Juni 14

Destabilisierung von alkalischen E6 – Langzeitbeizen

Zur dekorativen Mattierung von Aluminiumoberflächen im Anodisationsprozess werden in Europa überwiegend alkalische Beizverfahren eingesetzt. Die Anwendung dieser Spezialbeizen erfolgt gemäß der Norm DIN 17611 für die Oberflächenbehandlung „E6“ und derartige Beizen werden auch einfach als „E6 – Beizen“ bezeichnet. Bei korrekter Badführung erhält man mit ihnen dekorative, feinmatte Aluminiumoberflächen. 

Diese Langzeitbeizen sind sehr robust, wenn man die notwendige Badpflege betreibt. Insbesondere bei hohen Aluminiumgehalten, die man für ein mattes, dekoratives Beizfinish der Aluminiumoberflächen benötigt, ist eine korrekte Badführung notwendig. Hierdurch wird verhindert, das das Bad instabil wird. Ist man hier nachlässig, so kann es zum Ausfällen von Aluminiumhydroxid im Bad kommen, was bis zu einem Totalverlust des Bades führen kann.

Charakteristisch für diese alkalischen Beizen ist ihr hoher Anteil an gelöstem Aluminium, definierten Anteilen an Natriumhydroxid, Komplexbildnern und entsprechenden Fällungsmitteln. Für dieses Beizverfahren werden z.B. verschiedene Alfisatin – Produkte eingesetzt. Die Fällungsmittel entfernen Fremdmetalle aus der Aluminumlegierung und bilden mit ihnen unlösliche bzw. schwerlösliche Metallsulfide (meist sehr feine, schwarze Partikel). Je nach Anteil an ausgefällten Fremdmetallen der Aluminiumlegierung verwandelt sich die E6 – Beize so schnell in ein tiefschwarz gefärbtes Prozessbad. Die feinen, schwarzen Pigmente stören den Beizprozess hierbei nicht. 

 Tiefschwarzes E6 – Beizbad im stabilen Zustand 

 Für besonders matte Oberflächen benötigt man hohe Aluminiumgehalte in dieser Beize, die durchaus bis über 200 g/l betragen können. Bei derart hohen Aluminiumgehalten muss dann insbesondere auf die Stabilität der Beize geachtet werden. 

 Wie kann ich einfach erkennen, ob meine E6 – Beize stabil ist? 

Bereits ein Blick auf die Beize verrät meist, ob das Bad noch stabil ist. Zeigt sich eine tiefschwarze Färbung, so kann man davon ausgehen, dass das Bad ausreichend stabilisiert ist. Dieser optische Eindruck sollte natürlich immer durch regelmäßige Badanalysen abgesichert werden. 

Das E6 – Beizbad färbt sich immer mehr grau – was ist passiert? 

Wenn das Beizbad eine graue, statt schwarze Farbe zeigt, muss sofort reagiert werden. In diesem Fall ist bereits ein Destabilisierungsprozess eingetreten, bei dem weißes, schwerlösliches Aluminiumhydroxid im Bad ausgefällt wurde. Wenn sich dessen Anteil im Bad weiter erhöht, wird das Bad immer grauer, d.h. die vormals schwarze Farbe ändert sich über Dunkelgrau – Mittelgrau – Hellgrau bis das Bad schliesslich ganz Weiß erscheint. Im Status Hellgrau bis Weiß ist das Bad verloren und muss neu angesetzt werden, was mit einem erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand verbunden ist. Daher sollte man immer versuchen, diesen Zustand zu vermeiden. 

Dunkelgraue Färbung, beginnende Destabilisierung der Beize 

Wie kann ich mein instabiles, graues Bad retten? 

Wenn sich das E6-Beizbad leicht grau verfärbt hat, sollte sofort eine umfangreiche Badanalyse durchgeführt werden. Man erkennt die Instabilität an einem sinkenden Aluminiumgehalt (ein Teil des gelösten Aluminiums ist ja bereits als schwerlöslisches Aluminiumhydroxid ausgefallen). Gleichzeitig wird man einen steigenden Natriumhydroxid – Gehalt feststellen, da Natriumhydroxid bei der Destabilierung freigesetzt wird: 

Destabilisierungsprozess chemisch 

Ein Fehler wäre es dann, kein weiteres Natriumhydroxid dem Bad zuzusetzen, da dessen Gehalt ja offensichtlich noch im vorgegeben Sollbereich liegt. Geringe Alkalität fördert eine weitere Destabilisierung des Beizbades. Dem grauen Bad sollte nun eine große Menge Beizadditiv (Alfisatin) zur zusätzlichen Stabilisierug zugesetzt werden, z.B. die doppelte bisherige Menge. Es empfiehlt sich außerdem die Alkalität des Bades zu erhöhen (Zusatz von Natronlauge oder Natriumhydroxid), um es so zusätzlich zu stabilisieren. 

Durch diese Stabilisierungsmaßnahmen kann erreicht werden, dass kein weiteres Aluminiumhydroxid ausfällt und das vorhandene wieder über die Ware ausgetragen wird. Hierdurch kann das Bad meist wieder in einen stabilen Zustand (schwarze Farbe) überführt werden. In dieser Zeit sind kontinuierliche Analysen zur Badüberwachung besonders wichtig. Kehrt die schwarze Farbe ins Bad zurück, ist die Stabilisierung erfolgreich verlaufen. 

Kann ich ein hellgraues oder milchig-weißes E6-Beizbad auch noch retten? 

Wenn das Bad diesen Zustand erreicht hat, ist eine Rettung nicht mehr möglich. Man kann dann dann nur eine gewisse Zeit warten, bis sich der weiße Schlamm am Boden des Beizbades abgesetzt hat. Überführt man die überstehende Klarphase anschließend in einen leeren Badbehälter, so kann diese, je nach Zustand, ggf. für einen Badneuansatz verwendet werden. Der ausgefällte, weiße Aluminiumhydroxid – Schlamm sollte jedoch umgehend aus dem Beizbad entfernt und entsorgt werden. Wartet man zu lange, versteint dieser und ist nur noch schwer aus dem Bad zu beseitigen. 

Vollständig destabilisiertes E6 – Beizbad 
Versteinter Schlamm aus einem E6 – Beizbad 

Zusammenfassung 

Eine Destabilisierung sollte immer vermieden werden und birgt das Risiko das gesamte Beizbad zu verlieren. Eine Rettung ist dann nur bis zu einem bestimmten Grad möglich. Durch regelmäßige Badkontrollen und eine Fahrweise außerhalb von kritischen Grenzbereichen (Natriumhydroxidgehalt unterhalb der Mindestkonzentration; zu geringer Beizadditiv (Alfisatin) – Gehalt) ermöglicht eine sichere und stabile Führung des alkalischen E6 – Beizbades. 


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