Anodiseren van Aluminium  Laatst bijgewerkt: 2016-08-21

Deze pagina is in aanbouw, meer info en foto's volgen. 

ReactiesNaar.jpg
ReactiesNaar.jpg
In het kort:
Met het  Anodiseren of Eloxeren van aluminium voorwerpen breng je een tamelijk sterke en evt. gekleurde oxide laag aan.
Er zijn wat gemene stofjes bij nodig, maar als je daar voorzichtig mee omgaat is het best wel thuis te doen.
Wat hieronder staat is de neerslag van mijn "inlezen in de materie", ik heb nog maar een klein beetje feitelijke ervaring.....

Inhoud:
De proces stappen
De chemie
Chemicaliën, veiligheid
Verdunnings calculator
Links
Plaatjes van mijn Elox-Lab

De proces stappen zijn als volgt:

Voorbehandelen (facultatief)
Als het werkstuk "mooi" moet worden moet dat eerst gedaan worden. Schuren, slijpen, borstelen (droog, of met Vim of vloeibaar schuurmiddel), polijsten, lappen, noem maar op.
Het anodiseren verhult geen oppervlakte defecten, het toont ze eerder duidelijker.

Ontvetten (altijd nodig)
Geschikte ontvetters zijn: heet water met afwasmiddel als eerste, daarna wasbenzine, wellicht ammonia of IPA,  maar etsen in soda of in NaOH gaat wellicht nog beter.
Dasty is vooral geschikt voor zeer smerige objecten. Vermoedelijk zit er een veelheid aan onbekende stofjes in waar residuen van zouden kunnen achterblijven. Daarom lijkt het me minder geschikt als uiteindelijke ontvetter.
Afspoelen met Demi-water. Het water moet er egaal aflopen c.q. er aan hechten. Druppel- of eilandvorming wijst op vettigheid.
Hierna mag het werkstuk niet meer met de hand aangeraakt worden, alleen met gegarandeerd vetvrije handschoenen, plastic tangen etc...

Etsen of beitsen (vrijwel altijd nodig)   
Hiermee kunnen o.m. bestaande anodiseerlagen verwijderd worden. (Als die er zijn moeten die beslist eerst verwijderd worden)
Werkstuk ca. 10 min ophangen in natronloog,  Hierdoor kan het plaatselijk zwart worden, afhankelijk van de legering.
Een alternatief is wellicht de gewone Soda of NatriumCarbonaat Na2C03 in water (zachtjes kokend). In het ouderwetse huishouden werd hete soda vooral als ontvetter gebruikt.
Hierna spoelen en testen op vettigheid. Bij verkleuringen is de Desmut stap nodig.
Tip: Als je een gekleurd geanodiseerd voorwerp opnieuw wilt behandelen gebruik dan een klein badje (bekerglas of zo) voor het verwijderen van de kleurlaag. Je grote bad wordt dan niet zo verontreinigd door de kleurstoffen.

Desmut (soms nodig na het beitsen)
Het beitsen in NaOH lost aluminium en aluminium oxide op, maar niet de andere metalen waarmee het aluminium doorgaans gelegeerd is. Ook zijn sommige verbindingen die er bij ontstaan niet in water oplosbaar en slaan dus neer op het werkstuk.
Desmut gebeurt door een korte dompeling in salpeterzuur. Het werkstuk wordt weer blank.
Hierna intensief spoelen met demiwater.

Anodiseren (daar gaat het om)
Het werkstuk wordt opgehangen aan een aluminium draad of of strip, bij voorkeur vastgeschroefd met een schroef van titanium, in een bak met verdund zwavelzuur. De draad wordt aangesloten op de plus van een DC-voeding, de min is een plaat lood die ook in de bak ligt, staat of hangt. De oppervlakte van de loodplaat moet flink groter zijn dan de totale oppervlakte van het werkstuk. Er mogen geen andere metalen dan aluminium of titanium aan de anode-kant gebruikt worden.
Er wordt een stroom door het geheel gestuurd, zodanig dat er ca. 10.000 Ampère-minuut per m2 werkstuk loopt. Voorbeeld: een werkstuk met 1 dm2 oppervlakte heeft 100 A-min nodig, dus 35 minuten met 3 Ampère. De stroomdichtheid dient niet veel groter dan 3A/dm2 te zijn, anders vindt er teveel warmte-ontwikkeling plaats nabij de oxide laag.
Geschikte stroombronnen zijn o.m. acculaders voor 12 Volt accu's. Liefst voorzien van een ampère meter, zodat je weet wat er gebeurt. Met een variac (regeltransformator) kun je desgewenst de stroomsterkte regelen (zeer aan te bevelen).
De spanning is rond de 15-20 Volt. Maar een trafo + gelijkrichter die een hogere spanning kan leveren is aanbevelenswaardig.
Het kan nodig zijn om het bad te koelen want het mag niet warmer dan ca. 30 °C worden. Koelen kan door er via een loden pijp koelwater doorheen te pompen, of "au bain Marie" als je met een loden bak werkt. (Ik weet niet of een loden bak die met het gebruikelijke lood-tin soldeer dichtgesoldeerd is bruikbaar is).

Spoelen (absoluut nodig)
Langdurig spoelen met koud demi-water. Al het zuur moet uit de poriën komen en dat duurt wel een half uurtje. Misschien gaat het sneller in een ultrasoonbadje, maar het mag niet met heet water want dan ben je al aan het sealen en dan gaat zowel het spoelen als het kleuren niet meer.
Bij spoelen met verdunde ammonia kan wellicht een wat kortere spoeltijd gebruikt worden, evenals bij kort voorspoelen met salpeterzuur.
Bij onvoldoend spoelen blijven er zuurresten achter in de poriën en gaat het op den duur corroderen.
Het lijkt me nuttig om werkstukken die net uit het zuur- of loogbad komen eerst heel kort vóór te spoelen met gewoon kraanwater. Daarmee voorkom je dat het demi-waterbad snel verontreinigd wordt.
Voor dit langdurig spoelen komt een afgedankte vaatwasmachine te pas. Je moet daar wel alles uitslopen wat niet nodig is, i.h.b. het water-onthardings system, en heel goed schoonmaken, want er zitten vet- en zeepresten op de gekste plekjes. Een ontvettingsprocedure als hierboven dus.

Kleuren (indien gewenst)
Bruikbare kleurstoffen zijn sommige textiel verfstoffen, o.m. Dylon universeel. Er zijn echter ook speciale verfstoffen verkrijgbaar, wat duurder maar die schijnen langer mee te gaan.
Het kleuren gebeurt in een waterige oplossing bij hooguit 55 °C. Dompelen tot dat de kleur je bevalt.

Afsluiten of sealen (altijd nodig)
Het werkstuk wordt pakweg 10-15 minuten in kokend demiwater geplaatst. De poriën sluiten zich nu.
Het kan ook in stoom, bijv. in een snelkookpan. Onder (matige) druk gaat het wellicht wat sneller, gezien de hogere temperatuur.
Voor een zeer diepe kleuring kan het kleurbad geleidelijk aan de kook gebracht worden. Dat gaat mogelijk ten koste van de levensduur van het kleurbad.

De Chemie:

Etsen in NaOH  (in aq):
2Al + 2NaOH + 2H2O >> 2NaAlO2 + 4H2  
of voor het wegetsen van een oxidelaag:
Al2O3 + 2NaOH >> 2NaAlO2.2H2O
Er komt bij het etsen van het Al dus waterstof gas (H2) vrij. Dat is explosief in lucht (knalgas).
Zolang er een oxidelaag opgelost wordt komt er geen waterstofgas vrij, en zie je dus geen belletjes.
Het bad neemt Al op en raakt uiteindelijk uitgeput, c.q. verzadigd met aluminium. Ik weet niet hoe je dat constateert..

Desmut in salpeterzuur, HNO3 (in aq):
n.t.b. De diverse legerings stofjes (o.a. Mg, Mn, Si, Sn, Cu....) worden geacht hierin op te lossen. Zie "De Metaalgids"

Anodiseren in H2SO4 (in aq): 
2Al + 3H2O >> Al2O3 + 6H+ + 6e-
Er komt dus waterstof gas vrij. Dat is explosief in lucht (knalgas). Die 6 e- gaan naar het aluminium, dat is de elektrische stroom die je er door jaagt.
Als aluminium blootgesteld wordt aan lucht vormt zich binnen enkele seconden een afsluitende laag oxide, met een dikte van ca. 0.08 um.(barrier layer)
In het zuurbad ontstaat bij voldoende elektrische spanning (15-20 Volt) een poreuze laag met een dikte tot 25um. De poreusheid wordt veroorzaakt door het concurrerende proces waarbij aluminiumoxide oplost in het zuur: Al2O3 + 6H+ >> 2Al3+(aq) + 3H2O. Dit proces gaat langzamer bij lage temperatuur, zodat er dikkere lagen gemaakt kunnen worden in een koud bad (gekoeld < 10 °C) met een hoge stroomdichtheid. (dit heet ook wel hard anodiseren)
N.B. Vergelijking met de loodaccu: Bij het opladen (en dat doen we hier) vindt aan de kathode de volgende reactie plaats:
PbSO4(s) >> Pb(solid) + SO4 (aq). In het anodiseer geval is er geen PbS04 aanwezig, en vindt dus ook die reactie niet plaats. Bij de eerste experimenten viel er vanaf de kathode een hoeveelheid grijs stof / vlokken naar beneden, ik vermoed loodoxide. Later gebeurde dat niet meer. Ik heb het laten liggen.

Kleuren:
De kleurstof dringt door in de poriën van de oxidelaag. Deze poriën hebben afmetingen in de orde van 0.03 .. 1 um. De partikel grootte van de kleurstof moet daarvoor voldoende klein zijn, vandaar dat sommige kleurstoffen niet bruikbaar zijn.

Sealen:
Al2O3 + H2O (kokend) >> 2AlO.OH 
AlO.OH staat bekend als Boehmite, een hard transparant materiaal met een groter volume dan het aluminium oxide. Daardoor sluit het de poriën van het geanodiseerde aluminium af.

Chemicaliën, concentraties, waar te kopen, hoe te bewaren, veiligheid.

Natronloog, NaOH in water, ook bekend als Caustic Soda.
Gebruikt voor: Etsen.
Gewenste concentratie: ca. 10%.
Kopen bij: Verkrijgbaar als gootsteen-ontstopper, sommige vloeibaar (maar dan mogelijk verontreinigd met onbekende stofjes), soms als korrels waar heet water overheen gegoten moet worden. Wordt ook gebruikt voor het (hobby) ontwikkelen van de foto-resist van printplaten.
Kopen bij o.m. Hinmeijer
Bewaren: in plastic fles, (geen PLA want dat lost er in op) (geen glas i.v.m. breekgevaar). Moet via een klein gaatje kunnen ventileren.
Veiligheid: Zeer basisch en corrosief. Niet aanraken. Bij verdunnen: loog in water gieten, niet andersom, en er ontstaat warmte.
Tip: Als je vingers glad / zeperig aanvoelen heb je wellicht loog op je vingers gekregen. Handen afspoelen dus.

Salpeterzuur, HNO3 in water, ook bekend als waterstofnitraat, eng: Nitric Acid.
Gebruikt voor: Desmut.
Gewenste concentratie: ca. 0.35 HNO3 + 0.65 H2O of tot  50%
Gebruiken bij 18 - 25 °C, enkele minuten.
Kopen bij: o.m. Hinmeijer
Bewaren: in plastic fles.
Veiligheid: Niet aanraken. Bij verdunnen: zuur in water gieten, niet andersom, en er ontstaat warmte.
Tip: Als je vingers ruw / stroef aanvoelen heb je wellicht zuur op je vingers gekregen. Handen afspoelen dus. 

Zwavelzuur, H2SO4 in water. Ook bekend als vitriool of accuzuur.
Gebruikt voor: Anodiseren.
Gewenste concentratie: ca. 15%  SG = 1.102 @ 20 deg C
Accuzuur is ca. 37%, dus verdunnen met 1.5 x zoveel (demi) water.
Kopen bij: sommige accu-winkels, en o.m. Hinmeijer.
Bewaren: in plastic fles. Moet via een klein gaatje kunnen ventileren. Niet perrmanent blootstellen aan verse lucht, want het is hygroscopisch en daardoor kan de concentratie veranderen.
Veiligheid: Niet aanraken. Bij verdunnen: zuur in het water gieten, niet andersom, en er ontstaat warmte.
Tip: Als je vingers ruw / stroef aanvoelen heb je wellicht zuur op je vingers gekregen. Handen afspoelen dus. 
 
Kleurstoffen
Kopen bij: Drogist, (de Dylon "koffiemelkcups" zijn niet meer verkrijgbaar en het alternatief bleek me onbruikbaar) bij o.m. Cashwell Plating (USA) of Electronic-Thingks.de
Bewaren: Als poeder of in waterige oplossing. (in oplossing mogelijk beperkt houdbaar)
Veiligheid: Het spul is bedoeld om te kleuren. En dat doet het bijna overal waar het komt, ook op plekken die je niet gekleurd zou willen hebben.
Ik heb geen informtie over eventuele giftigheid. Ga er van uit dat het spul matig giftig is, zorg dus dat het niet aan je vingers komt en al helemaal niet van proeven.

Spoelwater
Kort afspoelen als het werkstuk net uit een bad komt kan met gewoon kraanwater. De meeste rommel is er dan wel af en verziekt het DEMI- bad niet zo.
Langdurig en intensief spoelen moet in Demi-water (gedemineralieerd) of gedestilleerd water. (Gedestilleerd is veel duurder, want energie vretend)
Kopen bij: Supermarkt of drogist. Ca. 0.44 per liter. Geruime tijd geleidelijk hamsteren want er is veel nodig.
Bewaren: Plastic jerrycan o.i.d.
Veiligheid: Bij zeer grote hoeveelheden is er verdrinkingsgevaar.

Natriumbicarbonaat NaHCO3 of dubbelkoolzure soda, zuiveringszout, baking soda (niet verwarren met bakpoeder want dat is iets anders)  ....
Voor als je zuur of loog gemorst hebt of aan je handen hebt gekregen.
kun je er ook mee doen...
Verdunnings Calculator
Bereken hier hoeveel zuur / loog en (demi)water er nodig is om een bepaalde hoeveelheid van de gewenste concentratie te maken.
Klik op het voorbeeld om het spreadsheet te downloaden en run het met excel of een vergelijkbaar programma.
Vul de vetgedrukte velden in en lees de antwoorden af in de rode velden.

Calculator.jpg

Deze berekeningen zijn puur gebaseerd op volumes, en houden geen rekening met het feit dat sommige combinaties van stoffen een volume opleveren dat wat meer of minder is dan de som van de bestanddelen. Bijv. 1 liter zuivere alcohol gemengd met 2 liter water levert iets minder dan 3 liter op.

Altijd zuur / base bij het water gieten, niet andersom. Water is lichter dan zuur/base en blijft dus drijven. Op het contactvlak ontstaat veel warmte en dat levert een hoop gespetter op. Als je het zuur/base in het water giet zakt het direct naar beneden en beschermt het water je tegen spatten.
Gieten onder voortdurend roeren!.
Draag bij dit soort klusjes altijd beschermende kleding en een volledig bedekkend visier.

Links:

http://www.hinmeijer.nl  (aanschaf chemicaliën)

http://www.electronic-thingks.de/   (aanschaf kleurstoffen, titanium schroeven)

http://www.alurvs.nl/aluminium/artikelen/688/

http://www.brommerforum.nl/faq/artikel/180

http://users.telenet.be/telescoopbouw/anodiseren.htm

http://www.mini-lathe.com/Anodizing/anodizing_aluminum.htm

http://www.caswellplating.com

http://astro.neutral.org/anodise.shtml

http://www.sciencecompany.com/Patina-Formulas-for-Brass-Bronze-and-Copper-W160.aspx#2

Werking pH-meter  Bewaarvloeistof pH-meter is 225 gram KCL in een liter water.

AZO Dyes, wikipedia  De meeste kleurstoffen zijn AZO- gebaseerd.

https://www.google.nl/?gfe_rd=cr&ei=BaMnVb78Hqje8gefv4GoCA&gws_rd=ssl#tbm=bks&q=inauthor:%22BBT+Kenniscentrum%22

YouTube:
Deel 1  http://www.youtube.com/watch?v=XdWF-B6EseY
Deel 2: http://www.youtube.com/watch?v=ReIqJXzlyxE

PDF:
Uitgave van de Stichting Anodiseren no 7, 2011
Anodizing of Aluminium
Van Electronic-Thingks.de (duits) gebruiksaanwijzingen.
EloxalFarben
Hard-Anodiseren
Anodiseerbaarheid van Aluminium legeringen
pH controle
Sealing

Plaatjes van mijn EloxLab. (klik op een foto voor een vergroting)

zuurkast-tmb.jpg
De zuurkast.
Ik heb een hoekje in het magazijn omgekat naar een zuurkast. Er is voorzien in ventilatie en verlichting, stromend (leiding) water en een afvoer naar het riool.
De achterwand en de bodem bestaan uit vinyl vloerbedekking, ook omgezet over een verhoogde rand aan de voorkant.
Het is er wat smal, dus de foto is wat scheef.
Vooraan de bak met zwavelzuur voor het anodiseren, dan het salpeterzuur voor de Desmut-fase, dan het Natronloog voor het etsen. Achteraan een spoelbak met kraanwater.
En hier en daar wat persoonlijke beschermingsmiddelen. (alhoewel het gevaar erg meevalt).

anodiseren-tmb.jpg
Het Anodiseerhoekje. Boven de gelijkrichter met Volt- en Ampère- meters en ingebouwde regeltransformator. (er moet nog een fatsoenlijke draaiknop op de variac, tussen die drie schroeven)
De min-pool is aangsloten op het lood in de zwavelzuurbak, de rode + draadjes kunnen op de werkstukken aangesloten worden, maar buiten het zuur.
Midden achter zit de gasdetector, een instrumentje om waterstof (knalgas) te detecteren.
Onder de bak met zwavelzuur en de lood-elektrode.

vaatwasser-tmb.jpg
Vaatwasser.
Een afgedankte vaatwasser komt hier van pas voor het spoelwerk. De machine werd na 19 jaar dienst afgedankt omdat 'ie aardlek-problemen gaf met het verwarmingselement, en dat hebben we hier nou net niet nodig. Alle onnutte dingen zijn eruit gesloopt, in het bijzonder alles wat te maken heeft met de antie-kalk toestanden, (dat vat met die bruine korreltjes en het voorraadvat zout); zeepbakje, glansspoelmiddeltoevoer, waterinlaat, etc. Voor sommige overgebleven gaten moet je een afdichting maken.
Wat moet blijven zijn de spoelpomp en de afvoerpomp, alsmede de schakelaar die de spoelpomp uitzet als je de deur open doet. Dat scheelt een paar waterballetten.
Verder moet alles ongeloofelijk schoon gemaakt worden, want er blijken zeep- en vetresten op de gekste plekjes te zitten. Ik heb de machine eerst bijna volledig gedemonteerd, alle nog te gebruiken onderdelen schoongemaakt in de nieuwe vaatwasser, en de bruikbare delen weer gemonteerd. Daarna heb ik 'm een keer heet gestookt tot 90 graden, en ook nog eens nagespoeld met verdunde NaOH om vet en zeepresten eruit te krijgen.

demiwater-tmb.jpg
De hamstervoorraad demi-water.
Let op waar je het koopt. Bij de bouwmarkten heb ik prijzen van 1.99 de liter gezien, bij AH kost het 44 cent.
Het viel me op dat sinds ik de supers in de buurt een paar keer leeggekocht had, ze nu veel meer op voorraad houden.....


platenwassen-tmb.jpg
Platenwassen (plaatpoetsen)
En ja, omdat er hier toch gespoeld wordt met zeer schoon water heb ik de platenwas-afdeling ook maar hier gehuisvest.


Een ander verhaal, van Comhan.com:

Aluminium Anodiseren

Inleiding

Elk metaal kent zijn specifieke eigenschappen. Ook aluminium kent een groot aantal specifieke eigenschappen welke het materiaal interessant maakt voor technische toepassingen. Aluminium is een zeer onedel metaal. Toch heeft aluminium een grote weerstand tegen corrosie. Dat komt omdat aluminium zich bij aanraking met de lucht onmiddellijk bedekt met een uiterst dun en volkomen doorzichtige oxidehuid, dat echter zo gesloten is, dat het de directe verdere aantasting van het metaal kan weerstaan.
Wanneer een oxidatie laag enkele µm dik is biedt het een goede bescherming, het is begrijpelijk dat een dikkere oxidatielaag nog beter beschermt tegen invloeden van buiten af.
Dit is mogelijk door het anodiseren van aluminium.

 
Begrippen

Anodiseren is het langs elektrochemische weg omzetten van aluminium in aluminiumoxide. Deze oxide is moleculair verbonden met het basismateriaal en resulteert in de best denkbare hechting die mogelijk is. Er zijn veel verschillende anodiseerprocessen. Meestal op basis van zwavelvuur. Ook zijn er processen op basis van chroom- en fosforzuur.
Door het veranderen van de procesparameters kunnen de eigenschappen van een anodiseerlaag worden beïnvloed.
Zo zal het verlagen van de temperatuur van het elektrolyt resulteren in harde slijtvaste lagen. Aluminium wordt geanodiseerd, omdat deze anodiseer lagen:

Zwavelzuuranodiseerlagen zijn doorschijnend en fouten (onregelmatigheden) in het oppervlak blijft men zien. Voor een goed resultaat is het noodzakelijk het aluminium met zorg te behandelen om beschadigingen tijdens bewerkingen te voorkomen. Schuif het materiaal niet over elkaar heen; scheid bij het stapelen, de profielen door stukjes hardboard; Verwijder na een bewerking met zorg alle spanen; Zorg voor een schoon, niet-krassend oppervlak van de werkbanken; Zorg voor scherp gereedschap.

 
Het proces

Anodiseren is een elektrochemische bewerking. Dat houdt in dat aluminium in een chemisch bad wordt behandeld door de inwerking van elektrische gelijkstroom. Het bad bestaat meestal uit verdund zwavelzuur, vaak met een toevoeging van oxaalzuur. Het aluminium voorwerp wordt daarbij met de anode van de stroombron verbonden, vandaar ook de naam.
Het bad vormt de kathode. Door de inwerking van de elektriciteit op het bad ontwikkelt zich aan het werkstukoppervlak zuurstof. Deze zuurstof ontstaat in de vorm van vrije atomen, die zeer actief zijn. Doordat de zuurstof met het aluminium een verbinding aangaat wordt een oxidelaag opgebouwd die 400 à 500 maal dikker is dan de natuurlijke oxidefilm, die zich aan de lucht vormt. Door de inwerking van zwavelzuur ontstaat in de oxidelaag een groot aantal fijne poriën. Deze poriën zuigen zich vol met verdund zwavelzuur en kunnen daardoor de elektrische stroom geleiden. Hierdoor kunnen dikke anodiseer lagen worden opgebouwd (bij normaal anodiseren tot circa 30 µm, bij speciale anodiseerprocessen, zoals hard anodiseren, tot 100 µm (en in bijzondere gevallen tot 300 µm). De procesomstandigheden die een rol spelen, zijn temperatuur, stroomdichtheid, stroomsoort (wisselstroom, gelijkstroom, pulserende stroom), zuurgehalte en behandelingstijd.

Eigenschappen van de anodiseerlaag zijn ook afhankelijk van de samenstelling van het anodiseerbad, die tijdens het anodiseren langzaam verandert. De hardheid van de laag is vooral afhankelijk van het aantal en de afmetingen van de poriën die erin voorkomen. Door toepassing van computergestuurde transformatoren in combinatie met een aangepast elektrolyt kunnen anodiseer lagen worden gevormd met een hardheid, hoger dan die van gehard staal.
Anodiseerlagen met een groter percentage aan poriën zijn vooral geschikt om te worden nagekleurd met donkere kleuren. Dunne, harde anodiseer lagen kunnen dienst doen op gepolijste werkstukken, omdat de glans bij deze lagen goed behouden blijft. Na het anodiseren moet zorgvuldig en langdurig worden gespoeld om alle zwavelzuurresten uit de poriën van de anodiseerlaag te verwijderen. Nieuwe technieken maken het mogelijk de spoeltijd aanzienlijk in te korten. Hield men een aantal jaren geleden de spoeltijd gelijk aan de anodiseertijd, tegenwoordig kan door voorneutraliseren of getrapt spoelen, in kortere tijd een beter resultaat worden verkregen. Spoelt men niet goed, dan zal na verloop van tijd corrosie of ‘blooming’ optreden.

Sealen

Sealen is een uiterst belangrijke bewerking van anodiseer lagen, die ten doel heeft de poriën in de laag te sluiten.
De sealbewerking is dus naast het anodiseren bepalend voor de kwaliteit van de anodiseerlaag want:

Meestal sealt men in heet water of stoom (hydratatiesealing). Bij gekleurd aluminium voert men een aangepaste sealing toe om het ‘uitbloeden’ van de in de porie aangebrachte kleurstof in het sealbad te voorkomen. Naast het warmsealen bestaat de mogelijkheid tot koudsealen. Maar om milieu technische redenen wordt deze methode nauwelijks toegepast.

 
Kleuren van aluminium
Geanodiseerd aluminium heeft een fraai, mat zilver uiterlijk, dat in de moderne architectuur bijzonder goed past. Het wordt nog steeds het meest toegepast. De vraag naar gekleurd aluminium is echter steeds toegenomen. Door het gebruik van gekleurd aluminium worden de goede eigenschappen van het materiaal aluminium en de goede kwaliteit van anodiseer lagen gecombineerd met een aantal fraaie kleuren. Vooral in de architectuur, maar ook in veel toepassingen daarbuiten wordt van deze mogelijkheid gebruik gemaakt.

Er zijn diverse methoden om gekleurd geanodiseerd aluminium te vervaardigen. De voornaamste zijn:

Bij alle methoden, die plaatsvinden na het anodiseren, moet het kleuren vóór het sealen worden uitgevoerd. Bij het sealen sluit men immers de poriën waardoor ze geen kleurstof meer kunnen opnemen. Na het anodiseren en spoelen en voor het sealen, bevat een normale anodiseerlaag een zeer groot aantal uiterst fijne poriën, waarin onder meer kleurstoffen kunnen worden opgenomen. Als men na dit inkleuren de anodiseerlaag sealt, worden de poriën afgedicht, zodat de kleurstof in de oxidelaag opgesloten blijft.

Het inkleuren met behulp van organische kleurstoffen behoort tot de oudste kleurtechnieken voor anodiseer lagen. Men gebruikt hiervoor hoofdzakelijk kleurstoffen die worden gebuikt voor het kleuren en bedrukken van textiel. Organische kleurstoffen zijn koolstofverbindingen. Het sterke punt van organische kleurstoffen is de vrijwel onbeperkte kleurkeuze, waarover men kan beschikken. Een nadeel is vaak de geringe lichtechtheid, waardoor maar een beperkt aantal ervan geschikt is voor buitentoepassing.

Het inkleuren met anorganische kleurstoffen kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door middel van een fase kleuring, zoals het inkleuren door gebuikt van ferri-ammoniumoxalaat. Dit geeft een goudachtige kleur, maar in geringe concentratie verkrijgt men de kleur ‘nieuwzilver’.

Door middel van een tweefasen inkleuring zoals bijvoorbeeld inkleuren met kaliumpermanganaat en kobaltacetaat, ontstaat een bronsachtige kleur.

Bij elektrolytisch inkleuren wordt gebruik gemaakt van metalen uit metaalverbindingen zoals tin uit een oplossing van tinsulfaat. Dit geeft kleuren van lichtbrons tot zwart. Het voordeel van dit elektrolytisch inkleuren is dat deze zeer lichtechte kleuren oplevert. Deze kleuren worden gecodeerd weergegeven van lichtbrons naar zwart.

Het direct in kleur anodiseren vind plaats in speciale badvloeistoffen en wordt nog maar sporadisch toegepast. Zelfkleurende anodiseer lagen, kan men verkrijgen door aan aluminium bepaalde legeringelementen toe te voegen. Het verkrijgen van kleurgelijkheid is bij deze methode moeilijk, omdat de gelijkmatigheid van de inkleuring afhankelijk is van de homogene verdeling van het silicium in de legering en van de stroomdichtheid.

Het interferentiekleuren is een vrij nieuw procédé dat ook tot de mengkleursystemen gerekend mag worden. Hier wordt niet alleen met kleur, maar ook met lichtbreking (interferentie) gewerkt. In afwijking van de combinatiekleuring in elektrolytisch plus organisch is er een mogelijkheid om na het anodiseren in gelijkstroom zwavelzuur door behandeling in fosforzuur en wisselspanning het onderste gedeelte van de porie te vergroten. Daarna volgt een elektrolytische metaalafscheiding.

Na het anodiseren

Na het anodiseren zal het aluminium nog steeds met zorg moeten worden behandeld. De harde, stoot en krasvaste laag is ondanks de gunstige eigenschappen niet bestand tegen deuken, buigen en agressieve chemicaliën. Door het buigen van het profiel zal de veel brossere anodiseerlaag scheuren vertonen. Geanodiseerd aluminium dat in aanraking komt met cement zal op die plekken witte vlekken vertonen. Als staalspanen gaan roesten op een geanodiseerd oppervlak, zal dit niet verwijderbare roestvlekken geven. Roest en aluminiumoxide hebben namelijk een overeenkomstige kristalstructuur.

Onderhoud

Voor geanodiseerd aluminium in de architectuur is onderhoud zeer belangrijk. Onder dit onderhoud wordt verstaan: het schoonhouden. Een schoon geanodiseerd aluminiumoppervlak heeft een lange levensduur. Het reinigen van geanodiseerd aluminium in de bouw moet geschieden volgens een vast schema. Dit schema is afhankelijk van de atmosfeer, waarin het aluminium verkeert en de mate van natuurlijke reiniging. Voor het reinigen mogen uitsluitend middelen worden gebruikt, die het geanodiseerde aluminiumoppervlak niet aantasten. Dit zijn synthetische reinigingsmiddelen (detergenten) die vergelijkbaar zijn met vaatwasmiddelen. Die uit de keuken zijn niet geschikt! De synthetische reinigingsmiddelen voor het regelmatig onderhoud van aluminium worden in een sterke verdunning in water gebruikt. Eventueel kan men warm water gebruiken.

Toepassingen