Was ist schwarz eloxiertes Aluminium?

Schwarz eloxiertes Aluminium Das Verfahren wird an Aluminiumteilen durchgeführt, um eine Schutzschicht zu erzeugen, die von Natur aus hart ist. Um die Attraktivität des Objekts zu erhöhen, wird die erzeugte Schicht in verschiedenen Farben eingefärbt. Dadurch wird die Ästhetik der Produkte erhöht. In der Regel wird das Aluminiumteil zunächst eloxiert und danach mit einem geeigneten Farbstoff schwarz gefärbt. Durch die Durchführung der schwarzen Eloxierung von Aluminiumteilen wird ein ästhetischer Reiz in schwarzer oder funktioneller schwarzer Farbe erreicht.

Darüber hinaus verbessert die schwarze Eloxierung auch die Haltbarkeit, die Verschleißfestigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit des Aluminiumteils. Diese vorteilhaften Eigenschaften machen die schwarze Eloxierung zu einem bevorzugten Verfahren für die Beschichtung und Veredelung von Teilen, die in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden. Darüber hinaus kann es auch auf Alltagsgegenstände wie Haushaltsgeräte und Möbel angewendet werden.

Grundlagen des Eloxalverfahrens

Das Eloxieren ist ein elektrochemisches Passivierungsverfahren, das zur Verbesserung der Dicke der Oxidschicht auf Metallteilen eingesetzt wird. Das zu behandelnde Teil wird zur Anode der elektrolytischen Zelle, daher wird dieser Zyklus Anodisieren genannt. Es verwandelt die Metalloberfläche in eine hochleistungsfähige und dauerhafte Oberfläche. Die abgeschiedene schützende Oxidschicht macht das Metallteil extrem hart und haltbar und verbessert seine Korrosionsbeständigkeit.

Eloxalverfahren

Das Eloxieren ist ein elektrochemischer Prozess in der Natur. Bei diesem Verfahren erhält das Metallteil, das zur Anode gemacht wird, eine Oxidschicht auf seiner Oberfläche. In einfachen Worten ist das Eloxieren die extrem kontrollierte Verstärkung eines natürlich vorkommenden Phänomens, das als Oxidation bezeichnet wird. Das Aluminium wird bei sehr niedrigen Temperaturen in eine saure Elektrolytlösung getaucht, durch die über angeschlossene Elektroden elektrischer Strom fließt.

Dadurch entsteht eine harte, beschichtete Oberfläche mit hervorragender Leistung. Das Metall bleibt jedoch porös, so dass es gefärbt, versiegelt oder je nach Bedarf weiterverarbeitet werden kann.

Eloxalverfahren Typen

Es gibt drei Arten von Eloxalverfahren:

Chromsäure-Eloxieren (Typ I)

Bei dieser Art wird Aluminium in ein Chromsäurebad getaucht und ein elektrischer Strom durch die Lösung geleitet. Obwohl die durch Chromsäure gebildete Eloxalschicht die dünnste der drei Arten ist, besitzt das Metall bei richtiger Versiegelung einen ebenso guten Schutz gegen Korrosion. Die Chromsäureanodisierung nimmt weniger Farbe auf, wenn sie gefärbt wird, weshalb diese Art der Anodisierung nicht für Anwendungen empfohlen wird, bei denen die Ästhetik im Vordergrund steht. Die Temperatur der Chromsäure muss erhöht werden, wenn ein Metallteil schwarz eingefärbt werden soll.

Schwefelsäure-Eloxieren (Typ II)

Dies ist die häufigste Art des Eloxierens. Bei dieser Art wird Aluminium in ein Schwefelsäurebad anstelle eines Chromsäurebades getaucht und ein elektrischer Strom durch die Lösung geleitet. Bei dieser Art der Anodisierung entstehen dickere Schichten als bei der Chromsäureanodisierung, was zu einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegen verschiedene Formen des Verschleißes einschließlich Abrieb führt. Darüber hinaus entstehen beim Eloxieren mit Schwefelsäure tiefere Poren in der Oxidschicht, die eine stärkere Farbstoffaufnahme in das Metallteil ermöglichen und somit mehr Farbalternativen bieten als beim Eloxieren mit Chromsäure.

Hartcoat-Eloxierung (Typ III)

Das Harteloxieren erzeugt, wie der Name schon sagt, eine sehr harte, dichte und relativ dicke Schicht. Diese Eloxalart wird in solchen Anwendungen eingesetzt, bei denen eine superharte Oberfläche erforderlich ist. Hartcoat-Eloxierung Das Verfahren ähnelt dem Schwefelsäureanodisieren, allerdings werden bei dieser Art des Anodisierens höhere Spannungen und niedrigere Temperaturen zur Erzeugung von Oxidschichten eingesetzt. Hartcoat-Eloxierung wird bevorzugt wo ein Metall aufgrund seiner haltbaren Schicht korrosiven oder anstrengenden Bedingungen ausgesetzt ist. Darüber hinaus findet es auch dort Anwendung, wo eine fortschrittliche elektrische Isolierung ein Hauptanliegen ist.

Es gibt weitere Oberflächenbehandlungen der Aluminiumteile, wie z. B. Schwarz-Nickel-Galvanik, Klar eloxiertes Aluminium, pwoder Guss Aluminium, Lackierung, Oberflächenbehandlung usw.

Aluminium Schwarz Eloxieren Prozess

Schwarzes Eloxieren von Aluminium verbessert bestimmte nützliche Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Aussehen der fertigen Produkte, die das Ergebnis der Oxidschicht auf der Oberfläche von Aluminium gebildet wird. Dieser Prozess ist elektrolytischer Natur, bei dem die Aluminiumoberfläche in eine dauerhafte Oxidschicht umgewandelt wird. Dies wird durch Eloxieren und anschließendes Einfärben des Aluminiums erreicht, woraufhin die Farbe in den Poren der Beschichtung versiegelt wird.

Schwarz eloxiertes Aluminium hat starke Leistungseigenschaften und ein erstklassiges Aussehen. Eloxiertes Aluminium besitzt eine verbesserte und erhöhte Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, während schwarz eloxiertes Aluminium die zusätzlichen Qualitäten der thermischen Stabilität besitzt, indem es das Licht absorbiert und die Wärme auf eine sehr effiziente Weise abstrahlt.

Das Verfahren besteht darin, dass zunächst die Oberfläche des Aluminiumteils gereinigt, dann dem normalen Eloxierverfahren unterzogen und anschließend durch eine halbporöse Aluminiumoxidschicht schwarz gefärbt wird. Dies umfasst die folgenden Hauptschritte:

1. Vorbereitung der Oberfläche

Um eine gleichmäßige Haftung der Eloxalschicht zu gewährleisten, wird die Aluminiumoberfläche vor Beginn des Eloxiervorgangs vollständig gereinigt.

Diese Vorbereitung erfolgt in der Regel in den folgenden drei Schritten:

a) Entfettungsprozess

In diesem Schritt werden Lösungsmittel und alkalische Reiniger verwendet, um Fette, Öle und andere Verunreinigungen zu entfernen.

b) Ätzverfahren

Das Aluminium wird in eine Natriumhydroxidlösung getaucht, um die natürliche Oxidschicht und eventuell vorhandene Verunreinigungen zu entfernen und der Oberfläche ein mattes Finish zu verleihen.

c) Entschäumungsprozess

Entfernung von Rückständen und Verschmutzungen, die sich beim Ätzen gebildet haben, häufig mit einer sauren Lösung wie Salpetersäure.

2. der Prozess der Anodisierung

In der Regel wird die äußere Schicht des Aluminiumteils anodisiert, nachdem die Reinigung abgeschlossen ist. Ein saures Elektrolysebad, das Schwefelsäure enthält, wird für den Anodisierungszyklus verwendet, und das Aluminiumteil wird in dieses Bad gelegt. Chromsäure oder Phosphorsäure können ebenfalls als Elektrolyt verwendet werden, je nach Anwendung und Notwendigkeit. Durch Anlegen des Gleichstroms, wobei das Aluminiumteil als Anode fungiert, verbinden sich Sauerstoffpartikel aus dem Elektrolyt mit Aluminiummolekülen auf atomarer Ebene, und es bildet sich Aluminiumoxid. Die Dicke und die Eigenschaften der Oxidschicht hängen von den Anodisierungsbedingungen ab, einschließlich Stromstärke, Temperatur und Zeit.

3. Schwarz Eloxieren (Färbung)

Nach dem Eloxieren weist das Aluminiumteil eine halbporöse Oberflächenstruktur auf. Diese Poren in der Oberflächenstruktur werden zur Speicherung des schwarzen Farbstoffs verwendet. Um jedoch den dunklen Farbton zu erreichen, wird das eloxierte Aluminium einem Färbeprozess unterzogen. Für eine ideale Farbbefestigung ist jedoch eine Schichtdicke von mindestens 25 Mikron oder mehr vorgeschrieben. Es gibt drei Hauptmethoden, um eine schwarze Eloxierung zu erreichen.

Organisches Färbeverfahren: Bei dieser Methode wird die poröse Eloxalschicht mit organischen Farbstoffen eingefärbt. Bei dieser Technik werden die Farben zunächst in warmem Wasser aufgelöst und anschließend in das Farbbad gegeben. Das eloxierte Aluminium wird in das Farbbad gegeben, und die Farben dringen in die Poren der eloxierten Schicht ein. Die Haltbarkeit der Farbe hängt von der Porengröße und den Färbebedingungen ab. Die Schwarzfärbung erfordert im Vergleich zu helleren Farbtönen eine längere Färbezeit. Metallteile, die mit organischen Farbstoffen gefärbt werden, sind jedoch nicht für den Einsatz im Freien geeignet.

Anorganisches Färbeverfahren: Die anorganischen Pigmente können nicht wasserlöslich gemacht werden. Mit anorganischen Pigmenten lassen sich jedoch Beschichtungen mit hervorragender Lichtechtheit herstellen. Übliche anorganische schwarze Farbstoffe sind Kobalt- oder Nickelsalze. Um eine schwarze Eloxierung zu erreichen, können Teile mit anorganischen Salzen von Kobaltsulfid hergestellt werden.

Elektrolytisches Färbeverfahren: Diese Strategie umfasst die Verwendung von Metallsalzen (wie Kobalt oder Nickel) in einem sekundären Elektrolyseverfahren. Nach dem grundlegenden Anodisierungsschritt wird das Teil in ein Metallsalzbad getaucht, und ein Wechselstrom wird angelegt, um das Metall in den Poren abzuscheiden, wodurch ein dunkler Farbton entsteht. Im Allgemeinen, Das Aluminiumteil wird nach dem Standard-Eloxieren in ein weiteres Elektrolysebad mit Metallsalzen gelegt. In diesem Bad dient die anodische Schicht als Kathode, und eine Elektrode aus rostfreiem Stahl wird in das Bad gestellt. Die Metallsalze lagern sich dann am Boden der Poren ab, wenn Wechselstrom (AC) angelegt wird.

4. Versiegeln

Nach dem Einfärben werden die Poren der Eloxalschicht versiegelt, um die Haltbarkeit zu erhöhen, ein Auslaugen der Farbe zu verhindern und die Farbe zu fixieren. Die Versiegelung härtet die Beschichtung und verhindert, dass die Farbe ausbleicht und verblasst. Eine ordnungsgemäße Versiegelung ist unerlässlich, um eine maximale Farbbeständigkeit zu erreichen. Zu den Versiegelungsmethoden gehören die Heißwasserversiegelung, die Nickel-Acetat-Versiegelung und die Dampfversiegelung.

Heißwasser-Versiegelung: Bei dieser Methode wird das Aluminiumoxid in kochendes deionisiertes Wasser getaucht, wodurch es hydratisiert wird und sich die Poren anschließend schließen.

Nickel-Acetat Versiegelung: Diese Methode besteht aus dem Eintauchen in eine Nickel-Acetat-Lösung, die für zusätzliche Korrosionsbeständigkeit sorgt.

Dampfversiegelung: Diese Methode besteht aus der Einwirkung von Dampf und erzielt ähnliche Ergebnisse wie die Heißwasserversiegelung.

5. Endkontrolle und Fertigstellung

Die eloxierten und versiegelten Teile werden dann auf Gleichmäßigkeit, Farbkonsistenz und Oberflächenqualität geprüft. Nachbearbeitungsschritte wie Spülen und Trocknen werden abgeschlossen, um die Teile für die weitere Verwendung vorzubereiten.

Vorteile

Das schwarze Eloxieren von Aluminium bietet mehrere bedeutende Vorteile, die es zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Branchen machen. Hier sind die detaillierten Vorteile:

1. die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit

Das Eloxieren des Aluminiums erhöht seinen Schutz in korrosiven Umgebungen. Das Eloxiersystem bildet eine dicke Oxidschicht, die das darunter liegende Metallsubstrat vor dem Kontakt mit natürlichen Bestandteilen, wie z. B. Feuchtigkeit und Salz, schützt, die der Grund für Rost und Zersetzung sein können. Die schwarze Eloxierung wird vor allem in der Schifffahrt und in der Luftfahrt eingesetzt, wo ein hoher Korrosionsschutz eine sehr wichtige Rolle spielt.

2. Verbesserte Ästhetik

Schwarz eloxiertes Aluminium hat ein glattes und einheitliches Aussehen, das für Konsumgüter, technische Komponenten und Autoteile sehr attraktiv ist. Es verleiht kosmetischen und dekorativen Gegenständen eine ansprechende matte, dunkle Oberfläche. Es bietet eine gehobene, pulverbeschichtete Oberfläche zu niedrigen Kosten. Die schwarze Oberfläche kann bei großen Chargen gleichbleibend erzielt werden und gewährleistet ein hochwertiges Aussehen und eine hochwertige Haptik.

3. Erhöhte Oberflächenhärte

Durch das Eloxieren wird die Oberflächenhärte von Aluminiumteilen grundlegend verbessert. Dadurch wird das Metall unempfindlicher gegen Abnutzung und Kratzer, was die Lebenserwartung von Teilen erhöht, die unter reibungintensiven Bedingungen eingesetzt werden. Schwarz eloxiertes Aluminium wird z. B. in Fahrradteilen, Kameraausrüstungen und Geräten verwendet, bei denen die Widerstandsfähigkeit von großer Bedeutung ist.

4. Bessere Wärmedämmung

Eloxiertes Aluminium hat im Vergleich zu nicht eloxiertem Aluminium bessere Wärmeschutzeigenschaften. Bei Anwendungen, bei denen die Wärmeverteilung von entscheidender Bedeutung ist, bietet dies große Vorteile, zum Beispiel bei Kühlkörpern für elektronische Geräte.

5. Elektrische Isolierung

Die Eloxalschicht auf der Aluminiumoberfläche verhält sich wie ein elektrischer Isolator, was bei elektronischen und elektrischen Anwendungen, bei denen eine elektrische Leitfähigkeit vermieden werden muss, hilfreich sein kann. Dies kann insgesamt dazu beitragen, dass elektronische Geräte sicherer und zuverlässiger werden.

6. Umweltverträglich und ungiftig

Das Anodisierungssystem enthält keine unsicheren chemischen Substanzen und erzeugt eine gleichmäßige Oxidschicht, die nicht schädlich ist. Dies macht schwarz eloxiertes Aluminium geeignet für wichtige Anwendungen in der Lebensmittelindustrie und im klinischen Bereich, wie Kochgeschirr und klinische Geräte.

7. Verbessertes Haftvermögen für Klebstoffe und Anstriche

Die durchlässige Beschaffenheit der Eloxalschicht auf der Aluminiumoberfläche sorgt für eine bessere Haftung von Lacken, Farben und Klebern. Dies bedeutet, dass alle zusätzlichen Beschichtungen oder Veredelungen, die auf schwarz eloxiertes Aluminium aufgetragen werden, besser haften und eine lange Lebensdauer haben.

8. UV-Beständigkeit

Die schwarze Eloxalschicht bietet einen hohen Schutz vor heller (UV-)Strahlung, so dass das Aluminium nicht beschädigt wird, wenn es über einen längeren Zeitraum dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Dies macht es ideal für Außenanwendungen, einschließlich kompositorischer Designs und Möbel im Freien.

9. Leicht und stark

Durch das Eloxieren wird das Gewicht des Aluminiums nicht wesentlich erhöht, so dass seine grundlegenden Leichtbaueigenschaften erhalten bleiben. Dies ist entscheidend für Branchen wie die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie, in denen eine Gewichtsreduzierung eine wesentliche Voraussetzung für Leistung und Effizienz ist.

10. Kosteneffektiv

Das Eloxalsystem ist im Vergleich zu anderen Beschichtungssystemen etwas sparsamer. Die Zähigkeit und die außergewöhnlich niedrigen Anforderungen an die Haltbarkeit von schwarz eloxiertem Aluminium führen zu niedrigeren langfristigen Kosten.

Beschränkungen

Die schwarze Eloxierung von Aluminium bietet zwar viele Vorteile, unterliegt aber auch einigen Einschränkungen.

1. die Kontrolle der Dicke

Die Kontrolle der Dicke der Eloxalschicht ist sehr wichtig. Ist die Schicht zu dünn, bietet sie möglicherweise keinen ausreichenden Schutz oder keine ausreichende Farbe, während eine zu dicke Schicht spröde und bruchanfällig werden kann. Das Eloxalsystem kann die Ermüdungsfestigkeit von Aluminiumteilen herabsetzen. Die harte, spröde Beschaffenheit der Eloxalschicht kann zu Mikrorissen führen, die unter zyklischer Belastung wachsen.

2. chemische Beständigkeit

Obwohl das Eloxieren einen Schutz vor Korrosion und Abnutzung bietet, kann die Eloxalschicht anfällig für bestimmte synthetische und chemische Verbindungen sein, die die Eloxalschicht angreifen und zu Brüchen führen können.

3. die Farbe verblasst

Im Laufe der Zeit, vor allem wenn sie UV-Licht ausgesetzt ist, kann die schwarze Farbe, die beim Eloxieren verwendet wird, verblassen und verschwimmen, wodurch das stilvolle Aussehen des fertigen Produkts beeinträchtigt wird.

Anwendungen der schwarzen Eloxierung von Aluminiumteilen

Schwarz eloxiertes Aluminium wird im Allgemeinen in verschiedenen Unternehmen aufgrund seiner verbesserten Festigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und seines guten Aussehens verwendet. Die wichtigsten Anwendungen sind die folgenden:

1. elektronische Ausrüstung

In der Elektronikindustrie wird es regelmäßig für die Gehäuse von elektronischen Geräten wie PCs, Mobiltelefonen und Audiogeräten verwendet, bei denen es auf Robustheit und ein glattes, kompetentes Aussehen ankommt.

2. die Automobilindustrie

In der Automobilbranche wurde schwarz eloxiertes Aluminium wegen seines Verschleiß- und Korrosionsschutzes für Teile wie Zierleisten, Räder und Innenteile verwendet.

3.Architektur

Schwarz eloxiertes Aluminium wird in der Bauindustrie für Fensterrahmen, Vorhangfassaden und dekorative Paneele verwendet, die neben einem stilvollen Aussehen auch strukturelle Integrität bieten.

4. die Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Luftfahrtindustrie ist einer der wichtigsten Abnehmer dieses Materials. Schwarz eloxiertes Aluminium wird aufgrund seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit und seines Korrosionsschutzes für Flugzeugteile verwendet.

5) Konsumgüter

Schwarz eloxiertes Aluminium findet aufgrund seiner Mischung aus verblüffendem Aussehen und Festigkeit in zahlreichen Kundenartikeln wie Küchengeräten, Außenanlagen und Geräten Anwendung.

6. medizinische Industrie

Schwarz eloxiertes Aluminium wird im klinischen Bereich für verschiedene Instrumente und Geräte verwendet, da seine Oberfläche nicht reaktiv ist, was für die Aufrechterhaltung von Sterilität und Sauberkeit wichtig ist.

7. Marine Anwendungen

Die erhöhte Korrosionsbeständigkeit von eloxierter Aluminiumguss macht es sinnvoll für den Einsatz in der Schifffahrt, wo es weitgehend in Teilen und Armaturen verwendet wird, die Salzwasser ausgesetzt sind.

Schlussfolgerung

Das schwarze Eloxieren von Aluminium ist ein Verfahren, bei dem Aluminium durch eine elektrochemische Reaktion in einem kontrollierten Klima schwarz gefärbt wird. Das Ergebnis ist eine verführerische dunkle, matte Oberfläche, die verschleißfest, erosionsbeständig, klimabeständig und robust ist. Die anodisierte Oxidschicht entwickelt ebenfalls die Härte des Aluminiums weiter und macht das schwarze Eloxieren ideal für eine Vielzahl von Automobil-, Luftfahrt-, Kompositions-, modernen und Kundenanwendungen.