Was ist Anodisieren? Verfahren, Arten, Vorteile und Anwendungsbereiche

Identische blau eloxierte Teile

Beim Anodisieren entsteht eine Oxidschicht auf Metallteilen. Bearbeitete Teile wie Platten, Gehäuse und Halterungen Aluminium ist häufig Handhabung, Feuchtigkeit und leichtem Verschleiß ausgesetzt. Blankes Aluminium verkratzt leicht und beginnt zu oxidieren. Durch Anodisieren wird die Oberfläche kontrolliert und stabilisiert. Was ist Anodisieren?

Es handelt sich um ein Verfahren, das in einem Säurebad unter Stromzufuhr abläuft. Das Werkstück dient als Anode, und die Oxidschicht bildet sich auf dem Grundmetall. Da es sich nicht um eine separate Beschichtung handelt, splittert oder blättert sie im Gebrauch nicht ab.

Die Dicke wird in den Geschäften funktionsabhängig gesteuert. Für Standardteile sind Schichtdicken von etwa 10 bis 25 Mikrometern ausreichend. Bei Verschleißflächen wie Gleitplatten oder Auflageflächen können durch Hartanodisierung Schichtdicken von 40 bis 60 Mikrometern erreicht werden.

Nach dem Verfahren bleibt die Oberfläche leicht porös. Dadurch ist ein Einfärben möglich, falls gewünscht. Durch Versiegelung werden die Poren geschlossen und die Korrosionsbeständigkeit verbessert.

In diesem Artikel lernen Sie Was ist Eloxieren?? Wie Aluminium Eloxieren Das Buch erklärt Schritt für Schritt die verschiedenen Anodisierungsarten, ihre jeweiligen Anwendungsbereiche und wie Betriebe den Prozess steuern. Außerdem werden häufige Probleme, Grenzen und die Auswahl der richtigen Option für Ihre Teile behandelt.

 

Was ist Anodisieren? (Definition und Grundlagen)

Teile aus eloxiertem Aluminium

Anodisieren ist eines von mehreren Verfahren (Oberflächenveredelungen), die bei der Bearbeitung von Metallbauteilen angewendet werden. Prolean TechWir wenden das Anodisieren hauptsächlich auf Aluminiumteile an, die auf unserer CNC-Maschine bearbeitet werden.

Im Vergleich Alodine vs. Eloxieren, durch Anodisieren entsteht ein dünne, nicht ablösbare Oxidschicht. Anders ausgedrückt: Die durch das Anodisieren erzeugte Oxidschicht besteht aus dem Aluminium selbst und bleibt während der gesamten Lebensdauer des Metalls haften. Allerdings können nach dem Anodisieren Bearbeitungsspuren auf der Oberfläche sichtbar bleiben.

In unserer Anlage wird das Werkstück zunächst in ein Chemikalienbad gegeben und anschließend an das Stromnetz angeschlossen. Sobald Strom durch das System fließt, reagiert die Aluminiumoberfläche und bildet eine Oxidschicht. Die Dicke dieser Oxidschicht variiert je nach den vor Beginn des Anodisierungsprozesses festgelegten Einstellungen.

Da Aluminium sich gut anodisieren lässt, wird es typischerweise zur Herstellung von Gehäusen, Halterungen und Platten verwendet. Titan und Magnesium lassen sich zwar auch anodisieren, spielen aber in der alltäglichen Bearbeitung eine relativ seltene Rolle.

Die Dicke der anodischen Schichten variiert je nach vorgesehener Anwendung des Bauteils. Die gebräuchlichsten Schutzbeschichtungen reichen von 10 bis 20 Mikrometer und sowohl ausreichenden Schutz als auch ein ansprechendes Aussehen bieten. Bauteile, die einen zusätzlichen Verschleißschutz erfordern, wie z. B. Gleit- oder Reibungsanwendungen, werden üblicherweise mit dickeren (harten) anodischen Schichten beschichtet, die größer als … sind. 40 Mikrometer.

Ein letzter Punkt, der bei der Anodisierung zu beachten ist, ist, dass sie zwar vor Korrosion schützt, aber keine Probleme bei der Oberflächenvorbereitung löst. Daher werden Bearbeitungsfehler, wie beispielsweise übermäßige Bearbeitungsspuren oder Kratzer, vor der Oberflächenvorbereitung (Anodisierung) deutlich sichtbar.

 

Wie funktioniert das Eloxieren?

Aluminium-Eloxierungsprozess

Die anodische Beschichtung wurde primär für Aluminiummetall entwickelt. Elektrochemisch erzeugt sie durch Umwandlung der äußeren Aluminiumschicht eine kontrollierte Oxidschicht.

Um diese Schicht zu erzeugen, müssen drei Faktoren kontrolliert werden: die durchfließende Stromstärke (Ampere), die Art der chemischen Lösung (Elektrolyt), in der gearbeitet wird, und die Dauer, in der das Objekt eingetaucht bleibt.

Oberflächenreinigung und -vorbereitung

Der Prozess beginnt mit der Reinigung. Vor dem Anodisieren werden die Teile gereinigt. Sämtliche Öle, Kühlmittel und Maschinenkühlflüssigkeiten müssen entfernt werden; jegliche andere Verunreinigungen könnten zu einer ungleichmäßigen Beschichtung führen.

Die Teile können nach der Reinigung leicht geätzt werden. Durch das Ätzen wird eine sehr dünne Schicht Oberflächenmaterial abgetragen, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung aller Teile gewährleistet wird.

An diesem Punkt ist die Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils wichtig, da die Anodisierung Bearbeitungsspuren nicht auffüllt. Stattdessen passt sich die Anodisierungsschicht der Oberflächenstruktur des Bauteils an.

Installation und elektrische Ausstattung

Die gereinigten Teile werden auf leitfähigen Gestellen montiert. Diese Gestelle gewährleisten einen durchgehenden Pfad aus elektrisch leitfähigem Material für jedes Teil während der Bearbeitung.

Jedes Gestell verfügt an der Rückseite über eine Anschlussleiste, die mit dem Pluspol verbunden ist. Jedes Bauteil hat direkten Kontakt zu dieser Klemme. Eine oder mehrere Kathodenplatten sind im Inneren des Tanks angebracht und stellen den Kontakt zum Minuspol her. Ein einwandfreier elektrischer Kontakt ist unerlässlich. Andernfalls kann es zu ungleichmäßiger Beschichtung oder sogar zu Verbrennungen an den Kontaktstellen kommen.

Elektrolytbadbedingungen

Der Tank ist mit einer sauren Lösung gefüllt. Die gebräuchlichste Lösung für Standard-Anodisierungsverfahren ist Schwefelsäure. Die Tanktemperatur lässt sich regeln. Typischerweise liegt sie zwischen 18 und 22 °C (68 und 72 °F). 

Für eine gleichmäßige Schichtbildung sind konstante Tankbedingungen erforderlich. Die Tankbewegung trägt dazu bei, die Ionen gleichmäßig im Tank zu verteilen und so Schwankungen in der Beschichtungsdicke zu vermeiden.

Aktuelle Anwendung und Oxidbildung 

Wird an die Klemmen eine Spannung angelegt, fließt Strom durch den Stromkreis. Sauerstoffionen aus dem Elektrolyten bilden direkt an der Aluminiumoberfläche Aluminiumoxid. Dieses Oxid breitet sich vom Grundmetall nach außen aus. Dabei wird ein Teil des Grundmetalls in Oxid umgewandelt. Daher muss bei der Fertigung von Bauteilen mit engen Toleranzen stets berücksichtigt werden, dass es durch die Umwandlung zu Maßänderungen kommen kann. Gleichzeitig führt die kontrollierte Auflösung des Oxids zur Bildung von Mikroporen in der gesamten Schicht.

Beschichtungswachstum und Dickenkontrolle 

Die Dicke von anodischen Beschichtungen hängt von mehreren Variablen ab:

• Stromdichte
• Zeit im Tank
• Temperatur des Tanks

Typische Bereiche: 

• Dekorative Beschichtungen: 10 - 15 µm 
• Allgemeine Industriebeschichtungen: 20 - 25 µm 
• Verschleißfeste Beschichtungen (Hartanodisierung): 40 - 60 µm 

Eine Erhöhung der Stromdichte und eine Verlängerung der Verarbeitungszeit führen zu dickeren Beschichtungen, erfordern jedoch eine genauere Steuerung, um ein Anbrennen der Kanten zu verhindern.

Nachanodisieren

Nach der Anodisierung bleibt die Oberfläche jedes Teils porös. Soll eine Farbe erzielt werden, kann ein Farbstoff in diese Poren eingebracht werden. Andernfalls erhält das Endprodukt eine natürliche graue oder matte Aluminiumfarbe.

Versiegelungsprozess

Durch die Versiegelung werden die Poren in der Oxidschicht verschlossen. Die Versiegelung kann durch Eintauchen des Bauteils in kochendes Wasser oder chemisch mit verschiedenen, im Handel erhältlichen Produkten erfolgen. Nach der Versiegelung erhöht sich die Korrosionsbeständigkeit und die Oberflächenstabilität wird über lange Zeiträume gewährleistet.

 

Welche Chemikalien werden beim Anodisierungsprozess verwendet?

Die meisten Anodisierungsverfahren nutzen ein saures Elektrolytbad. Obwohl die genaue Chemie der anodischen Oxidation je nach Anodisierungsverfahren variieren kann, verwenden viele industrielle Anodisierungsanlagen eine Kombination aus Standardelektrolyten und Additiven, um sowohl die Dicke der entstehenden Beschichtung als auch deren Oberflächeneigenschaften zu steuern.

Primäre Elektrolytlösung (Säurebad)

Schwefelsäure ist in der Regel die erste Wahl für alle Arten der anodischen Oxidation (Typ I, Typ II und Typ III). Sie hat sich als beste Wahl für die Kontrolle einer gleichmäßigen Oxidbildung auf Aluminium erwiesen. Daher ist sie mit Abstand die am häufigsten verwendete Säure bei der CNC-Anodisierung.

Chromsäure wurde bisher nur in wenigen Fällen für sehr dünne Beschichtungen eingesetzt (typischerweise in der Luft- und Raumfahrt, wo eine minimale Dimensionsänderung erwünscht ist).

Badzusätze zur Prozesssteuerung

Je nachdem, wie die einzelnen Betriebe ihr Anodisierungsbad steuern, können verschiedene Additive in die Lösung eingebracht werden, um die Prozesssteuerung zu unterstützen. Dazu gehören:

• Organische Säuren zur Erhöhung der Oberflächenstabilität
• Aluminiumsalze zur Regulierung der Auflösungsgeschwindigkeit;
• Pufferstoffe zur Stabilisierung des pH-Werts im Bad

Diese Zusatzstoffe werden vom Bediener oft nicht bemerkt. Sie stellen jedoch wesentliche Bestandteile für die Instandhaltung des Bades dar.

Spül- und Neutralisationslösungen

Nach dem Anodisieren werden die Teile mit deionisiertem Heißwasser oder milden alkalischen Spülungen gereinigt, um eventuell verbliebene Oberflächensäure zu neutralisieren, bevor sie versiegelt werden.

Dichtstoffe

Im letzten Verarbeitungsschritt erfolgt die Versiegelung entweder durch eine von zwei Methoden:

• Heißes deionisiertes Wasser (das am häufigsten verwendete Dichtungsmittel).

• Nickelacetat-Dichtstoffe (zur Verbesserung des Korrosionsschutzes).

 

Was sind die wichtigsten Arten der Anodisierung?

Die Anodisierung kann je nach Art der verwendeten Säure, Schichtdicke und Anforderungen an die Beanspruchung eines von mehreren Verfahren sein. Die Betriebe, die Teile bearbeiten, entscheiden, welches Verfahren angewendet wird. Art der Eloxierung Die Auswahl erfolgt auf Grundlage des zu erwartenden Verschleißes, der potenziellen Exposition gegenüber korrosiven Umgebungen und der Fähigkeit, Passungstoleranzen einzuhalten.

Die industriellen Anodisierungsverfahren sind folgende:

Typ I – Chromsäureanodisierung

Die Chromsäureanodisierung erzeugt eine relativ dünne Oxidschicht. Die resultierende Beschichtung bleibt relativ dünn, mit typischen Schichtdicken zwischen 0.5 und 2.5 Mikrometern.

Typ I wird vorwiegend dann eingesetzt, wenn nur minimale Maßänderungen erforderlich sind. Halterungen in der Luft- und Raumfahrt sowie Schweißkonstruktionen sind gute Beispiele für die Verwendung von Typ I.

Chromsäureanodisierte Beschichtungen weisen keine hohe dekorative Wirkung auf. Die Chromsäureanodisierung erzeugt eine matte, graue Oberfläche. Obwohl sie ästhetisch wenig ansprechend ist, bietet sie wesentliche Vorteile als Korrosionsschutz und als stabile Oberfläche für Lackierungen und Klebstoffe.

Da die Chromsäureanodisierung eine dünnere Schicht erzeugt als die Schwefelsäureanodisierung, kann sie auch bei Bauteilen mit komplexeren Geometrien eingesetzt werden, ohne dass es zu signifikanten Spannungen in den dünneren Querschnitten des Bauteils kommt.

Typ II – Schwefelsäureanodisierung 

Die Schwefelsäureanodisierung ist das Standardverfahren zur Herstellung von anodischen Beschichtungen. Nahezu alle CNC-gefrästen Aluminiumteile werden einer Schwefelsäureanodisierung unterzogen. Die Schichtdicke variiert zwischen etwa 5 und 25 Mikrometern. Faktoren, die die Schichtdicke beeinflussen, sind die Behandlungsdauer, die Stromdichte und die Legierungssorte.

Nach dem Anodisierungsprozess weist die entstandene Beschichtung durchgehend Poren auf. Durch das Einbringen von Farbstoffen in diese Poren entstehen farbige Oberflächen, darunter schwarz eloxiertes AluminiumDie so entstandene Beschichtung ist nach dem Versiegeln korrosionsbeständig und für allgemeine Anwendungen geeignet.

Bauteile wie Gehäuse, Abdeckungen, Paneele und Elektronikgehäuse werden einer Typ-II-Anodisierung unterzogen, da sie sowohl ein ansprechendes Aussehen als auch eine akzeptable Verschleißfestigkeit erfordern.
Für Produktionszwecke ist die Anodisierung vom Typ II wirtschaftlich, leicht verfügbar und mit praktisch allen gängigen Aluminiumlegierungen für Bearbeitungsvorgänge kompatibel.

Typ III – Harteloxieren (Hardcoat)

rot eloxiertes Aluminiumteil

Die Hartanodisierung nutzt dieselbe Schwefelsäurechemie wie die Typ-II-Anodisierung, wird jedoch unter strengeren Kontrollen durchgeführt. Dadurch bildet sich die Beschichtung bei niedrigeren Temperaturen und höheren Stromdichten.

Unter optimierten Verarbeitungsbedingungen werden dickere Beschichtungen erzeugt. Typische Beschichtungsdicken liegen zwischen 12 und 50 Mikrometern.

Aufgrund der höheren Dichte der Beschichtung ist diese härter als das Grundmaterial. Daher eignet sie sich für Bauteile, die Gleitverschleiß und/oder Stoßbelastungen ausgesetzt sind.

Bauteile wie Hydraulikkolbenstangen, Ventilgehäusekomponenten, Getriebekomponenten und Gleitkomponenten werden einer Anodisierung vom Typ III unterzogen. Diese Teile sind zyklischen Belastungen und Gleitbewegungen ausgesetzt.

Hartbeschichtete Oberflächen verbessern zwar die Verschleißeigenschaften, vergrößern aber auch die Abmessungen des Bauteils. Daher müssen Konstrukteure diese zusätzliche Größe bei der Montage und dem Einbau berücksichtigen.

Schneller Vergleichs-Schnappschuss

Anodisierung Typ II vs. Typ III

Tabelle 01: Arten der Aluminiumanodisierung 

Typ	Elektrolyt	Dicke (µm)	Oberflächencharakter	Hauptverwendung	Verhalten
Typ I	Chromsäure	0.5 – 2.5	Dünnes, mattes Grau	Luft- und Raumfahrt, Klebeteile	Geringster Einfluss auf die Passung, angewendet, wenn die Geometrie nach der Bearbeitung unverändert bleiben muss.
Typ II	Schwefelsäure	5 – 25	Porös, kann gefärbt werden	Allgemeine CNC-Teile	Geringfügige Maßabweichungen, üblicherweise akzeptabel bei normalen Passungen
Typ III	Schwefelsäure (kontrolliert)	12 – 50	Dichte, harte Oberfläche	Verschleiß- und Gleitteile	Bei der Planung muss dies aufgrund messbarer Ablagerungen auf funktionalen Oberflächen berücksichtigt werden.

 

Was vor dem Anodisieren von bearbeiteten Teilen zu prüfen ist

CNC-gedrehte Teile – eloxiertes Aluminium

Durch die Anodisierung verändert sich die Wechselwirkung von Oberflächen mit ihrer Umgebung. Um mögliche Probleme bei der Endbearbeitung zu vermeiden, müssen vor der Fertigstellung mehrere Kontrollen durchgeführt werden.
Wenn Teile nicht richtig zusammenpassen, liegt das meist daran, dass Konstrukteure und/oder Maschinenbediener die Bedeutung der Überprüfung einiger wichtiger Punkte während der Konstruktion/Bearbeitung übersehen haben.

Materialauswahl

Bei CNC-Bearbeitungen ist Aluminium das primäre Material, das anodisiert wird. Aluminium reagiert beim Anodisieren sehr gleichmäßig und erzeugt durchgehend gute Beschichtungen. 

Auch andere Metalle wie Titan oder Magnesium lassen sich anodisieren; aufgrund unterschiedlicher Reaktionseigenschaften ergeben sich jedoch von Charge zu Charge uneinheitliche Ergebnisse. Aus praktischen Gründen sollte die Verwendung mehrerer Materialien in einer einzigen Baugruppe vermieden werden, wenn eine Anodisierung geplant ist.

Versatz- und Kontaktspuren

Anders als bei frei schwimmenden Teilen in Tanks werden die Teile beim Anodisieren auf Gestellen (zur Stromführung) montiert. Alle Montage- und Kontaktpunkte bleiben unbeschichtet. 

Alle Befestigungspunkte hinterlassen stets eine kleine Markierung auf der Oberfläche. Im Allgemeinen werden solche Markierungen an nicht sichtbaren Stellen angebracht, wie zum Beispiel:

• Montagekanten
• Verborgene Gesichter
• Nicht funktionsfähige Oberflächen

Wenn Sie diesen Bereich nicht beschichten, können Markierungen an unerwünschten Stellen entstehen.

Größenänderung durch Beschichtungswachstum

Beim Anodisieren geht es nicht nur darum, eine Schicht auf die Oberfläche des Bauteils aufzutragen. Die anodische Schicht bildet sich im Inneren des Materials und bewirkt ein Wachstum sowohl nach innen als auch nach außen. 

Die in vielen Betrieben übliche „Regel“ beim Anodisieren ist, dass etwa die Hälfte der Dicke der anodischen Schicht in das Material hineinwächst, während der verbleibende Teil nach außen wächst. 

Beträgt die Gesamtdicke der anodischen Schicht beispielsweise 20 Mikrometer (µm), so vergrößert sich jede Dimension (alle Seiten) um etwa 10 Mikrometer (µm). Daher können die Auswirkungen der Entwicklung der anodischen Schicht folgende Probleme verursachen:

• Welle und Loch passen
• Thread-Engagement
• Dichtungen/Dichtungsbereiche

Vor der Bearbeitung müssen die Toleranzen erhöht werden, um Teile mit engen Toleranzen aufnehmen zu können.

Oberflächenbeschaffenheit nach dem Anodisieren

Das anodische Verfahren entfernt keine Bearbeitungsspuren. Es korrigiert diese nicht, sondern stellt lediglich den ursprünglichen Oberflächenzustand wieder her. In den meisten Fällen wird die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit vor dem Anodisieren der Teile festgelegt. Standardmäßige CNC-Oberflächenrauheiten liegen typischerweise zwischen 1.6 µm Ra und 3.2 µm Ra, abhängig von der vorgesehenen Funktion.

Abdeckung in tiefen oder komplexen Gebieten

Nicht alle Bereiche werden gleichmäßig beschichtet. Aufgrund des begrenzten Elektrolytflusses in tiefen Vertiefungen, Sacklöchern und engen Ecken kann die Farbe heller oder ungleichmäßig verteilt sein. Dies ist ein typisches Merkmal des Anodisierungsverfahrens und sollte bei der Planung berücksichtigt werden.

 

Ist Anodisieren ein chemischer Prozess?

Die Anodisierung ist ein zweistufiger Prozess: chemische und elektrische. Der entscheidende Punkt ist, dass es sich um einen in sich geschlossenen chemischen Prozess handelt, der keine externen Beschichtungen benötigt. Stattdessen verändert er die Oberflächenchemie des Metalls durch die Zufuhr von Wärme (in Form von Elektrizität) und Chemikalien in einem Elektrolytbad.

Das zu anodisierende Teil wird in eine saure Lösung getaucht und an Gleichstrom angeschlossen. Sobald Elektronen durch den Stromkreis fließen, reagiert der Sauerstoff in der Lösung chemisch mit der anodisierten Aluminiumoberfläche. Bei der Reaktion von Aluminium mit Sauerstoff bildet sich Aluminiumoxid, das direkt aus dem Grundmetall entsteht.

Daher unterscheidet sich dies von einer einfachen Lackierung oder Galvanisierung. Anstatt einfach eine neue Schicht auf vorhandenes Metall aufzutragen, erzeugt die Anodisierung durch eine chemische und eine elektrisch unterstützte chemische Reaktion direkt aus dem ursprünglichen Metall eine völlig neue Aluminiumoxidschicht.

Aus Sicht der maschinellen Bearbeitung ist die anodische Oxidation ein zweifacher Prozess, der als Elektrochemie bezeichnet wird, da sowohl elektrische Energie als auch eine chemische Reaktion gleichzeitig stattfinden, um die fertige Schicht zu bilden.

Mehr lesen:Eloxiert vs. Pulverbeschichtung: Welches ist das Beste für Ihre Teile?

Unterschied zwischen Anodisieren und Galvanisieren

Galvanisierungsverfahren – Illustration

Anodisieren und Galvanisieren ähneln sich darin, dass bei beiden Verfahren Gleichstrom in einem Elektrolytbad verwendet wird. Die chemische Reaktion an der Oberfläche verläuft jedoch völlig unterschiedlich. 

Aus bearbeitungstechnischer Sicht verändert das Anodisieren die Oberfläche des Grundmaterials, während beim Galvanisieren eine Metallschicht hinzugefügt wird. 

Was geschieht mit dem Basismetall?

Beim Anodisieren wird das Aluminiumgrundmaterial verändert, indem sich an den Stellen, an denen sich das ursprüngliche Metall befand, Aluminiumoxid bildet. Die anodische Schicht entsteht auf dem Grundmaterial. Beim Galvanisieren hingegen wird das Grundmaterial nicht verändert. Stattdessen wird eine neue Metallschicht auf das Grundmaterial aufgebracht. 

Elektrische Rolle des Teils

Beim anodischen Prozess wird das Bauteil als Anode (positiver Anschluss) angeschlossen, wodurch Oxidationsreaktionen an seiner Oberfläche stattfinden können. 

Beim kathodischen Prozess wird das Bauteil als Kathode (negativer Pol) angeschlossen, wodurch Metallionen zu ihm wandern und sich abscheiden. Die Polaritätsumkehr führt zu einer vollständigen Umwandlung der erzeugten Beschichtungsart.

Beschichtungsbildungsverfahren

Aspekt	Eloxieren	Galvanotechnik
Schichtquelle	Basis-Aluminium reagiert	Ablagerung von externen Metallionen
Wachstumsrichtung	Nach innen + nach außen	Nur nach außen
Bindungstyp	Integral mit dem Substrat	Abgelagerte Schicht auf der Oberfläche

Durch die Anodisierung wird die Oberfläche umgewandelt und eine neue Oberflächenschicht erzeugt. Durch Galvanisierung auf der ursprünglichen Oberfläche entsteht eine neue, separate Schicht.

Verhalten bei Dimensionsänderungen

Bei Dimensionsänderungen während des Anodisierens nimmt die Dicke der Oberfläche beidseitig zu. Es wurde beobachtet, dass etwa 50 % des anodischen Wachstums im Inneren des Bauteils stattfindet. Nur die äußere Oberfläche des Bauteils nimmt beim Beschichten an Dicke zu. Jedes zusätzliche Mikrometer beim Beschichten erhöht die Passungstoleranz; daher können bei CNC-gefertigten Bauteilen mit engen Toleranzen erhebliche Probleme auftreten.

Kontrolle der Schichtdicke

Typische Schichtdicken für anodische Beschichtungen sind: 5 bis 25 μm (Typ II) und 0 bis 50 μm (Hartanodisierung). 

Die Bereiche für galvanische Beschichtungen sind typischerweise 1 bis 20 μmabhängig vom verwendeten Metall (z. B. Nickel, Chrom, Gold). Die Dicke von anodischen Beschichtungen wird primär durch die Betriebsdauer bei einer bestimmten Stromdichte bestimmt. 

Die Dicke galvanischer Beschichtungen wird hingegen im Allgemeinen durch die Dauer des Beschichtungsprozesses und die Effizienz der Beschichtung bestimmt.

Oberflächenfunktion im Einsatz

Innerhalb der anodisierten Schicht befinden sich harte Oxidschichten. Diese Schichten bieten einen hohen Verschleißschutz und auch einen gewissen Korrosionsschutz. 

Diese Folien sind jedoch elektrisch isolierend. Je nach Art der Folie... Anodisieren von Metall wurde auf das Substrat aufgebracht, so weist die galvanisierte Schicht unterschiedliche Eigenschaften auf:

• Nickel: Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit
• Chrom: harte dekorative Oberfläche
• Gold: Leitfähigkeit und Korrosionsstabilität

Daher tragen sowohl der Abscheidungsprozess als auch das auf das Substrat abgeschiedene Material dazu bei, wie gut jede Schicht im Einsatz funktioniert.

Fehlerverhalten an bearbeiteten Teilen

Alle vor dem Anodisieren vorhandenen Bearbeitungsspuren bleiben auch nach dem Anodisieren sichtbar. Das Erscheinungsbild von durch vorherige Fräsvorgänge verursachten Defekten kann durch die Galvanisierung teilweise verbessert werden, da der Galvanisierungsprozess eine Glättungswirkung erzielt. 

Wenn jedoch vor der Beschichtung sehr tiefe Werkzeugspuren auf der Oberfläche vorhanden waren, werden diese auch nach dem Aufbringen der dünneren Beschichtung noch sichtbar sein.

 

Welche Anodisierungsfarben gibt es?

Kundenspezifische farbige Aluminiumanodisierung

Anodisiertes Aluminium kann nach der Bildung der Oxidschicht eingefärbt werden. Die Oberfläche bleibt nach dem Anodisieren porös und nimmt daher den Farbstoff vor der Versiegelung auf. 

Bei der Fertigung hängt die Farbwahl von der Farbstoffstabilität, den Kosten und dem Verwendungszweck des Bauteils ab. Manche Farben werden häufiger verwendet, da sie sich in der Serienfertigung leichter handhaben lassen.

Gängige Anodisierungsfarben

• Schwarz
• Blau
• Rot
• Grün
• Gelb
• Orange
• Lila

 

Vorteile und Grenzen der Anodisierung von Metall

Beim Anodisieren wird in der CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) eine dünne anodische Oxidschicht auf der Oberfläche gebildet, um die Lebensdauer bearbeiteter Aluminiumoberflächen zu verlängern.

Bei der Auswahl von Verfahren, die den Produktwert steigern und keine Änderungen am Kerndesign des Bauteils erfordern, kann die Anodisierung eine solche Option sein. Daher eignet sich die Anodisierung besonders für Anwendungen, die einen höheren Korrosionsschutz und eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit nach der Bearbeitung erfordern.

Vorteile des Eloxierens

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Da sich die anodische Beschichtung direkt auf dem Aluminium bildet, bietet sie eine Barriere gegen direkten Kontakt mit Feuchtigkeit und Kühlmittel. Dadurch haben sich viele Bauteile als beständig gegenüber Lagerung, Handhabung und sogar kurzzeitiger Außenbewitterung in Produktions- und Werkstattumgebungen erwiesen.

Oberflächenverschleißfestigkeit

Im Vergleich zu unbehandeltem Aluminium ist die anodische Beschichtung deutlich härter. Der Verschleiß an Oberflächen durch Werkzeuge, Vorrichtungen und Handhabung wird dadurch verringert. Anwendungsbereiche sind beispielsweise Halterungen, Abdeckungen und Befestigungen; diese Bauteile behalten ihr Aussehen auch in Montageumgebungen über lange Zeit.

Bessere Oberfläche für verschiedene Oberflächenbehandlungen

Durch die Anodisierung wird die Oberfläche gleichmäßig, wodurch sich Farbstoffe gleichmäßig anlagern. Rohes Aluminium weist oft unterschiedliche Farbannahmegrade auf; schwarze und transparente Farben bieten im Allgemeinen die gleichmäßigsten Oberflächen, die in der Produktion erhältlich sind und von Charge zu Charge am wenigsten variieren.

Einschränkungen des Eloxierens

Farbabweichungen in der Produktion

Die Farbe variiert von Charge zu Charge. Die Farbe einer Legierung kann je nach Oberflächenbehandlung (Oberflächenbeschaffenheit) und den Bedingungen der elektrochemischen Zelle (Bad) unterschiedlich sein. Manche Farben weisen größere Abweichungen auf als andere. Beispielsweise zeigen helle Farben wie Rot und Gelb größere Unterschiede als matte Farben wie Schwarz und/oder Naturfarben.

Kratzer nach der Bearbeitung

Die Anodisierungsschicht ist sehr dünn. Sobald die oberste Schicht zerkratzt ist, wird das darunterliegende Aluminium freigelegt. Aufgrund der Beschaffenheit dieser Kratzer lassen sie sich nicht mit anderen Lackierungen ausgleichen oder lokal reparieren. Daher muss bei Kratzern das Bauteil in der Regel entweder nachbearbeitet oder akzeptiert werden.

Keine Lösung für Bearbeitungsfehler

Beim Anodisieren wird die ursprüngliche Oberfläche bearbeitet. Daher können dadurch keine während der Bearbeitung entstandenen Fehler behoben werden. Dazu gehören unter anderem raue Bearbeitungsoberflächen, Werkzeugspuren oder Maßabweichungen.

 

Materialien, die anodisiert werden können

Das Anodisieren wird hauptsächlich für Aluminium in der CNC-Bearbeitung und Serienfertigung eingesetzt. Auch andere Metalle können anodisiert werden, verhalten sich dabei jedoch anders und werden in spezifischeren Anwendungsbereichen verwendet.

Gängige anodisierte Materialien

• Aluminium
• Aluminiumlegierungen
• Messing eloxieren
• Eloxieren von Titan
• Magnesium
• Zink
• Kupfer
• Mangan
• Eloxierter Stahl

 

Wie man die Qualität von eloxierten Teilen beurteilt

Die Qualitätskontrolle von eloxierten Bauteilen erfolgt in den meisten Fällen durch eine Kombination aus Sichtprüfung und Dimensionsmessung. In einem typischen Fertigungsumfeld besteht das Ziel der ersten Schritte der Qualitätssicherung darin, zu überprüfen, ob die Eloxalschicht gleichmäßig aufgetragen wurde, ob alle zusammenpassenden Bauteile korrekt sitzen und ob während des Eloxierens keine Prozessfehler aufgetreten sind.

Oberflächenerscheinung

Die erste Oberflächenprüfung sollte unter Standardbeleuchtung erfolgen. Ein einheitliches Erscheinungsbild des gesamten Bauteils ist erwünscht. 

Bei der Zugabe von Farbstoffen zum Anodisierungsbad ist eine gleichmäßige Farbgebung ebenfalls erwünscht. Bereiche, in denen die Anodisierung aufgrund zu hoher Stromdichte oder unsachgemäßer Lagerung unvollständig war, zeigen sich typischerweise als dunklere oder hellere Stellen auf flachen Oberflächen und/oder Kanten.

Kontakt- und Brandspuren

Untersuchen Sie die Bereiche des Bauteils, die während der Bearbeitung mit den Gestellen in Kontakt kommen. Obwohl diese Bereiche nie eine vollständige anodische Beschichtung erhalten, sollten sie in Größe und Anzahl begrenzt sein. 

Wenn in der Nähe eines Kontaktpunkts Brandschäden oder Unregelmäßigkeiten vorhanden sind, deutet dies im Allgemeinen entweder auf eine schlechte elektrische Verbindung oder auf eine zu hohe lokale Stromdichte während des Anodisierens hin.

Beschichtungsabdeckung

Prüfen Sie die Unversehrtheit der anodischen Beschichtung an den Kanten des Bauteils, in Vertiefungen und in etwaigen Taschen. Beschädigungen der Beschichtung deuten auf unzureichenden Elektrolytfluss in diese Bereiche oder eine fehlerhafte Positionierung des Bauteils in der elektrochemischen Zelle hin.

Maßprüfung

Nach dem Anodisieren werden die für die Funktion kritischen Maße gemessen. Da die Dicke der anodischen Schicht leicht zugenommen hat, werden alle engen Passungen, wie z. B. Wellen, Bohrungen usw., nach dem Anodisieren überprüft, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Toleranzen erhalten bleiben.

Oberflächenbeschaffenheit und Integrität

Sowohl hart- als auch weichanodisch beschichtete Bauteile sollten bei leichter Berührung eine relativ glatte Oberfläche aufweisen. Unter normalen Gebrauchsbedingungen sollten beide Beschichtungsarten nicht leicht verkratzen. Abplatzungen oder Absplitterungen der Beschichtung deuten auf Verunreinigungen vor dem Galvanisierungsprozess oder auf mangelhafte Prozesskontrolle hin.

 

Ist Anodisieren teuer?

Im Allgemeinen ist das Anodisieren das kostengünstigste Oberflächenbehandlungsverfahren für Aluminiumteile in Ihrer CNC-Fertigung. Es ist in der Regel günstiger als viele andere Beschichtungen, wie beispielsweise galvanische Beschichtungen, da beim Anodisieren keine großen Materialmengen hinzugefügt werden und nur minimale Nachbearbeitungsschritte erforderlich sind.

Die Gesamtkosten können je nach Größe des zu bearbeitenden Teils, der Gesamtanzahl der gleichzeitig zu verarbeitenden Teile (d. h. kleine Charge vs. Großauftrag), der geforderten Oberflächengüte und der gewünschten Anodisierungsart variieren. 

Die Anodisierung mit Schwefelsäure (Typ II) ist die kostengünstigste und am häufigsten verwendete Methode; die Hartanodisierung (Typ III) verursacht zusätzliche Kosten aufgrund des Bedarfs an besserer Temperaturkontrolle, höheren Stromstärken und längeren Verarbeitungszeiten.

 

Kontaktieren Sie Prolean Tech für Aluminium-Anodisierungsdienstleistungen.

Bei Prolean Tech bieten wir Eloxieren Leistungen Für CNC-gefräste Aluminiumteile mit kontrollierten Oberflächen und gleichbleibender Chargenqualität. Vor der Endbearbeitung prüfen wir die Teilegeometrie, den Oberflächenzustand und die Abklebebereiche, um eine optimale Beschichtung und Passgenauigkeit nach dem Anodisieren zu gewährleisten.

Wir bieten sowohl funktionelle als auch kosmetische Anodisierung an, einschließlich klarer und farbiger Oberflächen. Gängige Farboptionen sind Schwarz, Blau, Rot und andere Standard-Industriefarben, die je nach Verwendungszweck und Konsistenzanforderungen ausgewählt werden.

• Anodisierung Typ II für allgemeinen Schutz und farbige Oberflächen
• Hartanodisierung Typ III für Verschleiß- und Gleitkontaktteile
• Klare und gefärbte Farboptionen mit kontrollierter Chargenabstimmung
• Oberflächen- und Toleranzprüfung vor Beginn des Anodisierens
• Unterstützung der Serienfertigung mit gleichbleibender Oberflächenkontrolle

Senden Sie Ihre Zeichnungen oder Teile zur Eloxierprüfung an Prolean Tech. Wir prüfen Machbarkeit, Farboptionen und Auswirkungen auf die Abmessungen, bevor die Bearbeitung beginnt.