Galvanisierung von Metallen Beim Galvanisieren und Anodisieren werden Metalloberflächen behandelt, um ihre Eigenschaften und ihr Aussehen zu verbessern. Beide Verfahren erhöhen die Korrosionsbeständigkeit, die Verschleißfestigkeit und die Oberflächenqualität, wirken aber auf unterschiedliche Weise. Das Verständnis der Unterschiede zwischen Galvanisieren und Anodisieren hilft Ihnen, das richtige Oberflächenbehandlungsverfahren für Ihre Anwendung auszuwählen.
In diesem Artikel sprechen wir über den Unterschied zwischen „Galvanisieren vs. Eloxieren“Es erklärt die vielen Arten, die in diese beiden Methoden einfließen, sowie deren Vor- und Nachteile.
Was sind die Unterschiede zwischen Galvanisieren und Eloxieren?
Der wichtigste Unterschied zwischen diesen beiden Methoden besteht in den unterschiedlichen Vorgehensweisen. Während beim Galvanisieren eine Metalloberfläche mit einem anderen Metallkomplex beschichtet wird, geht es beim Anodisieren darum, das natürliche Oxid auf einer Metalloberfläche zu verdicken.
Verarbeitungsmethoden
Betrachten wir die Verarbeitungsmethoden Galvanisieren und Eloxieren. Beim Galvanisieren wird das Metall als Substrat bezeichnet und ist mit der Kathode verbunden. Die Lösung beim Galvanisieren ist der Elektrolyt, der Metallionen enthält. Der Gleichstrom fließt durch die Lösung und bewirkt, dass sich Metallionen von der Anode lösen und auf dem Substrat implantieren. Dabei müssen zwei unterschiedliche Materialien verwendet werden: die zu galvanisierende Substanz und das Beschichtungsmaterial. Genau wie bei der Galvanisierungstechnik mit Berylliumkupfer und Nickel wird die Plattierungsschicht als Nickel bezeichnet und das Substrat einfach als Berylliumkupfer.
Beim Eloxieren wird die elektrochemische Schicht auf die Metalloberfläche aufgetragen, um eine dünne Filmbeschichtung zu erzeugen. Wenn dem Elektrolyt Elektrizität zugeführt wird, bildet sich auf der Oberfläche des behandelten Materials eine dünne Beschichtung, die als Anode dient. Wenn das Aluminium oxidiert wird, bildet sich auf der Oberfläche des Werkstücks eine Oxidbeschichtung aus Aluminium.
Aluminiumoxid ist für seine chemische Beständigkeit gegen Oxidation und Säurerost sowie seine Fähigkeit zum Färben bekannt.
Beschichten von Objekten
Viele Metalle werden plattiert. Die am häufigsten verwendeten Plattierungsmetalle sind Nickel, Chrom, Zinn, Kupfer, Silber und Gold. Grundsätzlich wird diese Methode häufig für Plattierungen wie Gold, Chrom, Nickel usw. verwendet. Das Anodisieren ist ein Metalloberflächenverfahren, mit dem die natürliche Oxidschicht des Metalls verstärkt wird. Häufig verwendete Metalle wie Titan und Aluminium werden mit einem geeigneten Elektrolyten eloxiert.
Arbeitsgrundsätze
Als Anode wird der Stoff bezeichnet, der beim Eloxieren verarbeitet wird. Die Kathode des Stoffes dient jedoch zum Beschichten beim Galvanisieren. Der Ladungseffekt des Galvanisierungsprozesses ermöglicht es den Metallionen der Anode, ihre Elektronen an der Kathode abzugeben. Die Ionen werden sofort nach dem Auflösen des Anodenmetalls wiederhergestellt. Das Verfahren des Eloxierens wird aufgrund der hohen Reaktivität häufig bei Aluminiumoberflächen angewendet. Dabei entsteht schnell eine starke Oxidschicht.
Gewicht Ergebnis
Beim Eloxieren wird der Aluminiumoberfläche eine dünne Schicht von etwa 0.0001 bis 0.001 Zoll hinzugefügt, was das Gewicht um vernachlässigbare 1 % oder weniger erhöht. Beim Galvanisieren wird das Produkt jedoch schwerer, da eine Schichtdicke von etwa 0.005 Zoll aufgetragen wird, was dazu beiträgt, dem Metall zusätzliche 10 % Gewicht zu verleihen.
Stabilität
Durch Galvanisieren lässt sich die Zugfestigkeit eines Metalls erhöhen, indem die Oberfläche kontinuierlich mit anderen Metallen beschichtet wird. Je nach beschichtetem Material und Dicke kann das Galvanisieren die Zugfestigkeit eines Metalls um bis zu 20 % erhöhen. Der Prozess des Anodisierens auf der anderen Seite kann ebenfalls die Oberflächeneigenschaften verbessern, wie Härte und Rostbeständigkeit. Die Festigkeit eines Metalls wird dadurch jedoch nicht wesentlich verbessert.
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Was ist Eloxieren?
Eloxieren ist der Prozess elektrochemischer Verfahren, die metallischen Oberflächen eine anodische Oxidoberfläche verleihen. Aluminium ist das beste Metall zum Eloxieren, aber auch nichtmetallische Metalle wie Titananodisierung und Magnesium können ähnlich behandelt werden. Der Prozess des Aluminiumsubstrats bietet das gesamte Aluminiumoxid, das die anodische Oxidstruktur erzeugt. Anstatt wie Farbe oder Beschichtung oberflächlich aufgetragen zu werden, wird diese Aluminiumanodisierung vollständig mit dem darunter liegenden Metallsubstrat verschmolzen, wodurch sie gegen Absplittern und Abblättern beständig wird. Seine gut strukturierte Permeabilitätsstruktur erleichtert auch die erforderlichen Lackier- und Versiegelungsverfahren. Ich hoffe, dieses Konzept hilft Ihnen beim Erlernen des Anodisierens.
Anodisierungsmechanismus
Zweck des Eloxierens
Der Prozess des Anodisierens verbessert die Haltbarkeit, Kapazität und Struktur von Oberflächen metallischer Materialien. Das Verfahren verdickt die Schicht aus natürlichem Oxid und verhindert so Verschleiß und Korrosion des Metalls. Darüber hinaus trägt es dazu bei, die Haftung von Farbe und Klebstoff zu verbessern, was für die Metallveredelung entscheidend ist.
Durch das Eloxieren von Metallen werden Farben und andere ästhetische Effekte erzielt, beispielsweise die Verringerung des Abriebs an Gewinden. Es dient dem Schutz von Metalloberflächen vor Korrosion, indem es ihre Härte und Dicke erhöht. Eloxieren wird in Branchen wie dem Bauwesen, der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie eingesetzt, um die Effizienz, Ästhetik und Haltbarkeit von Metallkomponenten zu verbessern.
Wie funktioniert das Eloxieren?
Aluminiumlegierungen werden häufig zum Eloxieren verwendet, da sie leicht oxidieren und sich dadurch die Bildung von Oxidschichten besser kontrollieren lässt.
Der Eloxalprozess
Zunächst wird das Metall gereinigt und geätzt, um Unvollkommenheiten zu entfernen. Bei Bedarf wird das Metall elektrochemisch gefärbt, um farbige Ionen in seinen Poren abzulagern, was ein zweiter Schritt im Prozess ist. Die metallische Komponente (Anode) wird anschließend einem elektrischen Strom ausgesetzt, der ihre Oberfläche oxidiert. Immer wenn die elektrische Ladung vorbeifließt, interagiert die metallische Oberfläche mit Sauerstoffionen in der Lösung und bildet eine Oxidschicht auf dem Metall (Al2O3 oder TiO2). Die Schichten bilden sich weiter, wenn mehr Ionen abgelagert werden, und werden dabei dicker. Anschließend nimmt die Porosität zu, wodurch Farbstoff und andere Chemikalien abgelagert werden können.
Der letzte Schritt des Eloxierens besteht darin, die Lücken mit warmem Wasser zu schließen, um eine langlebige, porenfreie Oberfläche zu erhalten. Das Ergebnis ist ein nichtleitendes, eloxiertes Objekt, das Verschleiß und Korrosion widersteht.
Arten des Eloxierungsprozesses
Dies ist ein Überblick über die vielen Formen von Anodisierungsprozess:
Chromsäure
Das Anodisieren mit Chromsäure (Typ I) hat von den drei wichtigsten Anodisierungsverfahren die hellste Oberfläche mit einer Oxidschichtdichte von 0.00002 bis 0.0001 Zoll. Aluminium kann Rost bei korrekter Versiegelung aufgrund der Oxidschicht, die während des Anodisierens mit Chromsäure entsteht, fast genauso gut überstehen.
Die erste Art der Oxidbeschichtung hat einen gräulichen Farbton und nimmt beim Färben aufgrund der geringeren Dichte der Beschichtungsschicht weniger Farbe an. Der gräuliche Schimmer begrenzt die Anwendung der Chromsäureanodisierung als dekoratives Finish.
Zu den Hauptvorteilen der Chromsäureanodisierung gehören ihre elektrisch nichtleitenden Eigenschaften sowie die starke Haftung an anderen Materialien. Die Chromsäureanodisierung wird häufig verwendet, um Schweißelemente und Luftfahrtmaterialien für die anschließende Lackierung vorzubereiten.
Anodisieren mit Schwefelsäure
Das am häufigsten verwendete Anodisierungsverfahren ist Typ II, oft auch als Schwefelsäureverfahren bekannt. Bei der Schwefelsäure-Anodisierungstechnik entstehen Schichten von etwa 0.0002 bis 0.001 Zoll Dicke. Die Oxidablagerung verändert die Oberfläche des Teils und macht es für Anwendungen geeignet, bei denen Abriebfestigkeit und Haltbarkeit erforderlich sind.
Durch die Nutzung der porösen Natur der Schwefelsäure werden die Beschichtungen vor dem Verschließen zu einer farbenfrohen Oberfläche auf Aluminium und ähnlichen Metallen verarbeitet. Aluminiumoxid ist porös und nimmt Farbstoffe schnell auf. Nach dem Auftragen der farbigen Substanz hilft das Versiegeln der eloxierten Oxidbeschichtung, ein Verblassen der Farbe während der Verwendung des Bauteils zu verhindern. Bei diesem Eloxierungsverfahren können Sie aus einer Reihe von Farben wählen, darunter Rot, Schwarz, Grau und Braun; diese werden oft als Eloxieren Farben.
Das Anodisieren mit Schwefelsäure ist kostengünstiger und benötigt weniger Zeit, um die gewünschte Dicke zu erreichen, als andere Anodisierungsverfahren. Anodisieren vom Typ II wird häufig bei optischen und elektronischen Teilen, Hydraulikventilen, Karosserieteilen sowie Computer- und Elektronikgehäusen angewendet.
Hard Coat Anodizing oder Harteloxieren
Harteloxierung wird häufig mit einem Elektrolyten auf Schwefelsäurebasis aufgetragen. Im Vergleich zur Schwefelsäureanodisierung entsteht dabei eine wesentlich dickere und dichtere Oxidschicht.
Beim Harteloxieren entsteht normalerweise eine Beschichtung, die zwischen 0.0005 und 0.002 Zoll variiert. Das Verfahren des starken Eloxierens wird für Situationen empfohlen, in denen eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit in korrosiven Umgebungen erforderlich ist. Es kann auch in Situationen nützlich sein, in denen eine bessere elektrische Isolierung erforderlich ist. Eloxierte Beschichtungen vom Typ III können sich durch zahlreiche Oxidschichten verdicken und sind daher für die Wiederaufbereitung von Geräten, die nicht den Spezifikationen entsprechen, und die Aufarbeitung alter Beschichtungen hilfreich.
Zum Eloxieren geeignete Metallarten
Aluminium und Aluminiumlegierungen zählen zu den am häufigsten eloxierten Materialien, aber auch Titan, Mangan, Magnesium, Zink und Edelstahl sind Materialien, die eloxiert werden können. Die Oberfläche von eloxiertem Aluminium ist dreimal robuster als die von normalem Aluminium und bleibt auch nach dem Färben unzerstörbar.
Vorteile des Eloxierens
- Schützt das Produkt vor Korrosion: Die durch das Eloxieren erzeugte zusätzliche Materialbeschichtung trägt dazu bei, Rost und Korrosion auf Metallen zu verhindern und so deren Lebensdauer zu verlängern.
- Verbessert die Haltbarkeit: Durch das Eloxieren wird die Verschleißfestigkeit der Metalloberfläche erhöht und die Lebensdauer des Objekts verbessert.
- Verbessert das Aussehen: Durch die Eloxierung wird die chemische Zusammensetzung des Metalls verändert, wodurch seine Oberfläche besser zum Lackieren und Färben geeignet wird.
Einschränkungen des Eloxierens
- Sichtbare Retusche: Eloxierte Farbbeschichtungen sind nicht kratzfest. Diese Kratzer sind beim Anfassen deutlich zu erkennen.
- Eingeschränkte Farbauswahl: Das Farbspektrum eines eloxierten Metalls wird durch die im Eloxierungsprozess verwendeten Chemikalien stark eingeschränkt. Infolgedessen stehen immer weniger Farbmöglichkeiten zur Verfügung, sodass das Metall kaum Alternativen zum Lackieren oder Färben hat.
Gängige Anodisierungsanwendungen
Durch das Eloxieren wird das Erscheinungsbild des Objekts verbessert. Aufgrund dieses Vorteils und der Langlebigkeit ist die Technik in vielen verschiedenen Branchen einsetzbar.
Baugewerbe
Eloxierte Produkte wie Aluminiumgeländersysteme, Grillüberdachungen und Spaliere werden im Baubereich eingesetzt. Da beschichtetes Aluminium rostet, verlängert die Eloxierung die Lebensdauer der Konstruktion. Darüber hinaus verschlechtern sich eloxierte Produkte nicht, wenn sie Seewasser oder UV-Licht ausgesetzt werden.
Luft-und Raumfahrtindustrie
Aluminiumoberflächen werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf Aluminiumprofile wie Fachwerke aufgebracht, um Rost und Materialabbau zu verhindern. Fachwerke mit eloxierter Oberfläche bieten ein weitaus besseres Lichtbrechungs- und Wärmemanagement.
Medizintechnik
Eloxieren hilft bei der Herstellung von medizinischer Ausrüstung, die in der Medizinbranche verschiedene Funktionen erfüllt. Die meisten eloxierten Teile werden beispielsweise in medizinischen Geräten als Ersatz für Gelenke und chirurgische Instrumente verwendet.
Automobilindustrie
Eloxieren wird in der Automobilindustrie eingesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit von Motorblöcken und Rädern zu verbessern. Außerdem verleiht es Außengittern, Griffen und Zierelementen eine ansprechendere Oberfläche, was ihr Erscheinungsbild verbessert.
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Was ist Galvanisieren?
Versuchen Sie zu verstehen, was Galvanisieren ist? Lassen Sie uns das Konzept „Hartbeschichtung“ aufgreifen. Beim Galvanisieren wird eine Beschichtungsschicht aus einem Metall auf ein anderes Metall, das sogenannte Substrat, aufgebracht. Die Leitfähigkeit, das Aussehen, die Korrosionsbeständigkeit und die Ästhetik des Substrats können durch diese Technik verbessert werden.
Galvanikprozess
Folgende Metalle können galvanisiert werden: Nickel, Gold, Silber, Kupfer, Chrom und Zink. Darüber hinaus werden Metalle häufig galvanisiert und in der Schmuck-, Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt, um die Funktion des Substrats zu verbessern. Es kann auf ein Metall aufgetragen werden, um seine Akzeptanzrate für weitere Schutzbeschichtungen zur Verhinderung von Verschleiß und Korrosion zu erhöhen.
Zweck der Galvanisierung
Eine dünne Metallschicht kann durch Galvanisieren auf eine leitfähige Oberfläche aufgetragen werden, um deren Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Haltbarkeit oder Aussehen zu verbessern. Dies kann erforderlich sein, um bestimmte funktionale oder ästhetische Anforderungen in Branchen wie der Schmuck-, Elektronik- und Automobilproduktion zu erfüllen.
Die physikalischen Eigenschaften eines Metalls können auch durch den Galvanisierungsprozess verbessert werden. Er sorgt für Korrosionsbeständigkeit und verlängert die Lebensdauer von Metallkomponenten, die in verschiedenen Branchen verwendet werden. Da die Galvanisierung die Leitfähigkeit erhöht, ist sie perfekt für elektrische und elektronische Zwecke geeignet. Darüber hinaus hat sie ein wunderschönes Finish, das die optische Attraktivität von Objekten wie Schmuck und Autoverkleidungen steigert.
Wie funktioniert Galvanisieren?
Eine Elektrolysezelle trägt durch den elektrochemischen Prozess der Galvanisierung eine ionische Metallbeschichtung auf eine leitende Oberfläche auf. Bevor das Substrat – ein Metallobjekt – in eine Elektrolytlösung getaucht wird, wird es zur Vorbereitung auf den Abscheidungsprozess gereinigt.
Anschließend wird die Lösung mit Gleichstrom vermischt, wobei das Beschichtungsmaterial mit der Anode und das Substrat mit der Kathode verbunden wird. Während der Strom fließt, lösen sich Metallionen aus der Anode in die Wasserlösung und lagern sich auf dem Metall ab, das an der Kathode befestigt ist.
Dadurch wird das Metall mit der Beschichtungssubstanz gleichmäßig und dünn beschichtet. Die Schichtdicke kann durch die Elektrolytzusammensetzung, Dichte und Beschichtungszeit beeinflusst werden.
Arten von Galvanisierungstechniken
Es gibt verschiedene Formen der Galvanisierung, die jeweils auf ein bestimmtes Material und einen bestimmten Einsatzzweck zugeschnitten sind. Die Arten der Galvanisierung sind wie folgt:
Vernickelung
Da diese Beschichtung regelmäßig Verbindungen mit Kupfer und Aluminium bildet, kann sie als Unterbeschichtung für Chrom dienen. Die Verwendung einer Legierung aus Nickel und Phosphor während des chemischen Vernickelungsprozesses erhöht die Härte und Korrosionsbeständigkeit. Sowohl funktional als auch ästhetisch wird sie in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Elektronik, Automobil und Luft- und Raumfahrt.
Verchromung
Bei dieser Art der Beschichtung wird Chrom auf die Oberfläche eines anderen Metallteils aufgetragen, um dessen Aussehen zu verbessern. Die meisten attraktiven Autoteile in der Automobilindustrie werden verchromt, da sie ein glänzendes Finish bieten und die Toleranzen beschädigter Teile wiederherstellen können.
Kupferbeschichtung
Dabei werden Metallteile galvanisch mit einer Kupferbeschichtung versehen. Diese Methode wird häufig bei Metallen für elektronische Teile angewendet und ist die ideale Vorbeschichtung für andere Arten der Metallbeschichtung. Leiterplatten, Elektroindustrie und elektronische Bauteile eignen sich gut für die Kupferbeschichtung.
Vergoldung
Beim Vergolden wird eine winzige Menge Gold auf die Oberfläche eines anderen Metallteils aufgebracht. Es wird in der Elektronik-, Schmuck- und Kunstgewerbebranche verwendet.
Verschiedene für die Galvanisierung geeignete Metalle
Der Zweck und die erforderliche Materialoberfläche bestimmen, welche Metalle bei Galvanisierungsverfahren verwendet werden. Zink, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Cadmium, Silber, Zink und Messing sind einige der gebräuchlichsten Metalle. Jedes Metall hat unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale, die sich auf das Endprodukt auswirken.
Zink ist beispielsweise ein kostengünstiger Ersatzstoff, der dabei hilft, Korrosion in Stahl- und Eisenkomponenten zu verhindern. Die Verwendung von Chrom bei der Beschichtung verleiht dem Substrat ein glänzendes Aussehen, während seine Korrosionsschutzeigenschaften erhalten bleiben.
Vorteile der Galvanik
- Durch das Aufbringen eines Substrats auf eine Metalloberfläche entsteht beim Galvanisieren eine Beschichtung, die vor Zerfall oder Korrosion schützt.
- Es verlängert die Lebensdauer eines Metalls oder Materials und erhöht dessen Nutzen;
- Die Leitfähigkeit eines metallischen Werkstoffs kann durch eine Beschichtung verbessert werden.
- Durch die Kombination metallischer Komponenten im Galvanisierungsprozess wird die dekorative Oberfläche von Metallgegenständen verbessert und sie erhalten ein ansprechenderes Aussehen.
Einschränkungen der Galvanisierung
- Die Galvanisierung ist ein kostspieliges Verfahren, da dafür mehrere Metallelemente, Chemikalien und andere teure Komponenten erforderlich sind.
- Der Prozess wird träge und langwierig, wenn zusätzliche Metallschichten und Komponenten auf die Metalloberflächen aufgetragen werden;
- Durch den Prozess entsteht Verschmutzung, da gefährliche Elemente in die Umwelt freigesetzt werden.
Ähnlichkeiten zwischen Galvanisieren und Eloxieren
Wir haben also über die Unterschiede zwischen Galvanisieren und Eloxieren gelesen. Es gibt möglicherweise mehrere Parallelen zwischen den beiden Metallbeschichtungsverfahren, auch wenn es viele Unterschiede gibt. Die Tatsache, dass es sich bei beiden um elektrochemische Prozesse handelt, bei denen chemische Substrate verwendet werden, ist eine ihrer offensichtlichen Gemeinsamkeiten. Darüber hinaus beinhalten sowohl Eloxieren als auch Galvanisieren die Ablagerung eines Materials auf der Oberfläche eines Metalls, da es sich um Beschichtungsverfahren handelt.
In beiden Verfahren sind in einer Elektrolytlösung eine Anode und eine Kathode vorhanden. Diese Verfahren werden auch verwendet, um die Funktion und das Aussehen von Metallprodukten zu verbessern. Die Prozesse des Anodisierens und Galvanisierens verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß, Korrosion und Beschädigung, während Metalle und oxidative Schichten abgeschieden werden.
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Fazit
Die Entscheidung zwischen Galvanisierung und Eloxieren hängt immer von der Funktion des Endprodukts und dem jeweiligen Material ab. Es hängt alles von Ihren Bedürfnissen und Ihrem Geschmack ab; beide Metallbeschichtungsverfahren haben Vor- und Nachteile. Darüber hinaus ist es wichtig, bei der Gegenüberstellung der beiden Verfahren die Beschaffenheit des Metalls in den Vordergrund zu stellen.
Häufig gestellte Fragen
Sind galvanisierte oder eloxierte Oberflächen langlebiger?
Da eloxierte Oberflächen eine schützende Oxidschicht aufweisen, sind sie von Natur aus korrosionsbeständiger. Galvanisch beschichtete Oberflächen sind verschleißbeständiger.
Wie müssen galvanisierte und eloxierte Oberflächen gepflegt werden?
Die einfachste Möglichkeit, eloxierte oder galvanisierte Oberflächen zu pflegen, besteht darin, sie mit Wasser und Seife zu waschen, um sämtliche Rückstände zu entfernen, und sie dann mit einem weichen Mikrofasertuch abzuwischen.