Eloxieren: Oxidschicht, Maßänderung und Passungen planen

Ein frisch gefrästes Teil kann nach dem Eloxieren anders aussehen und andere Funktionsmaße haben. Für Passbohrungen, Gewinde, Gleitflächen und elektrische Kontaktstellen ist die Oberflächenbehandlung deshalb bereits eine Konstruktionsfrage. Die Farbe allein beschreibt keine technische Spezifikation.

Oxidschicht, Farbe und Verdichtung sind verschiedene Schritte

Die anodisch gebildete Schicht ist mit dem Grundmaterial verbunden. Bei üblichen dekorativen Verfahren können Farbstoffe in die poröse Struktur eingebracht werden. Eine passende Verdichtung behandelt die Poren und beeinflusst unter anderem das Korrosionsverhalten. Hartanodisieren und dekoratives Eloxieren verfolgen nicht automatisch dieselben Ziele und erhalten nicht zwangsläufig dieselbe Nachbehandlung.

Auch diese Schicht kann beschädigt, gerissen oder durch Verschleiß abgetragen werden. „Kann niemals abplatzen“ ist daher kein geeigneter Qualitätsmaßstab. Sichtbare Fräsriefen und Kratzer verschwinden durch Eloxieren ebenfalls nicht zuverlässig. Die gewünschte Oberflächenvorbereitung muss vorher feststehen.

Eigene Maßrechnung mit Vorbehandlung und Schichtwachstum

Aus einem ursprünglichen Außendurchmesser von 20,000 mm würden in diesem idealisierten Beispiel 20,010 mm. Eine anfangs 20,000 mm große Bohrung würde 19,990 mm erreichen. Voraussetzung sind die angenommenen gleichmäßigen Abträge und Schichten an beiden Seiten. Einseitig behandelte oder maskierte Flächen benötigen eine andere Maßbilanz.

Die allgemeine Modellgleichung für den Nettoaufbau je Fläche lautet g = f × t − e. Dabei ist t die gesamte Schichtdicke, f der nach außen wachsende Anteil und e der vorherige Abtrag. Für ein Außenmaß mit zwei gleichen Gegenflächen folgt ΔD = 2g, für eine entsprechende Bohrung ΔD = −2g. Reale Streuungen gehören zusätzlich in die Toleranzrechnung.

Warum eine pauschale 50/50-Regel nicht genügt

Beschichter nennen abhängig vom Prozess unterschiedliche Wachstumsanteile. Micron Coatings unterscheidet beispielsweise zwischen eigenen natürlichen und harten Eloxalschichten. MPP beschreibt außerdem ausdrücklich den vorausgehenden Beizabtrag. Deshalb muss der konkrete Behandler die für seine Prozesskette verwendbaren Werte und Toleranzen bestätigen.

Tiefe Bohrungen, Sacklöcher und schwer zugängliche Geometrien können anders behandelt werden als freie Außenflächen. Es ist daher nicht sinnvoll, eine nominelle Schichtdicke ungeprüft auf jede Stelle zu übertragen. Messort und Messmethode sollten zu den funktionalen Flächen passen.

Legierung und Oberflächenzustand prägen die Optik

Legierungselemente und Herstellungsweg beeinflussen Schichtbildung und Erscheinungsbild. Ein Gussteil, ein gewalztes Teil und ein Teil aus einer anderen Legierung müssen bei gleicher Farbbezeichnung nicht gleich aussehen. Bei zusammen sichtbaren Teilen sind Materialzuordnung und ein vereinbartes Muster nützlicher als ein Bildschirmfarbwert.

QUALANOD nennt bei dekorativen Anwendungen unter anderem Erscheinungsbild, Schichtdicke und Verdichtungsqualität als getrennte Kriterien. Eine attraktive Farbe beweist daher weder ausreichenden Verschleißschutz noch eine bestimmte Korrosionsbeständigkeit. Für Gleitflächen ist außerdem das Zusammenspiel mit Gegenkörper, Belastung und Schmierung zu berücksichtigen.

Was auf die Zeichnung und in die Anfrage gehört

• Genaue Aluminiumlegierung und Materialzustand.
• Sicht- und Funktionsflächen sowie vereinbarte Oberflächenvorbereitung.
• Schichtart, erforderliche Dicke und zulässige Streuung.
• Endmaße von Passungen und Gewinden nach der vollständigen Behandlung.
• Maskierte Bereiche, elektrische Kontaktflächen und zulässige Kontaktstellen der Aufhängung.
• Farbe, Vergleichsmuster und gewünschte Nachbehandlung.

Die Oxidschicht kann elektrisch isolierend wirken. Daraus folgt aber weder eine sicherheitstechnisch geprüfte Isolierung noch ein zuverlässiger elektrischer Kontakt durch die Schicht. Solche Funktionen müssen ausdrücklich konstruiert und geprüft werden. Eine nachträgliche Bearbeitung durch Profilschleifen oder andere Zerspanung entfernt Schicht und verändert die Oberfläche erneut.

Für eine nachvollziehbare Maßkontrolle hilft ein Messprotokoll vor und nach der Behandlung. Die Kanten- und Fasengestaltung sollte ebenfalls vorab abgestimmt werden. Eine Anleitung mit beliebigen Säurekonzentrationen, Stromdichten und Haushaltschemikalien ersetzt keine geeignete Anlage und Prozessführung; hier steht deshalb die technische Planung des Bauteils im Mittelpunkt.