Eloxierter Stahl vs. Edelstahl: Wichtige Unterschiede erklärt

Stahl ist das Material, auf das die moderne Fertigung bei der Herstellung unzähliger Produkte in verschiedenen Branchen stark angewiesen ist. Aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sind auf dem Markt mehrere Stahlsorten mit unterschiedlichen Legierungszusammensetzungen und Eigenschaften erhältlich. Edelstahl ist aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Wärmeleistung, Festigkeit und Ästhetik eine der beliebtesten Legierungen, ist jedoch teurer als andere. 

Um diese Qualitäten zu einem wettbewerbsfähigen Preis zu erreichen, verwenden Hersteller häufig oberflächenbehandelten Normalstahl. Es ist jedoch wichtig, den Unterschied zwischen eloxiertem Stahl und rostfreiem Stahl zu kennen, damit Sie für Ihr Projekt nicht das falsche Material auswählen.

Dieser Artikel bietet einen vergleichenden Überblick über Edelstahl und eloxierter Stahl. 

Was ist eloxierter Stahl?

Eloxierter Stahl 

Eloxiertes Metall oder Anodisierungsprozess Die Anodisierung wird typischerweise mit Aluminium und seinen Legierungen in Verbindung gebracht. Auf Aluminiumlegierungen bildet sich durch ein elektrochemisches Verfahren eine dünne, natürliche Oxidschicht, die für bessere Verschleißfestigkeit und hervorragenden Korrosionsschutz sorgt. Die Anodisierung von Stahl hingegen ist nicht nur ein elektrochemisches Verfahren; stattdessen werden saure Bäder mit Sekundärmetallen (wie Zink oder Aluminium) verwendet, um eine Harteloxieren Schicht. Manchmal werden die Plattierungsmetalle als Anode verwendet, um eine Plattierungsoberfläche zu erzeugen. 

"Die Anodisierung von Stahl ist nicht mit der von Aluminium vergleichbar. Entweder durch heiße Säurebäder oder durch elektrochemische Abscheidung von Sekundärmetallen wird auf der Stahloberfläche eine harte Schutzschicht erzeugt: So kann eine schwarze Oxidbeschichtung den gleichen Schutz bieten wie eloxiertes Aluminium."  

Eloxierte Stahlteile 

Das individuelle Eloxieren von Stahl mit Zink oder Aluminium eignet sich typischerweise für Legierungen mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt wie SAE 1018, SAE 1020, SAE 1045, AISI 4130 und AISI 4140. Es ist besser, die Bearbeitung zunächst mit CNC-Bearbeitungen durchzuführen und die Endteile später bei der maschinellen Bearbeitung zu eloxieren.

Eloxierungsprozess von Stahl

Der Einsatz aggressiver Reagenzien wie Eloxieren von Stahl und Natriumhydroxid (NaOH) ist unerlässlich. Ziel des Eloxierens ist es, einen anodischen Film auf der Oberfläche des Metalls zu erzeugen, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Zu den am häufigsten verwendeten Stahlbeschichtungen zählen Natriumhydroxid- oder Kaliumhydroxid-Beschichtungen (KOH).

Um das beste Ergebnis zu erzielen, müssen die kritischen Parameter während des gesamten Anodisierungsprozesses kontrolliert werden. Einige der Prozessparameter sind empfindlich und müssen effektiv kontrolliert werden, um den Anodisierungsprozess und die gebildeten Beschichtungen zu verbessern, wie unten erläutert;

●Konzentration und Zusammensetzung der sauren Lösung
●Konzentration und Zusammensetzung der sauren Lösung
●Implementierungszeit bis zum Prozess
● Angelegte Spannung
●Temperatur der Lösung
●Vorbehandlung des Stahls

Schritte zum Eloxieren von Stahl

●Vorbereitung: Waschen Sie den Stahl zunächst mit deionisiertem Wasser, um eventuelle Verunreinigungen auf der Stahloberfläche zu entfernen.
●Eintauchen: Den Stahl in eine 50%ige NaOH- oder KOH-Lösung einweichen.
●Aufbau: Löten Sie das Stahlstück an den Pluspol (Anode) eines Netzteils. Die Gegenelektrode, die aus Stahl, Platin oder Nickel bestehen kann, ist ein weiterer wichtiger Bestandteil der Zelle.
●Lösungspflege: Die Temperatur der Lösung konstant halten und den Elektrolyten mit einem Magnetrührer regelmäßig umrühren.
●Elektrolytisches Verfahren: Man nehme einen Draht mit Metallkern, tauche ihn in die Elektrolytlösung und verbinde anschließend die beiden Enden des Drahtes mit einer Batterie. Dadurch bildet sich auf der Außenseite des Stahls eine Passivschicht, die dessen Schutz verbessert.

Die Dicke der anodischen Beschichtung hängt von der Konzentration der Säurelösung ab, in die der Stahl eingetaucht wird, und von der dafür benötigten Zeit. Generell gilt: Je länger die Eintauchzeit, desto dicker und widerstandsfähiger wird der Film.

Beim Eloxieren von Stahl bildet sich auf der Oberfläche eine Magnetitschicht (Fe3O4). Diese Schicht ist chemisch ähnlich wie Rost, bietet dem Grundmetall aber einen angemessenen Schutz. Die frisch eloxierte Oberfläche weist je nach Betrachtungswinkel unterschiedliche Farben auf; dies ist eine der Eigenschaften dieses Verfahrens. Aufgrund dieses optischen Effekts wird eloxierter Stahl beispielsweise für Küchenutensilien verwendet, deren Aussehen ein entscheidender Aspekt des Produkts ist. Höhere Spannungen und Temperaturen können die Bildung der Eloxalschicht beschleunigen, diese Faktoren müssen jedoch unter Kontrolle gehalten werden, um den Prozess kosteneffizient zu gestalten.

Was ist Edelstahl? 

Edelstahlbleche

Edelstahl ist eine Legierung aus Eisen und Chrom mit weiteren Legierungselementen in geringen Mengen, wie Molybdän, Nickel, Kohlenstoff und Stickstoff. Aufgrund des hohen Chromanteils in seiner Zusammensetzung wird er oft als Chromlegierung bezeichnet.

Die typische Zusammensetzung von Edelstahl ist wie folgt: 

Jedes dieser einzelnen Legierungselemente trägt zu den endgültigen Eigenschaften von Edelstahl bei. Der Chromgehalt verbessert die Korrosionsbeständigkeit, Härte und Wärmefestigkeit. Nickel macht ihn duktil und Kohlenstoff erhöht die Zähigkeit. Folglich wirkt Mangan als Desoxidationsmittel und verbessert die Zugfestigkeit.

Teil aus Edelstahl

Im Vergleich zwischen eloxiertem Stahl und rostfreiem Stahl ist rostfreier Stahl korrosionsbeständig, da er eloxiert ist, und es gibt auch kein Problem mit Abnutzung der Beschichtung. Der nächste Abschnitt beinhaltet einen direkten Vergleich dieser beiden Arten von Baustählen.

Eloxierter Stahl vs. Edelstahl: Physikalische und mechanische Eigenschaften 

Welches Material für ein Fertigungsteil oder Produkt gewählt wird, hängt stark davon ab, ob das jeweilige Material über die für die beabsichtigte Anwendung erforderlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften verfügt. Sehen wir uns also die Unterschiede zwischen den physikalischen und mechanischen Eigenschaften von eloxiertem und rostfreiem Stahl einzeln an.

Gewicht und Stärke

Edelstahl ist leichter als eloxierter Weich- oder Niedrigtemperaturstahl und bietet eine bessere mechanische Festigkeit und ein besseres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis.

Korrosionsbeständigkeit

Vergleichen wir die Korrosionsbeständigkeit von eloxiertem Stahl mit der von rostfreiem Stahl: Sowohl eloxierte normale Stahllegierungen als auch rostfreie Legierungen sind korrosionsbeständig, selbst unter rauen Umweltbedingungen. Allerdings kann rostfreier Stahl seine Widerstandsfähigkeit über die Zeit beibehalten, während die eloxierte Hartbeschichtung über längere Zeiträume verschleißen kann.

Korrosion von Edelstahl 

Die mit einer speziellen Eloxierungsoberfläche behandelten Stahlteile sind bei Kontakt mit bestimmten Metallen anfällig für galvanische Korrosion, wohingegen sich bei Edelstahl auf der Oberfläche eine passive Oxidschicht aus Chrom bildet, die sich im Falle einer Abnutzung selbst repariert. 

Oberflächenhärte 

Obwohl eloxierter Stahl eine höhere Oberflächenhärte bietet, hängt es davon ab, welche Art von legiertem Stahl Sie eloxieren. Darüber hinaus beeinflusst auch die Eloxierungsdicke die Oberflächenhärte.

Ästhetische Qualität 

Eloxierte Stahlfarben 

Einer der Hauptvorteile der Eloxierung besteht darin, dass sie aufgrund ihrer porösen Beschaffenheit das Färben mit gewünschten Farben ermöglicht. Die Poren absorbieren den Farbstoff und der anschließende Versiegelungsprozess macht die Farbe stabil und langlebig. Sie können auch eine Sekundärlackierung auf Stahlteile auftragen, wenn diese mit Beschichtung oder anderen Metallen eloxiert sind.

Wärmeleitfähigkeit 

Edelstahl hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit von etwa 15 W/K/m. Daher kann er in wärmeübertragenden Anwendungen wie Kochgeschirrheizkörpern, Wärmetauschern usw. eingesetzt werden. 

Eloxierter Stahl vs. Edelstahl: Verwendung und Anwendungsbereich

Anstatt Teile und Produkte aus eloxiertem Stahlblech herzustellen, produzieren Hersteller Teile und eloxieren sie mit geeigneten Materialien. Bei leistungssensiblen Anwendungen kann Edelstahl die bessere Wahl sein. 

Kundenspezifisches eloxiertes Stahlteil

Eloxierte Stahlteile werden in Schiffsbauteilen, medizinischen Geräten und Industriekomponenten eingesetzt. Der erhöhte Korrosions- und Verschleißschutz sowie die Beständigkeit gegen Salzwasser oder milde Chemikalien machen es perfekt für diese Anwendungen. 

• Schiffsrümpfe und Dockkomponenten
• Griffe für chirurgische Instrumente
• Kochgeschirr 
• Montagehalterungen für Solarmodule
• Förderrollen
• Hardware für Industriemaschinen 

Andererseits hat Edelstahl vielfältigere Anwendungen, verschiedene Güten werden mit CNC-Bearbeitung, Metallumformung, Guss und anderen Techniken verarbeitet. Außerdem, Edelstahlbearbeitung ist eine der gängigen Methoden zur Herstellung von designten Edelstahlkomponenten.

Edelstahlanwendungen 

Edelstahl wird häufig für die Herstellung von Architekturelementen verwendet, Autoteile, Lebensmittelverarbeitungssysteme, chemische Verarbeitungskomponenten und vieles mehr. 

• Küche und Kochgeschirr
• Abgaskrümmer für Fahrzeuge
• Chirurgische Skalpelle
• Lagertanks und Rohrleitungen für die chemische Industrie
• Badezimmerarmaturen
• Befestigungsschrauben und Bolzen
• Handläufe an Treppen
• Wärmetauscher

Eloxierter Stahl vs. Edelstahl: Gängige Legierungsqualitäten 

Erstens gibt es keine spezifischen Güteklassen oder Legierungsreihen für eloxierten Stahl. Eloxiert werden verschiedene Legierungen mit Zink oder anderen Metallen (kohlenstoffarmer, kohlenstoffreicher, Werkzeugstahl). Eloxierter Stahl ist im Grunde derselbe wie gewöhnliche Stahlsorten, bei denen die Oberflächen eloxiert werden. Die Güteklasse hängt also von der Art des darunterliegenden Stahlteils ab.

Stahlsorten wie 1018,1045, 4140, 2, D430, 36 und AXNUMX können mit geeignetem Metall eloxiert werden, um die gewünschten funktionalen und ästhetischen Oberflächeneigenschaften zu erzielen.

Auf der anderen Seite die gemeinsame Edelstahl-Bearbeitungsqualitäten sind 303, 304, 316, 410, 416, 420, 430, 440C, 17-4PH, 15-5PH usw.

Ist das Eloxieren von Stahl mit dem Pulverbeschichten vergleichbar?

Nein! Es handelt sich um völlig unterschiedliche Oberflächenbearbeitungsverfahren für Stähle. Pulverbeschichtung verwendet eine trockene Pulverbeschichtung auf Stahloberflächen. Gereinigte Teile werden in ein elektrostatisch geladenes Pulverbett getaucht, wodurch sich das Pulver mit den Molekülen der Stahloberfläche verbindet. Anschließend stabilisiert eine thermische Aushärtung die gebundenen Pulvermoleküle auf der Oberfläche und bildet eine Schutzschicht aus Pulvermaterial.

Pulverbeschichtete Stahlteile 

Zu den üblichen Pulvermaterialien für die Stahlbeschichtung gehören Epoxid, Polyester, Acryl, Nylon, Zink, Silikon, Fluorpolymer und thermoplastische Harze.

Folglich ist die Pulverbeschichtung korrosions-, verschleiß- und stoßbeständig. Darüber hinaus kann Pulver in benutzerdefinierten Farben aufgetragen werden, um die gewünschte Ästhetik zu erzielen. 

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick Eloxieren vs. Pulverbeschichten Unterschiede in Kürze;

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Unsere umfassenden Fertigungsanlagen können auch alle Arten von Stahllegierungen bearbeiten, einschließlich Edelstahl. Das heißt, Sie senden uns das Design und wir kümmern uns um alles von der Bearbeitung bis zur Oberflächenveredelung. 

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Fazit

Das Anodisieren von Stahl ist nicht dasselbe wie das Anodisieren von Aluminium. Beim Anodisieren von Stahl werden sekundäre Metallbäder verwendet, da die natürliche Eisenoxidschicht nicht rost- und verschleißfest ist. Obwohl die Oberflächenhärte und Korrosionsbeständigkeit verbessert werden, reicht die Haltbarkeit nicht an die von Edelstahl heran. Für Anwendungen, bei denen hohe Präzision und Haltbarkeit entscheidend sind, werden weiterhin Edelstahlsorten benötigt, während bei Anwendungen, bei denen die Bekämpfung von Korrosion und Oberflächenverschlechterung die Hauptprobleme sind, gewöhnliche Stahlteile durch eloxierte ersetzt werden können.

Häufig gestellte Fragen

Kann ich Stahllegierungen eloxieren?

Herkömmliches Eloxieren, wie bei Aluminium (wobei sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht bildet), ist bei Stahllegierungen nicht möglich. Sie können jedoch mit alternativen Techniken wie einem Säurebad oder dem Auftragen einer hochwertigen Metalloxidschicht eloxieren. 

Welcher ist besser: eloxierter Stahl oder Edelstahl? 

Eloxierter Stahl und Edelstahl dienen unterschiedlichen Zwecken und bieten unterschiedliche Vorteile. Welcher Stahl für Ihre Teile besser geeignet ist, hängt also von den spezifischen Anforderungen ab. Edelstahl eignet sich für Anwendungen, die eine ausgezeichnete Korrosions-, Kratz- und Fleckenbeständigkeit über einen langen Zeitraum erfordern, während eloxierter Stahl zwar Korrosionsbeständigkeit bietet, aber nicht die Festigkeit, das geringe Gewicht und die Haltbarkeit von Edelstahl.

Sind eloxierte Stahlteile genauso langlebig wie rostfreier Stahl?

Nein! Die Schutzschicht der Harteloxierung nutzt sich mit der Zeit ab, was zu einer Verschlechterung der Oberfläche führt.