Versiegelungsbehandlungen

Die Versiegelung (oder Sealing) ist eine Nachbehandlung nach der Anodisierung, die es ermöglicht, die Poren der Aluminiumoxidschicht zu verschließen, wodurch die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht und die Eigenschaften im Laufe der Zeit stabilisiert werden.

Die poröse Struktur der Oxidschicht

Wie im einführenden Abschnitt beschrieben, hat das durch Anodisierung in Schwefelsäure gebildete Aluminiumoxid eine wabenförmige Säulenstruktur mit sechseckigen Zellen und einer zentralen Porosität, die sich über nahezu die gesamte Tiefe der Schicht erstreckt.

Diese poröse Struktur ist grundlegend, um die Färbung mit organischen Pigmenten zu ermöglichen, die Haftung der Schicht am Grundmaterial zu gewährleisten und ein gleichmäßiges Wachstum der Schicht während des Prozesses zu ermöglichen.

Allerdings stellt die Porosität auch den ersten potenziellen Auslöser für Korrosion dar: aggressive Substanzen können in die Poren eindringen und das darunter liegende Grundmaterial erreichen.

Heißversiegelung

Die Heißversiegelung ist die am weitesten verbreitete und wirksamste Behandlung zum Verschließen der Poren der Anodisierungsschicht. Sie besteht im Eintauchen des eloxierten Bauteils in deionisiertes Wasser bei einer Temperatur von etwa 95°C für eine angemessene Eintauchzeit.

Das Eintauchen in heißes Wasser bewirkt eine oberflächliche Hydratation der Aluminiumoxidschicht. Während dieses Prozesses absorbiert das Aluminiumoxid (Al₂O₃) Wassermoleküle und wandelt sich in Aluminiumhydroxid (Böhmit, AlO(OH)) um. Da das Hydroxid ein größeres Volumen als das ursprüngliche Oxid aufweist, verschließt die daraus resultierende Volumenausdehnung die Poren mechanisch, wodurch die Struktur kompakter und undurchlässiger wird.

Vorteile

• Maximale Korrosionsbeständigkeit erreichbar (>1000 Stunden im Salzsprühtest möglich)
• Umweltfreundlicher Prozess: verwendet nur Wasser, ohne gefährliche Chemikalien
• Vollständiger Verschluss der Poren
• Stabilisiert die Pigmente bei Färbung
• Reduziert die Feuchtigkeitsaufnahme der Schicht
• Verbessert die chemische Beständigkeit

Nachteile

• Mögliche Verringerung der Verschleißfestigkeit der Oberfläche aufgrund der chemischen Veränderung der Aluminiumoxidschicht.

Auswirkung auf die Korrosionsbeständigkeit

Die Heißversiegelung erhöht die Korrosionsbeständigkeit deutlich. Obwohl die Anodisierungsbehandlung bereits eine gute Korrosionsbeständigkeit ermöglicht, erhöht die Heißversiegelung diese durch den mechanischen Verschluss der Poren weiter. Mit einem optimierten Prozess ist es möglich, eine Korrosionsbeständigkeit von über 1000 Stunden im neutralen Salzsprühtest zu erreichen.

Wann die Versiegelung notwendig ist

Die Versiegelungsbehandlung wird in verschiedenen Situationen notwendig. Insbesondere wird sie empfohlen, wenn maximale Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Umgebungen erforderlich ist, wenn das Bauteil Chemikalien (auch nicht aggressiven) ausgesetzt wird oder wenn eine Färbung durchgeführt wurde, um die Pigmente zu stabilisieren. Die Versiegelung ist außerdem obligatorisch für Anwendungen mit Kontakt zu Lebensmitteln gemäß der Norm EN 14392. Schließlich wird sie empfohlen, wenn es notwendig ist, das Eindringen von Substanzen in die Poren der anodischen Schicht zu verhindern, wie Öle, die eindringen und die Oberfläche verfärben können.

Kontakt mit Lebensmitteln - EN 14392

Die Norm EN 14392 "Requirements for anodized products for use in contact with foodstuff" legt fest, dass für Bauteile, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, die Versiegelung obligatorisch ist.

Die Norm EN 14392 legt fest, dass die verwendete Aluminiumlegierung EN 601 oder EN 602 entsprechen muss und dass die Anodisierungsbehandlung von einer Versiegelung gefolgt werden muss. Letztere muss ausschließlich heiß in Wasser durchgeführt werden, während die Verwendung von Versiegelung auf Basis von Nickelsalzen nicht erlaubt ist.

Die Verpflichtung zur Versiegelung für Lebensmittelanwendungen ist durch die Notwendigkeit begründet, die Abgabe von Aluminium oder anderen Elementen an das Lebensmittel durch die Poren zu verhindern, die Stabilität der Schicht im Laufe der Zeit zu gewährleisten, die Absorption von Substanzen aus dem Lebensmittel in die Poren zu verhindern und die chemische Beständigkeit gegenüber sauren oder salzhaltigen Substanzen in Lebensmitteln zu maximieren.

Für weitere Details zur Lebensmittelkonformität siehe Abschnitt Chemische Beständigkeit.

Für eine detaillierte Analyse der Vorschriften, technischen Anforderungen und Best Practices für die Anodisierung für den Kontakt mit Lebensmitteln siehe den Vertiefungsartikel Anodisierung und Kontakt mit Lebensmitteln

Weitere kritische Anwendungen

Die Versiegelung wird auch dringend empfohlen für:

• Bauteile in Meeresumgebungen (maximale Korrosion)
• Medizinische und pharmazeutische Anwendungen
• Exposition gegenüber Chemikalien, auch moderaten
• Gefärbte Anodisierung (Stabilisierung der Pigmente)
• Anwendungen, bei denen maximale Haltbarkeit im Laufe der Zeit erforderlich ist

Wann die Versiegelung nicht empfohlen wird

Die Versiegelung kann weggelassen werden oder ist sogar nicht empfohlen bei Anwendungen, bei denen:

• Die Umgebung nicht besonders aggressiv ist und die erforderliche Korrosionsbeständigkeit moderat ist
• Es vorrangig ist, eine Oberfläche mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit zu erhalten

Für weitere Informationen zur Versiegelung und zur Definition der technischen Spezifikationen siehe Abschnitt Bezeichnung nach ISO/MIL oder kontaktieren Sie den technischen Support von Durox.