Was ist Eloxieren?

Das Eloxieren (von Eloxal, Abkürzung für ELektrolytische OXidation von ALuminium) ist eine Methode der Oberflächentechnik zur Erzeugung einer oxidischen Schutzschicht auf Aluminium durch anodische Oxidation.

Dabei wird, im Gegensatz zu galvanischen Überzugsverfahren, die Schutzschicht nicht auf dem Werkstück niedergeschlagen, sondern durch Umwandlung der obersten Metallzone ein Oxid bzw. Hydroxid gebildet.

Es entsteht eine 5-25 Mikrometer dünne Schicht, die vor Korrosion schützt. Die natürliche Oxidschicht des Aluminium beträgt lediglich wenige nm.

Wie funktioniert das Eloxieren?

Die Aluminiumteile (hier Tafeln oder Zuschnitte) werden vorab entfettet und gebeizt. Dieses geschieht in einem Natronlaugebad. Dabei wird eine dünne, natürliche Oxidschicht entfernt.

Nach der Vorbehandlung folgt das eigentliche Eloxieren. Die Tafelware oder auch Zuschnitte werden nach Kundenwunsch silbern oder farbig eloxiert. Im Einzelnen wird die frische poröse Schicht silbern belassen im Naturton oder mit Farbstoffen gefärbt. Anschließend folgt das Verdichten mit heißem Wasser.

Das elektrolytische Verfahren wird üblicherweise mittels Gleichstrom in Schwefelsäure oder Oxalsäure-Elektrolyten durchgeführt.  Bei der Gleichstromvariante wird das Aluminium als Anode geschaltet. Daher nennt man das Verfahren Anodisieren. Die Gegenelektrode besteht meistens aus einem Material, das vom Elektrolyten nicht angegriffen wird.

Das Verdichten

Um die Einlagerung von korrosionsfördernden Stoffen zu verhindern, müssen die Poren verdichtet werden. Das eloxierte und eventuell gefärbte Aluminium wird in demineralisiertem Wasser durch einfaches Kochen verdichtet. Dabei kommt es zu einer Reaktion zwischen Aluminiumoxid und Wasser - es bildet sich Aluminiumoxid-Hydrat. Desweiteren kommt es durch die Wasseraufnahme zu einer Volumenzunahme, so dass die Poren (genauer der Porenhals) verengt und dann geschlossen werden.

Die Schichtbildungsvorgänge

Temperaturveränderungen üben einen starken Einfluss aus. Die Dauer der Behandlung hängt direkt mit der Schichtdicke zusammen. Zu den Elektrolyten werden manchmal Zusätze gemischt, welche auf die Zusammensetzung der Oxidschichten einwirken. Der Grundstoff bleibt jedoch immer das Aluminiumoxid. Da die Schicht aus Aluminiumoxid besteht, leitet sie, im Gegensatz zu Aluminium, nicht den elektrischen Strom.

Schichtwachstum in der Tiefe

Die Schicht ist feinkristallin, weist jedoch unzählige Poren auf. Deshalb ist sie in der Lage, Flüssigkeiten aufzusaugen, was für ein Wachstum der Oxidschicht notwendig ist. Der Elektrolyt muss an die innere Grenzfläche zwischen Aluminiumoxid und Aluminium vordringen, um die Oberfläche zu verdicken und dort die Oxidation zu vollziehen. Die Oxidschicht wächst von der Oberfläche her in das Metall hinein, deshalb ist die Haftfestigkeit ausgezeichnet. Die Schicht entsteht aus dem Metall selbst.

Die Härte

Die Härte der Eloxalschicht liegt bei etwa 8-9 nach der Härteskala von Mohs., d.h. zwischen Quarz und Korund. Sehr harte Eloxalschichten sind sehr spröde, so dass sie sich zwar verbiegen lassen, jedoch möglicherweise Haarrisse entstehen können. Wird eine äußerst harte Oberfläche gewünscht, muss das Werkstück vor dem Eloxieren vollendet werden, um Schäden zu vermeiden.