Auf eloxierten, elektrolytisch schwarz-gefärbten und heiß-verdichteten Aluminium sehen wir Beläge - was könnte das sein?
Nach dem Heißverdichten sind auf eloxierten und gefärbten Oberflächen oftmals Beläge erkennbar, die man dann schnell als sogenannten „Verdichtungsbelag“ einstuft. Wenn sich bei genauerer Prüfung aber herausstellt, dass alle Verdichtungsbedingungen in Ordnung waren, geht die Suche nach dem möglichen Fehler weiter.
Was steckt hinter den Belägen auf eloxierten und gefärbten Oberflächen?
Hier hilft meist der Blick auf die Bedingungen im Färbebad. Denn ein „zuviel“ an Farbe auf der schwarz-gefärbten Oberfläche führt je nach abgeschiedener Menge ebenfalls zu einer sichtbaren Belagsbildung auf dem Fertigteil. Ein „zuviel“ an Farbe bedeutet, dass sich dann metallisches Zinn auch oberhalb der Poren auf der Oberfläche abscheidet und dort als Rückstand/Belag verbleibt.
Wie kann man sich die Belagsbildung vorstellen?
Heißverdichtungsadditive sind komplexe Formulierungen und darauf ausgerichtet, genau die Menge an Böhmit (AlOOH, „Sealingbelag“) zu entfernen, die beim normalen Heißverdichtungsprozess auf der Oberfläche aus den Poren quillt. Dieser typische „Sealingbelag“ wird bei korrekter Einstellung des Verdichtungsbades also vollständig von der Oberfläche entfernt. Das Ergebnis ist eine belagfreie Oberfläche. Kommen nun aber zusätzliche Beläge durch „zuviel“ Farbe an der Oberfläche hinzu, ist das Heißverdichtungsbad schlichtweg mit der Belagsmenge „überfordert“.
Elektrolytisch schwarz gefärbte Oberfläche – extrem überfärbt.
Wie kann ich prüfen, ob die Belagsbildung im Färbebad oder Heißverdichtungsbad entstanden ist?
Wurde das Material elektrolytisch schwarz gefärbt (Zinnfärbebad), kann man mit einem weißen Tuch kräftig über die beanstandete Ware wischen. Zeigen sich hierbei graue, bzw. dunkle Rückstände, deutet vieles darauf hin, dass das Material überfärbt wurde. Metallische Zinnablagerungen haben sich dann auch oberhalb der Eloxalporen gebildet und führen zu den dunklen Rückständen.
Mit welchen Maßnahmen können Beläge auf eloxierten und gefärbten Oberflächen vermieden werden?
Eine Möglichkeit ist zu prüfen, ob durch eine höhere Konzentration an Verdichtungsadditiv eine Verbesserung möglich ist. Je nach verwendetem Produkt kann sich eine derartige Überdosierung zwar positiv auf die Belagsentfernung, aber auch negativ auf die Abtragswerte nach DIN EN ISO 3210 am Endprodukt auswirken. Das muss man also entsprechend prüfen.
Neben der zuvor genannten Maßnahme sollte man besser die eigentliche Ursache bekämpfen. Hierzu kann man im Färbebad versuchen, das Problem durch schrittweise Reduzierung der Färbezeit zu beseitigen, ohne dass sich die Farbe von Schwarz nach Dunkelbronze verändert. Auch die Badbedingungen im Färbebad, können entscheidend sein:
Stimmen Zinnsulfat-Gehalt und Schwefelsäuregehalt?
Stehen sie im richtigen Verhältnis zueinander?
Hat sich die Badtemperatur verändert?
Wurde das Bad zwischenzeitlich aktiviert/optimiert, etwa durch Erhöhung des Stabilisator-Anteils?
Gibt es neben den Färbebedingungen auch noch andere Einflussgrößen?
Das Problem kann auch bereits durch geänderte Bedingungen beim Eloxalprozess entstehen, die den Porenaufbau der Schicht beeinflussen. Sind die Eloxalporen enger als üblich und werden die Färbebedingungen (Färbeprogramm) dann beibehalten, kann auch hierdurch zu viel Farbe auf der Oberfläche abgeschieden werden. Bei gleich langer Färbezeit wird dann weniger Zinn in die nun engeren Poren eingelagert und der Überschuss zeigt sich als Belag auf der Oberfläche. Man sollte bei der Fehlersuche also auch die Eloxalbedingungen (wie Stromdichte, Temperatur, Schwefelsäure-Konzentration) im Auge behalten.