Oberflächentechnik II: Eloxieren, Pulver, Galvanik
Was ist Eloxieren — und wie funktioniert das Verfahren?
Eloxieren ist die anodische Oxidation von Aluminium: Im Säureelektrolyten wandelt Gleichstrom die Bauteiloberfläche in eine harte, fest verwachsene Oxidschicht um. Sie wird nicht aufgetragen, sondern wächst aus dem Grundwerkstoff — deshalb kann sie nicht abplatzen. Übliche Schichtdicken liegen bei etwa 5 bis 25 Mikrometern.
Passende Leistungen
Wie die Schicht entsteht
Das Bauteil wird als Anode in ein Elektrolytbad gehängt, meist auf Schwefelsäurebasis. Unter Gleichstrom gibt die Aluminiumoberfläche Elektronen ab und verbindet sich mit Sauerstoff zu Aluminiumoxid. Anders als bei einem Lack entsteht die Schicht also aus dem Werkstoff selbst: Ein Teil wächst nach außen auf, ein Teil in das Grundmaterial hinein. Das Bauteilmaß nimmt deshalb nur um einen Bruchteil der Schichtdicke zu.
Die entstehende Schicht ist hart — für Standardverfahren werden Werte in der Größenordnung von 200 bis 350 HV genannt —, elektrisch isolierend und feinporig aufgebaut. Genau diese Porosität macht den nächsten Schritt möglich.
Färben und Verdichten
Direkt nach dem Anodisieren ist die Schicht saugfähig. Daraus ergeben sich drei übliche Varianten:
- Natur eloxiert: ungefärbt, silbrig-matt bis seidig, je nach Vorbehandlung.
- Adsorptiv gefärbt: Farbstoff wird in die Poren eingelagert. Große Farbauswahl, Lichtechtheit je nach Farbstoff begrenzt.
- Elektrolytisch gefärbt: Metallsalze werden in die Porenböden abgeschieden. Ergibt bronzefarbene bis schwarze Töne mit hoher Wetterbeständigkeit.
Zum Abschluss wird verdichtet, üblicherweise in nahezu kochendem, vollentsalztem Wasser. Die Poren quellen zu, Farbe und Korrosionsschutz werden dauerhaft. Allgemeine Anforderungen an anodisch erzeugte Oxidschichten regelt DIN EN ISO 7599.
Grenzen des Verfahrens
Eloxieren funktioniert nur bei Aluminium und wenigen weiteren Ventilmetallen wie Titan oder Magnesium. Stahl lässt sich nicht eloxieren. Weitere Punkte, die vor der Vergabe geklärt gehören:
- Legierung entscheidet über Farbe: Knetlegierungen der Reihen 5000 und 6000 ergeben gleichmäßige Schichten. Druckgusslegierungen mit hohem Silizium- oder Kupfergehalt werden dunkler, fleckiger und dünner.
- Kontaktstellen: An den Gestellkontakten bleibt eine kleine unbeschichtete Stelle. Ihre Lage sollte festgelegt werden.
- Chemische Beständigkeit: Die Oxidschicht ist im neutralen Bereich sehr beständig, wird von stark alkalischen Medien aber angegriffen.
- Optik: Kratzer, Riefen und Schweißnähte werden nicht überdeckt, sondern hervorgehoben.
Eloxieren ist eine Fremdleistung: Ausgeführt wird es von spezialisierten Eloxalbetrieben, in die zerspante Aluminiumteile nach der Fertigung gegeben werden.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Eloxalschicht wächst aus dem Aluminium heraus und kann deshalb nicht abplatzen.
- Übliche Schichtdicken liegen bei 5 bis 25 Mikrometern, die Härte bei etwa 200 bis 350 HV.
- Gefärbt wird in den Poren; erst das Verdichten macht Farbe und Schutz dauerhaft.
- Legierung und Vorbehandlung bestimmen Farbton und Gleichmäßigkeit — Druckguss ist kritisch.
Weitere Fragen dazu
Warum sehen zwei eloxierte Teile aus derselben Zeichnung unterschiedlich aus?
Der Farbeindruck hängt von Legierung, Charge, Vorbehandlung und Schichtdicke ab. Schon ein Wechsel des Halbzeuglieferanten kann sichtbare Unterschiede erzeugen. Bei optisch anspruchsvollen Teilen wird deshalb ein Referenzmuster vereinbart und der Werkstoff auf eine Legierung festgelegt.
Bleiben Gewinde und Passungen nach dem Eloxieren maßhaltig?
Die Schicht wächst teilweise nach außen, sodass sich Maße geringfügig ändern. Bei Standardschichten ist das für viele Toleranzen unkritisch, bei Feingewinden und engen Passungen dagegen nicht. Kritische Flächen werden deshalb abgedeckt oder mit entsprechendem Aufmaß gefertigt.
Ist eine Eloxalschicht elektrisch leitfähig?
Nein, Aluminiumoxid ist ein guter Isolator. Für Masseanschlüsse, Erdungspunkte oder elektrische Kontaktflächen muss die Schicht deshalb ausgespart oder nachträglich entfernt werden. Wo Leitfähigkeit gefordert ist, kommen stattdessen Chromatier- oder Passivierverfahren infrage.
Verwandte Fragen
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