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Eloxieren Grundlagen

Eloxieren Grundlagen

Durch die Luftatmosphäre bildet Aluminium bereits eine Oxidschicht von ≤ 0,1 µm/Jahr, die den Werkstoff vor weiterer Korrosion sichert. Diese natürliche Oxidschicht ist zwar mechanisch sehr widerstandsfähig, schützt aber häufig nicht allein bei zusätzlichen chemischen Beanspruchungen. Um die Schutzwirkung zu verbessern, wird eine dickere Oxidschicht durch das Eloxal-Verfahren, auch als Anodisieren bekannt, künstlich erzeugt. Eloxal ist die Abkürzung für elektrolytisch oxidiertes Aluminium. Anodisieren steht für „anodisches Oxidieren“ von Aluminium. Per Elektrolyse liefert das Eloxieren auf Aluminium und Aluminiumlegierungen dichte, harte, verschleißfeste und elektrisch isolierende Schutzschichten von großer chemischer Resistenz und Witterungsbeständigkeit. Sie lassen sich matt sowie hochglänzend und in vielen Farbtönen herstellen. Somit bietet das Verfahren einerseits eine Schutzfunktion und ist zum anderen auch als Schmuck einsetzbar. Das zu eloxierende Werkstück wird als Anode geschaltet, an der sich aufgrund der elektrischen Stromwirkung eine Aluminiumoxidschicht anlagert. Als Elektrolyte werden, überwiegend Schwefelsäure, aber auch Oxalsäure verwendet. Als Stromquelle dient Gleichstrom oder Wechselstrom. Folgende Eloxal-Verfahren können deshalb unterschieden werden:

Gleichstrom-Schwefelsäure-Verfahren (GS-Verfahren)

t=5 µm … 30 µm

Gleichstrom-Schwefelsäure-Oxalsäure-Verfahren (GSX-Verfahren)

t=5 µm … 30 µm

Gleichstrom-Oxalsäure-Verfahren (GX-Verfahren)

t=10 µm … 18 µm

Wechselstrom-Oxalsäure-Verfahren (WX-Verfahren)

t=10 µm … 18 µm

Chromsäure-Verfahren

t=3 µm … 6 µm

Falls größere Schichtdicken erzeugt werden sollen, muss das Verfahren der Hartanodisation angewendet werden. Eine Verringerung der Säuretemperatur und Säurekonzentration und die gleichzeitige Erhöhung der Spannung erzielen eine maximale Oxidschicht bis zu 250 µm und eine Härte von 300 HV bis 600 HV. Harteloxalschichten dienen aufgrund der extremen Abriebfestigkeit ausschließlich technischen Anwendungen. In den weiteren Betrachtungen wird ausschließlich das Gleichstrom-Schwefelsäure-Verfahren erläutert.

Das Eloxieren ist ein Verfahren, das zur Oberflächenbehandlung von Metallen wie Aluminium angewendet wird. Es handelt sich dabei um eine elektrochemische Reaktion, bei der die Oberfläche des Metalls oxidiert wird. Durch das Eloxieren entsteht auf der Oberfläche des Metalls eine Schicht aus Aluminiumoxid, die sehr hart und widerstandsfähig ist.
Die Grundlagen des Eloxierens liegen in der chemischen Zusammensetzung von Aluminium. Das Metall reagiert mit Sauerstoff aus der Luft und bildet dabei eine dünne Oxidschicht auf seiner Oberfläche. Diese Schicht schützt das darunterliegende Material vor Korrosion und Abnutzung. Beim Eloxieren wird dieser Prozess gezielt gesteuert, indem das Aluminium in einer Elektrolytlösung unter Strom gesetzt wird.
Der erste Schritt beim Eloxieren besteht darin, dass das zu behandelnde Metall gründlich gereinigt werden muss. Hierbei müssen alle Verunreinigungen wie Fett oder Öl entfernt werden, da diese den Elektrolyseprozess stören können. Anschließend wird das Metall in eine spezielle Lösung getaucht, die als Elektrolyt bezeichnet wird.
Die Elektrolytlösung enthält meist Schwefelsäure oder andere Säuren sowie Farbstoffe oder andere Additive. Wenn das Metall in die Lösung getaucht und ein elektrischer Strom angelegt wird, beginnt der Oxidationsprozess an der Oberfläche des Materials. Dabei löst sich das Aluminium auf und reagiert mit dem Sauerstoff aus der Luft und der Säure in der Lösung.
Durch diesen Prozess entsteht eine Schicht aus Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Metalls, die sehr hart und widerstandsfähig ist. Die Dicke dieser Schicht kann je nach Bedarf variiert werden, indem die Stromstärke oder die Dauer des Eloxierens angepasst wird.
Nach dem Eloxieren kann die Oberfläche des Metalls weiter bearbeitet werden. So können Farbstoffe oder andere Additive in die Schicht eingelagert werden, um das Material zu färben oder seine Eigenschaften zu verbessern.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Eloxieren ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen ist, bei dem durch Elektrolyse eine dünne Schutzschicht aus Aluminiumoxid erzeugt wird. Diese Schicht verleiht dem Material eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und Abnutzung und kann je nach Bedarf weiter bearbeitet werden.

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