Bandfehler von eloxierten Aluminiumprofilen

Renommierter Experte für Aluminiumanodisierung A.W. Brace in seinem klassischen Buch Anodic Coating Defects. Ihre Ursachen und Vorbeugung „[1] führt zu mehr“ 100 verschiedene Arten von Fehlern an eloxierten Aluminiumprodukten - an Strangpressprofilen, Walzbleche und Gussteile.

Mängel an eloxierten Profilen

Im Aussehen werden Fehler in eloxierten Profilen normalerweise in vier Hauptkategorien unterteilt [1, 2]:

  • Korrosionsfehler
  • Bearbeitungsspuren der Profiloberfläche (Schleifen, bürsten usw.. NS.), sowie Spuren von beschädigten oder verschmutzten Matrixbändern
  • Bandinhomogenität der Oberflächenstruktur des Profilmetalls
  • Inhomogenität des Erscheinungsbildes (Flecken, Querstreifen usw.)

Gestreifte Eloxalfehler

Mängel an eloxierten Profilen, die mit der Inhomogenität der Struktur des Materials verbunden sind, sind, anscheinend, am häufigsten unter anderen Arten von Defekten. Nachfolgend sind die fünf häufigsten streifenförmigen Defekte in eloxierten Profilen aufgeführt, die Gründe dafür sind Verstöße gegen die Presstechnik, sowie Blockgusstechnik:

  • Streifen, verbunden mit den Gestaltungsmerkmalen des Profils
  • Schlieren von Längsnähten
  • Streifen aus Quernähten an der Verbindung zweier Werkstücke
  • Streifen von einer starken Längenänderung der Arbeitsbänder der Matrize
  • Streifen durch Eindringen in das Profil der entmischten Randschicht des Barrens.

Alle diese Mängel manifestieren sich als Folge der, dass unterschiedliche metallurgische Struktur des Profils auf unterschiedliche Weise geätzt wird, in der Regel, alkalisch, bei der Vorbereitung der Oberfläche zum Eloxieren.

Streifen, profilbezogen

Diese Fehler erscheinen als helle breite Streifen in Pressrichtung., normalerweise an Stellen mit starken Wanddickenänderungen oder bei Vorhandensein von Wänden oder Rippen auf der gegenüberliegenden Seite des Profils (Abbildung 1.1).


Bild 1 - Streifen, mit den Gestaltungsmerkmalen des Profils verbunden [2]

Längsnähte

Hohle Legierungsprofile 6060/6063, sowie weitere mittellegierte Legierungen der 6xxx-Reihe, normalerweise auf Matrizen gepresst, die über spezielle Schweißkammern verfügen. Solche Matrizen, z.B, sind die sogenannten Bullaugenmatrizen.

 

Bild 2 - Diagramm der Bildung von Längsnähten
in einem Aluminiumhohlprofil [3]:
a) der Metallfluss durch die Öffnungen und um den Dorn herum;
b) Matrixspiegel, durch den das Werkstück in ihn eindringt

Die Verbindung benachbarter Metallströme in den Schweißkammern der Matrize erfolgt unter Hochdruckbedingungen, große Schubverformungen und bei hohen Temperaturen. Dieser Prozess – der Prozess des Extrusionsschweißens – findet ohne Beteiligung flüssiger Phasen statt., d.h. die Verbindung von Materialien erfolgt ausschließlich im festen Zustand.

Querschweißnähte

Quernähte entstehen an der Verbindung zweier aufeinanderfolgender Werkstücke. Wie Längsnähte, Quernähte entstehen durch Extrusionsschweißen.

Im Gegensatz zu Längsnähten sind Quernähte das Ergebnis der Verbindung zweier separater, oxidierte und ggf. verunreinigte Oberflächen beim Übergangsprozess des Werkstückwechsels.

Diese Quernaht entsteht durch den Kontakt von oxidiertem und, Vielleicht, kontaminiert, Werkstückoberfläche. Das Vorhandensein von Oxiden und anderen Verunreinigungen beeinträchtigt die Qualität des Extrusionsschweißens über die gesamte Kontaktfläche von zwei Rohlingen.

Streifen von den Arbeitsbändern der Matrize

Bei einem direkten Pressvorgang zwingt die Reibung an der Oberfläche des Behälterrohlings den Metallfluss in der Nähe der Rohlingoberfläche zu einer langsameren Bewegung.. Daher bewegt sich die Mitte des Werkstücks schneller., als Bereiche in der Nähe seiner äußeren Oberfläche. Um den Metallfluss auszugleichen, muss die Länge der Matrizenflansche umgekehrt proportional zum Abstand von der Werkstückmitte sein [3].

 

Bild 3 - Abrupte Übergänge zwischen den Arbeitsbändern der Matrize
verschiedene Längen [3]

Streifen aus der segregierten Oberflächenschicht des Barrens

Dieser Fehler tritt auf, wenn im Strangpressbarren - Knüppel - intermetallische Partikel ungleichmäßig verteilt sind und sich deutlich in der Größe unterscheiden. Die Entmischung von primären intermetallischen Partikeln in einem gegossenen Aluminiumbarren erfolgt normalerweise in Form einer umgekehrten Entmischung.

Bild 5 - Schema des Eintritts der Oberflächenseigerungsschicht
Strangpressbarren (Säule) im Profil [3]

Quellen:

1.Klammer A. W. Anodische Beschichtungsfehler. Ihre Ursache und Heilung – Interall S.r.l., Modena, Italien, 2000.

2. Barry R. Ellar, Seminar zur Aluminium-Strangpresstechnik, Chicago, 2004.

3. Saha P. Aluminium-Extrusionstechnologie – ASM International, 2000.