{"id":3516,"date":"2021-03-25T10:03:17","date_gmt":"2021-03-25T09:03:17","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=3516"},"modified":"2025-03-21T09:31:22","modified_gmt":"2025-03-21T08:31:22","slug":"was-ist-das-eloxal-verfahren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/was-ist-das-eloxal-verfahren\/","title":{"rendered":"Was ist das Eloxal-Verfahren?"},"content":{"rendered":"

\u00ab Das Verfahren in der Kurzbeschreibung \u00bb<\/h2>\n

Durch das Eloxal-Verfahren erhalten Halbzeuge oder Werkst\u00fccke aus Aluminium eine korrosions- und verschlei\u00dfbest\u00e4ndige Oberfl\u00e4che. Die entstehende Schutzschicht baut sich mit Unterst\u00fctzung durch elektrischen Strom auf und enth\u00e4lt Bestandteile des Grundwerkstoffs. Das Metall wandelt sich im oberfl\u00e4chennahen Bereich zu Aluminiumoxid um. Aus diesem Zusammenhang ergibt sich die Kurzbezeichnung Eloxal, die sich aus den Anfangsbuchstaben der Worte elektrisch, Oxidation und Aluminium zusammensetzt.<\/p>\n

Warum Aluminium eloxieren?<\/h2>\n

Aluminium und seine Legierungen geh\u00f6ren zu den wichtigsten Konstruktionswerkstoffen. Die gute Festigkeit und vor allem das geringe Gewicht sind ausschlaggebend f\u00fcr den Einsatz dieses Metalls beim Bau von Fahrzeugen, Flugzeugen, Haushaltsgegenst\u00e4nden oder im Bauwesen. Auf der Oberfl\u00e4che von Aluminiumteilen bildet sich an der Luft schnell eine sehr d\u00fcnne Oxidschicht, die den Werkstoff vor Korrosion sch\u00fctzt.<\/p>\n

\"korrosionsschutz\"<\/a><\/p>\n

Diese Schicht ist allerdings anf\u00e4llig gegen mechanischen Verschlei\u00df und verschiedene chemische Stoffe. Durch das Eloxal-Verfahren, manchmal auch als Eloxal-Methode bezeichnet, entsteht eine k\u00fcnstliche Oxidschicht, die einen besseren Verschlei\u00df- und Korrosionsschutz<\/a> bietet.<\/p>\n

Wie l\u00e4uft das Eloxal-Verfahren ab?<\/h2>\n

Wie in der Oberfl\u00e4chentechnik \u00fcblich, besteht auch das Eloxal-Verfahren aus mehreren Schritten. Die Durchf\u00fchrung h\u00e4ngt von den angestrebten optischen, chemischen und physikalischen Schichteigenschaften ab. Sollen die Werkstoffoberfl\u00e4chen besonders glatt werden, gehen dem Eloxieren entsprechende Arbeitsschritte wir Schleifen oder Polieren voraus.<\/p>\n

Vorbehandlung der Oberfl\u00e4chen<\/h2>\n

Voraussetzung f\u00fcr eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Schichtbildung ist, dass die Oberfl\u00e4chen sauber und frei von Fetten und \u00d6len sind. Auch die nat\u00fcrliche Oxidschicht muss vor dem eigentlichen Verfahren entfern werden. Die Oberfl\u00e4chenvorbehandlung<\/a> umfasst die Verfahrensschritte Entfetten, Beizen und Dekapieren. Das Entfetten erfolgt mit hei\u00dfem Wasserdampf, Hei\u00dfwasser und ggf. alkalischen Reinigungsmitteln. Beim Beizen zersetzen Laugen die nat\u00fcrliche Oxidschicht.<\/p>\n

\"oberflaechenvorbehandlung\"<\/p>\n

Da die alkalischen R\u00fcckst\u00e4nde der Beize die Schichtbildung st\u00f6ren w\u00fcrden, m\u00fcssen sie neutralisiert und abgesp\u00fclt werden. Dieser Vorgang wird als Dekapieren bezeichnet. Das gr\u00fcndliche Sp\u00fclen mit vollentsalzten Wasser nach jedem Arbeitsschritt sorgt f\u00fcr einen qualit\u00e4tsgerechten Ablauf des Verfahrens.<\/p>\n

Eloxieren durch anodische Oxidation<\/h2>\n

Um Aluminium zu eloxieren, wird es fest an den Pluspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen und in einen S\u00e4urebad getaucht. Die Beh\u00e4lterwand oder ein im Bad befindliches, s\u00e4urebest\u00e4ndiges Bauteil werden mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden. Beim Freischalten der Spannung wird das Aluminiumteil bzw. -halbzeug zur Anode. An der Oberfl\u00e4che der Anode verbindet sich der Werkstoff mit Sauerstoff zu Aluminiumoxid.<\/p>\n

\n

Auf diese Weise baut sich die Schutzschicht auf. Die Beh\u00e4lterwand bzw. das mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbundene Bauteil werden zur Kathode. Dort entsteht gasf\u00f6rmiger Wasserstoff.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Prozessparameter bei der Eloxal-Methode<\/h2>\n

Das Eloxal-Verfahren l\u00e4uft bei Temperaturen von 15 bis 20 \u00b0C ab. Die angelegte Spannung liegt zwischen 14 und 20 V. Im Bad stellt sich eine Stromdichte von 1,5 A\/dm\u00b2 ein, bei der die Schichtdicke um bis zu 3 \u00b5m\/min anw\u00e4chst. In Abh\u00e4ngigkeit von der Einwirkzeit werden 10 bis 25 \u00b5m starke Schutzschichten erzeugt. Ein Sonderfall ist das Harteloxieren. Bei diesem Verfahren entsteht ein \u00e4u\u00dferst verschlei\u00dffester Korrosionsschutz mit 25 bis 250 \u00b5m starken Schichten. Diese Schichtdicken lassen sich bei Temperaturen unter 10 \u00b0C mit einer elektrischen Spannung \u00fcber 40 V und Stromdichten von 2 bis 3 A\/dm\u00b2 erreichen.<\/p>\n

Nachbehandlung durch F\u00e4rben und Verdichten der Schicht<\/h2>\n

Die Schutzschicht hat eine por\u00f6se Struktur. Durch die Poren k\u00f6nnten Feuchtigkeit und aggressive Stoffe an den Grundwerkstoff gelangen und Korrosionssch\u00e4den verursachen. Deshalb muss die Schutzschicht in einem abschlie\u00dfenden Arbeitsschritt verdichtet werden. Die Poren k\u00f6nnen allerdings auch Farbe aufnehmen. Soll die Oberfl\u00e4che zu dekorativen Zwecken eingef\u00e4rbt werden, bietet sich die por\u00f6se Schicht zur Einf\u00e4rbung an. Das geschieht unmittelbar im Anschluss an das Eloxieren in der Regel durch Tauchen in ein Farbbad oder elektrolytisch.<\/p>\n

\"Stapel
\u00a9 stockphoto-graf \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Die Eloxal-Methode schlie\u00dft mit dem Verdichtungsprozess ab. Dabei wird das eloxierte Metall in vollentsalztem Wasser gekocht oder mit Hei\u00dfdampf behandelt. Bei Temperaturen von 90 bis 100 \u00b0C wandelt sich das Aluminiumoxid in den Poren mit Wasser in Aluminium-oxid-hydroxid um. Dieser Stoff verengt und verschlie\u00dft die Poren. Er kommt in der Natur als Mineral vor. Dort ist er unter der Bezeichnung B\u00f6hmit bekannt.<\/p>\n

Was passiert bei der anodischen Oxidation an der Werkstoffoberfl\u00e4che?<\/h2>\n

Die Oxidation ist ein chemischer Prozess, bei dem Elektronen aus der Atomh\u00fclle freigesetzt werden. Der entgegengesetzte Vorgang ist die Reduktion. Hierbei werden Elektronen in die Atomh\u00fclle aufgenommen. Das Eloxal-Verfahren beruht darauf, dass Wasser unter Einwirkung elektrischer Gleichspannung in negativ geladene Hydroxidionen (Sauerstoff und Wasserstoff, OH-) und positiv geladene Hydroniumionen (Wasser und Wasserstoff, H3O+) zerf\u00e4llt.<\/p>\n

\"Aluminium
\u00a9 Jack Fotografo \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

W\u00e4hrend die Ionen an der Kathode Elektronen aufnehmen und gasf\u00f6rmigen Wasserstoff bilden, reagiert das Metall der Anode mit dem Sauerstoff der Hydroniumionen zu Metalloxid und Wasser. Die dabei freiwerdenden Elektronen flie\u00dfen zum Pluspol der Spannungsquelle. Die S\u00e4ure im Elektrolytbad ist an der Reaktion nicht beteiligt. Sie dient lediglich dazu, die Leitf\u00e4higkeit zu erh\u00f6hen und eine ausreichende Stromdichte im Bad zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n

Schichtbildung beim Eloxal-Verfahren<\/h2>\n

Die anodische Oxidation von Aluminium, das Eloxieren, erzeugt zun\u00e4chst eine sehr d\u00fcnne Schicht aus Aluminiumoxid auf der Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che. Diese Schicht wirkt isolierend. Der Stromfluss w\u00e4re unterbrochen, w\u00fcrden nicht an einigen Stellen Spannungsdurchschl\u00e4ge erfolgen. An diesen Stellen bleibt der Stromfluss erhalten, die Schicht kann weiter anwachsen.<\/p>\n

\n

Aber dort, wo der Strom flie\u00dft, bleiben kleine „Kan\u00e4le“ in der Schicht zur\u00fcck. Das sind die Poren, die zum Schluss verschlossen werden m\u00fcssen.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Eigenschaften der Eloxal-Schicht<\/h2>\n

Schichten, die durch das Eloxal-Verfahren erzeugt werden, weisen eine gute Haftung, einen hohen elektrischen Widerstand, eine hohe H\u00e4rte und eine gute Korrosionsbest\u00e4ndigkeit in neutralen Fl\u00fcssigkeiten (pH-Wert 5 bis 8) auf. Die Schichten sind au\u00dferdem ungiftig. Deshalb k\u00f6nnen eloxierte Aluminiumger\u00e4te in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. Auf der hohen H\u00e4rte beruht die gute Verschlei\u00dffestigkeit.<\/p>\n

\"Eloxierte
\u00a9 Ekaterina \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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