. Das Resultat ist eine gleichmäßige ebene Klebstoff- oder Grundiermittelschicht, bei der ein Absplittern unwahrscheinlich ist.
7) Wird durch die Eloxierung die Wärmeableitung verbessert?
Ja. Wenn ein Gegenstand wärmer als sein Umfeld ist, beginnt er sich abzukühlen. Je größer die Oberfläche eines warmen Gegenstandes ist, desto schneller wird die Wärme abgeleitet. Eloxiertes Aluminium hat eine dickere Oberfläche als unbehandeltes Aluminium und kann deshalb Wärme effektiver ableiten.
Die bessere Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmeableitung ergibt sich aus einer verbesserten Konvektion und einem erhöhten Emissionsvermögen. Konvektion bedeutet Wärmeübertragung zwischen einer Oberfläche und der Umgebungsluft und wird hauptsächlich durch die Konstruktion und geringfügig durch die Eloxierung beeinflusst.
Das Emissionsvermögen ist die Wärmestrahlung zwischen zwei Flächen und wird durch das Eloxieren wesentlich verbessert. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich eloxiertes Aluminium perfekt für kleine Kühlkörper.
8) Wirkt sich die Eloxierung auf die Festigkeit des Aluminiums aus?
Nein. Die Festigkeit des Aluminiumproduktes wird durch die Eloxierung weder positiv noch negativ beeinflusst. Beim Eloxalverfahren wird nur eine sehr dünne Schicht im Mikrometerbereich auf der Aluminiumoberfläche behandelt.
Deshalb bleibt das Aluminiumteil im Wesentlichen unverändert und alle durch das Formen und Behandeln des Produkts erworbenen Eigenschaften bleiben erhalten.
9) Hat eloxiertes Aluminium eine hohe elektrische Leitfähigkeit?
Nein. Aluminium hat selbst eine hohe Leitfähigkeit, während die Oxidschicht die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Keramik aufweist. Eine grundlegende Eigenschaft der Keramik ist hervorragende elektrische Isolation.
Ein eloxiertes Aluminiumteil ist weiterhin bei Kontakt elektrisch leitfähig, da die Oxidschicht sehr dünn ist. Die Leitfähigkeit ist jedoch wesentlich geringer als bei unbehandeltem Aluminium. Es gibt zwar Workarounds dafür, doch wenn elektrische Leitfähigkeit ein wichtiger Aspekt Ihres Aluminiumproduktes ist, sollten Sie eventuell eine andere Oberflächenbehandlung in Betracht ziehen.
10) Was ist der Unterschied zwischen Typ II und Typ III Eloxierung?
Für das Eloxalverfahren müssen viele Variablen berücksichtigt und richtig gewählt werden, darunter Eloxalbadart, Temperatur, Spannung, Amperezahl etc. Deshalb sind bestimmte Spezifikationen erforderlich, um die Erzielung des gewünschten Resultats sicherzustellen.
In den Vereinigten Staaten ist MIL-A-8625 die am häufigsten verwendete Spezifikation für die elektrolytische Oxidation von Aluminium und Aluminiumlegierungen. Diese Militärspezifikation definiert die Eloxierungsarten als Typ I, II und III.
Typ I ist die Eloxierung in einem Chromsäurebad und das älteste bekannte Verfahren. Typ II und III Eloxierungen erfolgen mit Schwefelsäure.
Der Unterschied zwischen Typ II und III ist die Stärke der resultierenden Oxidschicht. Typ II wird am häufigsten verwendet und ergibt eine Schichtstärke im Bereich von 1,8 bis 25 µm. Typ III wird auch als Harteloxierung bezeichnet und vor allem dann verwendet, wenn erhöhte Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind. Die damit erzielte Schichtstärke liegt über 25 µm.
Sollten Sie Ihre Aluminium-Strangpresslinge eloxieren?
Ob Sie Ihre Aluminium-Strangpresslinge eloxieren sollten oder nicht hängt von dem vorgesehenen Verwendungszweck der Produkte ab. Wie in diesem Artikel beschrieben sind mit dem Eloxieren Vor- und Nachteile verbunden.
Wenn Korrosionsbeständigkeit und ein attraktives metallisches Aussehen, erhöhtes Emissionsvermögen oder gute Haftkraft für Klebstoff und Grundiermittel für Sie wichtig sind, dann ist die Eloxierung die ideale Oberflächenbehandlung für Ihre stranggepressten Produkte.
Die Eloxierung ist jedoch wahrscheinlich nicht die beste Option, wenn elektrische Leitfähigkeit wichtig ist, oder wenn das Teil weitere Formungsverfahren durchlaufen wird. Durch die weitere Verarbeitung könnte die Oxidschicht rissig werden. Des Weiteren bringt die Eloxierung eine leichte Vergrößerung der Maße. Deshalb ist bei Arbeiten mit sehr engen Maßtoleranzen von einer Eloxierung abzuraten.
Wenn Sie nach Alternativen für die Eloxierung suchen, können Sie die Pulverbeschichtung für Ihre Aluminiumprodukte in Betracht ziehen, die ein farbenprächtige Oberfläche liefert. Wenn Sie für Ihre Anwendung matte Farben, längere Haltbarkeit und Schutz vor Ausbleichen durch UV-Strahlen wünschen, sollten Sie eine PVDF-Beschichtung für Ihre Aluminiumprodukte in Erwägung ziehen.
