fleckige Kanten

Hallo,

anbei 3 Bilder mit titanfarben gefärbten Teilen, welche eine inhomogene Färbung aufweisen, d.h. in Bereichen von Kanten gibt es fleckige, hellere Bereiche, welche nur mäßig die Farbe angenommen haben. Die restliche Oberfläche weist eine makellose Färbung auf.

Randbedingungen:
Material:
-AlMgSi0.5(Profilmaterial)

Vorbehandlung:
-auf Glanz poliert
->mit Ethanol entfettet
->in NaOH gebeizt(1-2min bis Oberfläche gleichmäßig leicht stumpf wurde)

Bad:
-Säurekonz. 15 %
-Badtemperatur 13-16 °C
-Kathode:Titanblech
-anodische Kontaktierung mit Aluminiumdraht
-Stromdichte:
#Teil 1(86 cm²) 0.81 A/dm²
#Teil 2(58 cm²) 0.86 A/dm²
#Teil 3(33 cm²) 1.5 A/dm²
Bei Teil 1 und 2 mußte aus thermischer Sicht der Strom reduziert werden, wobei die Elektrolysezeit um den entsprechenden Faktor über die "Standard 60 min @ 1.5 A/dm²" hinaus verlängert wurden.
-keine kontinuierliche Badumwälzung, alle paar Minuten "händisches" Umrühren plus Temperaturcheck

Farbbad:
-genaue Konzentration unbekannt, färbt die Teile bei Raumtemperatur innerhalb weniger Minuten
-PH-Wert laut Teststreifen leicht sauer(5.5-6)
-keine weiteren Badzusätze
-stetiges Schwenken der Werkstücke

Sealing:
-Zweistufensealing mit Sealsalz und Sealinglösung
-Temperauren und Sealzeiten nach Vorgabe

Zwischen den Bahandlungsschritten wurde immer gründlich mit dest. Wasser gespült.

Während des Eloxierens zeigten sich keine Probleme, d.h. keine Gasentwicklung oder Verfärbungen am Werkstück. Vor dem Färben zeigten alle Teile eine gleichmäßig silbrig-matte Oberfläche(so wie es sein soll).
Die "Fleckigkeit" zeigte sich schon beim Herausnehmen aus dem Farbbad und NICHT erst nach dem sealen.

Die Stromdichte war für Teil 1/2 sicherlich deutlich geringer als die Vorgabe, aber ich habe auch schon Teile mit noch geringerer Stromdichte eloxiert( 4h@ 0.375 A/dm²), was ohne (fleckige) Auffälligkeiten sehr gute Ergebnisse brachte.
Selbst bei Teil3 mit korrekter Stromdichte sieht man im Bereich der Bohrung Farbfehler.

Eine Theorie wäre es, daß die Färbedauer durch eine zu hohe Farbstoffkonz. zu kurz geraten ist um eine gleichmäßige Färbung zu ermöglichen.
Vielleicht mal mit geringerer Farbkonz. über eine längere Zeit färben?

Auffällig ist, daß sich diese Flecken nur im Bereich der Werkstückkanten ausbilden.

Sah sich schon mal jemand mit dem gleichem Problem konfrontiert?

Hallo.
Hier findest du mindestens 3 Themen in denen ähnliche Probleme behandelt werden. Ist da vielleicht eine passende Lösung für dich dabei?

Grüsse, Thomas.

Hi,

Ich habe etwas ähnliches gehabt, wenn ich mit Harteloxierzusatz bei 20°C eloxiert habe ( was etwa 13-15°C ohne Zusatz entspricht). Die Schicht war damals zu dick und klein-porig um die Farbe gut aufzunehmen. Dieses Problem am Gewinden war besonders bei Alu-Aufhängung. Bei Titan hat es nicht so aufgetreten.
Ich würde erstmal das Eloxieren bei 20°C versuchen, um Problem "zu kleiner Poren" auszuschließen.

Servus
Rafael

Ah, ok, ich sehe, das Thema ist nicht ganz neu. Wobei eine richtige Problemlösung auch nicht gefunden werden konnte. Was ich aus den anderen Beiträgen entnommen habe, sind Temperaturunterschiede im Bereich der Kanten möglicherweise verantwortlich für eine ungleichmäßige Schicht-/Porenausbildung->Farbaufnahme.
Was dem allerdings entgegen spricht, ist die scharfe Abgrenzung der fleckigen Bereiche . So eine diskontinuierliche Temperaturverteilung gibt es nicht.

Auch kann man mit einer deutlich zu geringen Stromdichte sehr gute, nicht fleckige, Ergebnisse erzielen. Anbei ein Bild eines schwarz eloxierten Rohrs(40x80x2 mm), welches mit 0.375 A/dm² 4h lang eloxiert wurde. Randbedingungen waren wie bei den obigen Teilen, wobei die Badumwälzung eher bescheiden und die Kathode recht nah(~3cm) am Werkstück war. Also beste Voraussetzungen für ein schlechtes Ergebnis
Dennoch ist das Ergebnis makellos. Selbst innen ist die Schichtausbildung und Färbung ohne Flecken, Fehlstellen oder sonstige Auffälligkeiten.Die Eloxalschicht unterscheidet sich optisch,haptisch und mechanisch nicht von Werkstücken, welche mit 1.5 A/dm² eloxiert wurden.

Ich lese auch immer wieder vom Gleichgewicht von Schichtbildung und -lösung. Nach welcher Zeit ist denn unter Normalbedingungen dieses Gleichgewicht erreicht? D.h. die Eloxalschicht wächst nicht weiter.
Bzw. wie äußert sich das?
Da dann kein Sauerstoff mehr an der Anode umgesetzt wird(mit Al), müßte die ganze Reaktion zum Erliegen kommen(Badwiderstand steigt extrem an) oder an der Anode wird der Sauerstoff gasförmig freigesetzt.

Das passt doch gut zur Therorie mit der Stromverteilung und lokal überhitzten Stellen.
Jetzt probiere es mit etwas mehr Strom, z.B. 1 A/dm². Die Umwälzung sollte natürlich ihrem Namen gerecht werden und richtig Betrieb machen. Ich denke du bist der Lösung des Problems sehr nah.

Gleichgewicht von Schichtbildung und -lösung beschreibt den Punkt an dem genauso viel von der Schicht von der Säure gelöst wird, wie gerade neu gebildet werden kann. Das stellt das Ende des Prozesses dar, eigentlich solltest du schon früher abbrechen. Ist doch klar, die Schicht selbst kann nicht dicker werden, das Werstück selbst wird aber weiter dünner. Denn der Prozess geht ja weiter, durch die Poren ist der Stromfluss weiter gewährleistet.
Deshalb hat man auch die Rahmenbedingungen (Stromdichte, Zeit, Säurekonzentration, Temp.) festgelegt, da sollte man in dem Bereich sein wo alles passt.

Thomas.