Elektrolytisches Lackieren von eloxiertem Aluminium

Eine Art Farbeloxieren von Aluminium – das elektrolytische Einfärben von Aluminium – ist ein zweistufiger Prozess, Währenddessen werden die Poren vorläufig eloxiertes Aluminium, befindet sich in einem Elektrolyten auf Basis eines Salzes eines bestimmten Metalls, Partikel dieses Metalls werden mit Hilfe von elektrischem Strom abgeschieden. Die am häufigsten verwendeten anorganischen Salze auf Basis von Zinn, Kobalt, Nickel und Kupfer. Das Folgende ist eine Beschreibung des elektrolytischen Färbeverfahrens mit Zinnsalz., nämlich, Zinnsulfat.

Zinnsulfat-Elektrolyt

Elektrolyt zum Elektrofärben von Aluminium auf Basis von Zinnsulfat hat folgende Zusammensetzung:

• 14-18 Gramm pro Liter Zinnsulfat;
• 15-20 Gramm pro Liter freie Schwefelsäure;
• organische und anorganische Zusatzstoffe.

Farben, die mit diesem Elektrolyten erhalten werden können, reichen von hellem über dunkles bronze bis hin zu schwarz. Die Farbe hängt von der Dauer der Verarbeitung ab - von 30 Sekunden bis 20 Protokoll.

Ausrüstung zum Anodisieren von Aluminiumfarben

Elektrische Ausrüstung besteht aus einem elektrischen Stromwandler mit programmierbarer Spannungserhöhung aus 0 zu 18 Volt während 25-40 Sekunden. Am Ende jedes Arbeitszyklus wird die Stromquelle automatisch abgeschaltet..

Bild 1 – Stromwandler

Die Temperatur des Elektrolyten - die Temperatur des Bades - kann aus sein 15 zu 25 Grad Celsius, aber normalerweise wird es um den Nennwert herum temperaturgeregelt 20 Grad Celsius. Dazu wird das Elektrofarbbad an einen kleinen Wärmetauscher angeschlossen.. Mit Hilfe einer speziellen Pumpe zirkuliert der Badelektrolyt ständig durch Wärmetauscher und Filter.

Bild 2 - Wärmetauscher, Pumpe und Filter

Die Intensität der Farbe hängt von der Dauer des elektrischen Stroms im Bad ab. Moderne Ausrüstung für die Elektrofärbung von Aluminium verwendet Gleichstrom- und Wechselstromzyklen. Dieses Gerät ist schwieriger zu bedienen, bietet aber im Vergleich zu einem herkömmlichen Gleichrichter eine hochwertigere Farbanodisierung. Dies wird durch ein effizienteres „Einschieben“ des Metalls in die Poren von eloxiertem Aluminium und durch eine Verringerung der Abschattungswirkung zwischen benachbarten Poren erreicht Aluminiumprofile, was typisch für das herkömmliche elektrolytische Farbanodisieren von Aluminium ist.

Um die Leistung des Elektrofärbens zu verbessern, wird häufig eine zentrale Elektrode verwendet - die zentrale Kathode, dabei, oft als elektrolytisches Färbebad, und im vorläufigen farblosen Eloxalbad.

Bild 3 – Eloxalbadkathoden

Bild 4 – Galvanikbadkathoden mit Zentralkathode

Parameter der Elektrofärbung von Aluminium

Unterschiede in der Dicke Anodenschicht auf verschiedenen Profilen derselben Probe haben keinen signifikanten Einfluss auf die resultierende Farbe, wie meistens bei Adsorptionsfärbung. Die Sache ist, dass beim Adsorptionsfärben der Farbstoff einfach in die Poren eindringt, indem er in das Innere der Pore gelangt, und bei der Elektrolyse setzt es sich zuerst am Boden der Anodenpore ab und bewegt sich dann zu ihrem Eingang.

Bild 5 – Unterschied zwischen Absorption und elektrolytischer Färbung von Aluminium

Um eine gute Farbwiederholbarkeit zu erreichen, sind die folgenden Faktoren von großer Bedeutung:

• konstante chemische Zusammensetzung des Bades;
• konstante Temperatur;
• konstante Anzahl von Profilen, die einer Elektrofärbung unterzogen werden.

Offensichtlich, dass Unterschiede in der Badchemie über bestimmte Grenzen hinaus zu unterschiedlichen Färbeergebnissen führen.

Genau so, Temperaturunterschiede, davon hängt die elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten ab, kann Farbunterschiede verursachen, sogar, wenn die Bearbeitungszeit gleich war.

Auch die Anzahl der Profile im Bad ist sehr wichtig.. Wenn ein, z.B, Laden Sie nur ein Aluminiumprofil und schwarze Farbe in die Badewanne, annehmen, erreicht in 5 Protokoll. Dann, wenn sie in dasselbe Bad geladen werden, sagen wir, 30 die gleichen Profile, dann wird die schwarze Farbe auf ihnen durch sein 15 Protokoll. Daher hängt die Färbedauer innerhalb gewisser Grenzen von der Anzahl der Profile ab., in ein elektrolytisches Färbebad geladen.

Daher wird empfohlen, Proben mit gleicher Oberfläche (und gleicher Stromdichte) in das Bad zu laden., um den Einfluss der Materialmenge auf die Färbeparameter auszuschließen.

Für jedes Bad sind praktische Erfahrungen unerlässlich, um die Färbedauer unter verschiedenen Betriebsparametern der Verarbeitung zu bestimmen..

Wenn die Verarbeitung eine zu helle Farbe ergibt, dann kann es durch Verlängerung der Färbedauer dunkler gemacht werden.

Wenn die Farbe zu dunkel ist, dann kann es "abgeklärt" werden, indem man die Probe mit Profilen einige Zeit in das KTL-Bad hält - ab 30 Sekunden bis 1 Minuten - wenn der elektrische Strom abgeschaltet wird.

Elektrolytfilterung

Das elektrolytische Färbebad muss regelmäßig gefiltert werden – mindestens einmal täglich, unlösliche Produkte zu entfernen, die bei der Zersetzung von Zinnsulfat entstehen (vgl. Bild 2). Eine leichte Bewegung des Elektrolyten im Bad beeinträchtigt die Färbequalität nicht..

Schnelles Herausziehen von lackierten Profilen

Lackierte Aluminiumprofile sind unverzüglich aus dem Bad zu entfernen., um das zu vermeiden, dass die helleren Abschnitte der Profile in diesem Teil der Probe noch blasser werden, Das ist länger als andere im Bad beim Heben der Probe.

Im elektrolytischen Färbebad bestehen die Elektroden – Kathoden – meist aus Edelstahl AISI 316 in Form von Platten oder Rundrohren (cm. Bild 4).

Die Oberfläche der Kathodenelektroden muss regelmäßig gereinigt und auf die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontakte überwacht werden.. Die Stromdichte im elektrolytischen Färbebad muss mind 0,8 Ampere pro Quadratdezimeter.

Elektrolytstand in Arbeitsbädern

Der Elektrolytstand im anodischen Oxidationsbad muss immer höher sein, als der Elektrolytstand im elektrolytischen Färbebad. Dies ist notwendig, um, zu Alu-Hängerstangen, die in den Elektrolyten des elektrolytischen Färbebades eingetaucht werden, wurden immer in der vorherigen Phase des Arbeitszyklus eloxiert. Andernfalls wird beim elektrolytischen Lackieren von nicht eloxiertem Aluminium Wasserstoff freigesetzt, was zu Farbfehlern führt.

Lebensdauer des Zinnsulfatbades

Das elektrolytische Lackierbad ist – außer bei Unfällen oder Verunreinigungen – ein „dauerhaftes“ Bad. Im Allgemeinen erfordert es kein periodisches vollständiges Zurücksetzen und Ersetzen. Ein normales Bad auf Basis von Zinnsulfat kann mehrere Jahre wirken, vorausgesetzt, es wird regelmäßig filtriert und ein Gebrauchspräparat zur Ergänzung von Verbrauchsmaterialien hinzugefügt.. Gleichzeitig muss man berücksichtigen, dass ein auf Zinnsulfat basierender Elektrolyt eine natürliche Tendenz hat, seine Effizienz zu verlieren, wenn sich Zinnsulfat II-Ionen spontan in Zinnsulfat IV umwandeln.

Merkmale von Hängeprofilen

Es sollte notiert werden, dass Titangewichte oder -materialien nicht zum elektrolytischen Färben verwendet werden können.

Einhängeprofile für die elektrolytische Lackierung müssen mit besonderer Sorgfalt ausgeführt werden.. Wenn sich einige Profile nach dem Eloxieren bewegt haben, dann stellt die dielektrische Anodenschicht im Kontakt des Profils mit dem Stab nicht den notwendigen elektrischen Kontakt bereit und, daher, elektrolytisches Färben.

Anzahl der Aluminiumprofile, die für die elektrolytische Färbung aufgehängt wird, normalerweise weniger, als andere Färbemethoden.. Das liegt an der Tatsache, dass, um eine gleichmäßige Farbe in der gesamten Probe zu erhalten, die Profile so darauf angeordnet sein sollten, damit sie sich nicht gegenseitig von den Kathoden abschatten.

Die elektrolytische Färbung aufgrund der Verwendung einer niedrigen Stromdichte ist eine fast athermische Reaktion. Daher erfährt die Temperatur des Bades keine merklichen Änderungen.. aber, wenn tagsüber eine große Anzahl von Profilen elektrolytisch verfärbt wird, dann muss das Bad mit einem entsprechenden Kühlsystem ausgestattet sein. Beim elektrolytischen Färben wird die Lösung nicht mit Luft gerührt, weil es ihm schadet.. Luft trägt zur Fällung im Bad eines Niederschlags in Form von Zinndioxid bei, das bei der Zersetzung von Zinnsulfat entsteht.

Quelle: Feste Materialien Monti Engineering (Italien)