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Eloxal / Eloxieren

Eloxal / Eloxieren

 

Eloxal steht für Elektrolytische Oxidation von Aluminium und wird auch als anodisches Oxi-dieren bezeichnet. Im Gegensatz zu anderen Verfahren handelt es sich beim Eloxieren um einen Umwandlungsüberzug, und nicht um eine Beschichtung
Eloxiert werden Werkstücke aus Aluminium (chemisches Symbol: Al). Aluminium ist ein sehr weiches Metall, und das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Es kommt aber nur in chemisch gebundenem Zustand vor. Als unedles Metall ist Aluminium sehr anfällig für Korrosion. Im Gegensatz zu Eisen bildet Aluminium an seiner Oberfläche eine kompakte Oxidschicht, die nur wenige Moleküllagen dick ist. Damit schützt es sich selbst vor Korrosion. Durch Elektrolyse kann diese Oxidschicht verstärkt und um ein Vielfaches erhöht werden. Gleichzeitig wird die Oberfläche härter und wirkt elektrisch und thermisch isolierend.
Relative Atommasse 26,981538
Ordnungszahl 13
Schmelzpunkt [166] 661
Siedepunkt [167] 2.467
Elektronegativität 1,5
Erste Inonisierungsenergie [168] 6,0

Beim Eloxieren unterscheidet man im Wesentlichen zwischen zwei Verfahren, dem Gleich-strom-Schwefelsäure-Verfahren (GS-Verfahren, übliche Schichtdicke 5-25μm) und Chrom-säure- oder Bengough-Verfahren (übliche Schichtdicke 1-7μm).
Vor dem eigentlichen Eloxieren bzw. Anodisieren, sind verschiedene Vorbehandlungsschritte nötig:
• Reinigen: auf dem Werkstück dürfen keine Verschmutzungen (auch keine Finge-rabdrücke) sein, da sonst fleckige Oxidschichten entstehen,
• Spülen: dient zum Entfernen von Rückständen des Reinigers,
• Beizen: mit Salpetersäure (HNO3), zur Entfernung der natürlichen Oxidschicht. Dieser Vorgang ist unbedingt erforderlich, da auf der natürlichen Oxidschicht keine festhaf-tenden Niederschläge abgeschieden werden können.
• Spülen: zur Entfernung von Säurerückständen.
Im Anschluss kann das eigentliche Eloxieren erfolgen. Dazu wird das Werkstück in das Bad gehängt und als Anode geschaltet. Das Bad muss permanent gekühlt werden. Auf beiden Seiten steht dem Werkstück eine Kathode gegenüber. Die anschließende Oxidation erfolgt punktweise. An den Stellen an denen sich so bereits eine Oxidschicht gebildet hat erhöht sich der Übergangswiderstand für den elektrischen Strom. So erfolgt die weitere Oxidation an Stellen mit blankem Metall, die einen geringeren Übergangswiderstand aufweisen. So wachsen alle metallischen Flächen langsam zu. Die Hälfte bis zu zwei Drittel der Schicht bauen sich in den Werkstoff hinein, der Rest auf dem Werkstoff auf. Nach dem eigentlichen Eloxieren, muss das Werkstück noch verdichtet werden. Dies erfolgt üblicherweise mit heißem Wasser oder Dampf. Durch die Wasseraufnahme und die Hitze wird hierbei die Verbindung in ihre Endform überführt, die für die Härte der Schicht verant-wortlich ist. Falls erforderlich kann vor diesem Vorgang das Werkstück eingefärbt werden. Nach dem Eloxieren hat das Werkstück eine sehr offenporige Struktur, die sich hervorragend eignet, um Farbpigmente einzulagern. Durch das anschließende Verdichten werden diese Pigmente dauerhaft in der Oxidschicht eingebettet.
Der Elektrolyt kann die entstandene Anodisierschicht wieder auflösen. Durch diese Eigenschaft wird die Schichtbildungsgrenze festgelegt. Das Wachstum endet, wenn die Bildung der Schicht genauso schnell erfolgt wie der Abbau, oder wenn der elektrische Widerstand der Schicht nicht mehr überwunden werden kann. Ein weiteres Eloxierverfahren ist das Harteloxieren, bzw. Hartanodisieren. Dieses Verfahren findet vor allem Anwendung als Verschleißschutz. Es werden relativ dicke Schichten, mit Schichtdicken von 30-100μm aufgebaut. Die Schichten dienen auch als Reparaturschichten. Sie werden zur einen Hälfte in den Werkstoff hinein, zur anderen aus dem Werkstoff heraus aufgebaut. Hier gilt zu beachten, dass es durch wiederholte Anwendung dieses Verfahrens zu Maßproblemen kommen kann. Harteloxalschichten sind spröde und fördern unter Belastung die Rissbildung.
Eloxieren kann man im Prinzip daheim. Alles was man braucht kriegt man in Apotheke und Baumarkt. Alelrdings sollte man mit Säure und Strom vorsichtig hantieren. Sollte man wirklich mal etwas privat eloxieren müssen, empfiehlt sich der Gang zu einem Galvaniseur

Abhängig von der Legierung und vom Verfahren kann die eloxierte Oberfläche durchaus härter als Stahl werden. Die Eloxalschicht wirkt bis zu einem gewissen Grad elektrisch und thermisch isolierend.


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