Aluminium eloxiert 

Anodengewichte: Aluminium und Titan

umfasst die Verwendung verschiedener Elektrolyte und elektrischer Parameter - Spannung und Stromstärke (Abbildung

Eloxieren von Aluminiumprodukten, z.B, Aluminiumprofile, erfolgt durch Eintauchen in ein Bad mit einer Säurelösung (normalerweise, Schwefelsäure) und an den Pluspol einer Gleichstromquelle anschließen. Dabei wird der Minuspol des Gleichstroms mit den Kathoden verbunden, die sich im selben Bad befinden (Abb 1).
Bild 1 – Schema Eloxalbad

Schwefelanodisierung von Aluminium

Je nach Art der Säure, seine Konzentration, Temperatur und elektrische Parameter als Ergebnis dieses Prozesses werden Anodenbeschichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften erhalten. Die meisten Aluminiumprodukte werden bei Raumtemperatur (20 °C) in einer Schwefelsäurelösung (200 g/l) unter elektrischer Spannung eloxiert 10-20 IM. Während des Eloxalprozesses muss an der Oberfläche eines Aluminiumprodukts eine konstante Stromdichte ab einem bestimmten Wertebereich, abhängig von der Dicke der Anodenbeschichtung, sichergestellt werden.. Zum , z.B, für eine bestimmte Dicke 20 µm liegt der optimale Bereich der Stromdichte nach dem Qualanod-Standard ab 1,4 zu 2,0 A / dm2 [1].

Anodengewichte

Anodengewichte erfüllen eine wichtige Funktion bei der Versorgung von eloxierten Aluminiumprodukten mit elektrischem Strom mit bestimmten Parametern. Zum, um eine zuverlässige konstante versorgung mit elektrischem strom zu gewährleisten, müssen die anoden gewichte leisten, mindestens, drei wichtige Anforderungen [2]:

  • Halten Sie das Produkt beim Umfüllen von Bad zu Bad und beim Eintauchen in Lösungen mit sehr starker Blasenbildung (Rühren mit Druckluft) fest.
  • Stellen Sie für jedes Produkt einen elektrischen Kontakt her, die zuverlässig ausreichend elektrischen Strom von der Stromversorgung (Gleichrichter) zu diesem Produkt leiten, um eine gleichmäßige Eloxierung darauf zu gewährleisten
  • Sorgen Sie für eine effektive Produktdrainage, schließen die Bildung von "Taschen" aus, in dem sich Reste von Gebrauchslösungen und Waschwässern ansammeln

Anodengewichte für Aluminiumprofile

Für Aluminiumprodukte verschiedener Formen und Größen werden verschiedene Arten von Anodengewichten verwendet.. Aufhänger zum Eloxieren von langen Aluminiumprofilen sind vertikale Stangen, die direkt auf den Anodenträgern befestigt sind. An diesen Stangen werden Aluminiumprofile mit Federklemmen befestigt., Klemmen, Draht oder andere Methoden. Der Anodenbalken ist ein massives Aluminiumprofil, Eines der Enden davon wird mit Hilfe einer leistungsstarken pneumatischen Klemme (Schütz) mit den Bussen der Gleichstromquelle verbunden (Abbildung 2). An den Anodenstäben mit verschiedenen Vorrichtungen (Klemmen, Klemmen, Federringe, Aluminiumdraht) eloxierte Aluminiumprofile befestigen (Abb 3). Beliebte Krokodilklemmen sind auf dem Bild zu sehen 4.


Bild 2 – Anodenstab und Schütz am Eloxalbad [3]


Bild 3 – Anodenaufhängung mit Profilen über dem Eloxalbad [3]


Bild 4 – Klemmen zur Befestigung von Aluminiumprofilen an Anodenstangen [3]

Titanaufhänger für Aluminiumteile

Zum Eloxieren kleiner Aluminiumprodukte werden verschiedene Arten von Anodengewichten verwendet., meist aus Titanlegierungen, die direkt am Anodenträger befestigt sind (Abb 5). Zur Befestigung von Aluminiumprodukten verwenden diese Scharniere verschiedene Arten von Federvorrichtungen., z.B, sind hochbelastbare Legierungen der 5xxx-Reihe (Al-Mg), die in der Abbildung dargestellt sind 6.

Bild 5 – Titankupplung zum Eloxieren von Aluminiumteilen [3]


Bild 6 – Ein Beispiel für die Befestigung von Teilen an einem Titangestänge [3]

Faktoren für die Auslegung von Anodenlasten

Bei der Auslegung von Anodenwägungen werden folgende Faktoren berücksichtigt:

  • Kompatibilität mit funktionierenden Lösungen
  • Zielstromdichte, die dem Produkt zugeführt werden müssen
  • Einfache Installation von Produkten an Scharnieren und deren Entfernung von Scharnieren
  • Verfügbarkeit von Stellen am Produkt für verlässliche Kontaktpunkte, was für eine gleichmäßige Anodisierung sorgt
  • Standort von Fußspuren an Kontaktpunkten an Orten, die für den Kunden akzeptabel sind
  • Die Anordnung der Produkte am Scharnier sollte nicht zu dicht sein., um ihre lokale Überhitzung nicht zu verursachen, sowie Schattierung einiger Produkte durch andere
  • Wirtschaftlich akzeptable Kosten

Die Stärke der Befestigung von Produkten an Scharnieren

Gewährleistung eines zuverlässigen kontinuierlichen elektrischen Kontakts des Produkts mit dem Scharnier, ist sehr wichtig für die Bildung einer gleichmäßigen anodischen Beschichtung auf seiner Oberfläche. An Scharnieren befestigte Aluminiumprodukte müssen alle technologischen Bäder durchlaufen, ohne den elektrischen Kontakt zu schwächen., einschließlich, diese Bäder, in dem die Lösung intensiv mit Druckluft vermischt wird.

Entwässerung und Gastaschen

Bei der Zuweisung einer Aufhängemethode für jeden neuen Produkttyp ist eine sorgfältige Prüfung erforderlich, dass bei einer solchen Aufhängung ein guter Ablauf von Flüssigkeiten aus dem Produkt gewährleistet ist, und auch dann, wodurch die Möglichkeit der Bildung sogenannter Gastaschen ausgeschlossen wird. In diesen Taschen kann sich Wasserstoff ansammeln, beim Eloxieren freigesetzt. Dies führt zu der Tatsache, dass sich auf der Oberfläche dieser "Taschen" keine Anodenbeschichtung bildet. Wasserstoff wird auch während der elektrolytischen Färbung freigesetzt, was zu Bereichen mit einer blassen Farbe oder ohne Farbe führt.

Anodengewichtsmaterialien

Aluminium

In den Anfängen des Aluminiumanodisierens wurden Anodengewichte ausschließlich aus unlegiertem Aluminium hergestellt., der Nachteil davon ist, dass es weich ist und leicht beschädigt werden kann. Dieser Mangel wurde behoben, als sich thermisch gehärtete Aluminiumlegierungen verbreiteten, sind hochbelastbare Legierungen der 5xxx-Reihe (Al-Mg), wie 6061 und 2024. Es werden auch mehr verfügbare Legierungen verwendet. 6060 und 6063, aber, zählt, welche legierungen 6061 und 2024 langsamer eloxieren, als andere Aluminiumlegierungen, was den Scharnieren eine längere Lebensdauer verleiht [4].

Aluminium hat folgende Vorteile:

  • Niedrige Anschaffungskosten
  • Leichte Bearbeitung
  • Hohe elektrische Leitfähigkeit

Der Hauptnachteil von Aluminium als Anodenprobenmaterial ist:

  • Die Notwendigkeit des alkalischen Ätzens der Anodenbeschichtung von der Probe nach jedem Anodisierungszyklus, um die elektrische Leitfähigkeit ihrer Oberfläche wiederherzustellen. Infolgedessen nimmt die Dicke des Scharniers mit der Zeit ab und muss ersetzt werden.

Titan

Titan (Titanlegierungen) haben folgende Vorteile:

  • Hohe Festigkeit und lange Lebensdauer
  • Chemische Trägheit in den meisten chemischen Lösungen, außer Chromsäure, Chromate, Flusssäure und Fluoridsalze

Nachteile von Titanscharnieren:

  • Hohe Anschaffungskosten
  • Erfordert spezielle Ausrüstung für die Reparatur
  • Geringere elektrische Leitfähigkeit, als Aluminium

Elektrische Eigenschaften von Aluminium und Titan

Scharniere aus Aluminium, die in einen Elektrolyten getaucht sind, muss eine Querschnittsfläche haben, was zumindest bieten würde, als 0,2 mm2/Ein [3]. Titangewichte erfordern einen größeren Querschnitt, da Titan einen höheren Widerstand gegenüber elektrischem Strom hat, als Aluminium. Aluminiumgussteil?, dass die elektrische Leitfähigkeit nur Titan ist 10 % über die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium [1, 2].

Aluminiumprodukte an Anodenscharnieren

Anzahl und Größe der Kontakte, durch die die Produkte auf dem Scharnier fixiert werden, sollte reichen für, Strom für alle Produkte auf der Probe und auf der Oberfläche jedes Produkts gleichmäßig zu leiten. Der Anpressdruck muss hoch genug sein, um eine Oxidation der Kontaktstellen zu verhindern, sowie jede Verschiebung von Produkten relativ zu Kontakten während des eigentlichen Eloxalprozesses.

Aluminiumprodukte, z.B, Aluminiumprofile, sollten so auf den Scharnieren platziert werden, Unterschiede in der Eloxalschichtdicke zu minimieren. Hängende Aluminiumprodukte, z.B, Aluminiumprofile, zu dicht hintereinander oder in mehreren Reihen kann es zu zunehmenden Ladungsunterschieden in der Dicke der Eloxalschicht kommen.

Quellen:

  1. QUALANOD-SPEZIFIKATIONEN, Auflage 01.01.2017
  2. Die Technologie des Eloxierens von Aluminium / Artur W. Klammer – Interall, Italien, 2000
  3. http://www.montieng.com/en/aluminium-anodizing.html
  4. http://aluminumsurface.blogspot.com/2009/03/racking-sensitive-part-of-anodizing.html