Materialempfehlungen
Material-empfehlungen
Einleitung:
Die Auswahl der für die Anwendung optimalen Legierung ist ein schwieriges Thema, bei dem wir Sie immer gerne unterstützen. Es gibt eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Materialien auf dem Markt, was für den Zerspaner oftmals schwer zu überschauen ist. Die Aufgabe, die richtige Legierung zu finden, welche einen guten Preis, schnelle Bearbeitbarkeit, beste mechanische Eigenschaften und die Möglichkeit der perfekten Anodisation ineinander vereint, ist für den Anwender nicht einfach zu lösen. So gibt es kein Aluminium, welches man toll zerspanen kann, welches höchste Zugfestigkeiten aufweist, was man super eloxieren kann und was nichts kostet. Es muss immer ein Kompromiss gefunden werden! Nicht ganz zu vergessen, eventuell noch die RoHS-Konformität.
Die große Anzahl an Legierungen, die dann auch noch unter diversen eingetragenen Warenzeichen und Handelsnamen vertrieben werden, sorgt gerne für Verwirrung oder gar Verzweiflung. Bei genauer Betrachtung entschärft sich die Lage etwas und es gibt für fast alle Problemstellungen eine gute Lösung.
Für die Erzeugung von hochwertigem Eloxal und auch die Möglichkeit der Bildung stabiler Schichten im Bereich Hartcoat® sind einzelne Legierungsbestandteile verantwortlich, die sich in der Gruppenbezeichnung des internationalen Legierungsregisters wiederfinden. Dieses ist deutlich übersichtlicher und einfacher zu merken ist, als die Liste der Werkstoffnummern. Wir haben nachfolgend einmal die für die Feinmechanik und den Maschinenbau relevanten Gruppen aufgeführt.
Übersicht der wichtigsten Aluminium-Gruppen:
| GRUPPE: | BEISPIELE: |
|---|---|
2000 Cu |
|
5000 Mg |
|
6000 Mg/Si |
|
7000 Zn |
|
Beim Eloxieren und Harteloxieren müssen wir uns dann strikt diesem Schema unterordnen und dürfen innerhalb einer Charge nur Bauteile aus jeweils einer Gruppe beschichten. Es gibt bei uns noch feiner Unterteilungen, doch die Erklärungen dazu würden hier den Rahmen sprengen. Grundsätzlich reicht es auch aus, wenn wir uns richtig gut auskennen. Wir halten unser Wissen nicht geheim, sondern unterstützen gerne bereits in der Planungsphase. Ist erst einmal das „falsche“ Material verarbeitet, ist das gewünschte Ergebnis der Anodisation nicht mehr zu erzielen. Sprechen Sie uns an – wir sind immer für Sie da!
Interaktiver Legierungsratgeber:
Legierungs-ratgeber:
- gut
- in Ordnung
- schlecht
- nicht geeignet
- Über die Zeilen hovern
- Weitere Informationen unten
Eignungsgrafiken der Legierungen (antippen):
Weiterführende Informationen und Details zu der Eloxierbarkeit einiger Legierungen befinden sich weiter unten. Direkt zu den Details.
- AlCUMgPb (3.1645), AlCuMg1/2 (3.1325) - 2000er Serie
- AlMg1/3 (3.3315/3.2525) - 5005/5754
- AlMg4,5Mn (3.3547) - 5083
- G.AL® C250 (3.3547) - 5083, Fa. Gleich
- G.AL° C250 ELOX PLUS® (3.3547) - 5083, Fa. Gleich
- AlMgSiPb (3.0615) - 6012
- AlMgSiSnBi (keine Werkstoffnummer) - 6023 z.B. Stanal-32
- AlMgSi0,5/0,7 (3.3206/3.3210) - 6060/6005A
- AlMgSi1,0 (3.2315) - 6082
- AlZn4,5Mg1 (3.4335) - 7020
- AlZnMgCu0,5 (3.4345) - 7022
- AlZnMgCu1,5 (3.4365) - 7072
Anodisierbarkeit von Aluminiumlegierungen
Anodisierbarkeit von Aluminium-legierungen
2000er
3.1645 eloxieren (AlCuMgPb)
3.1325 eloxieren (AlCuMg1)
3.1355 eloxieren (AlCuMg2)
Sie wollen 3.1645 (AlCuMgPb) eloxieren? Das ist problematisch und nicht zu empfehlen. Das Gleiche gilt für das eloxieren von 3.1325 (AlCuMg1) und 3.1355 (AlCuMg2). Der enorme Kupferanteil in dieser mittelfesten Legierung führt zu einer ungleichmäßigen Oxidschicht und schwacher Korrosionsbeständigkeit. Wer 3.1645 eloxieren möchte, muss mit optischen und funktionalen Einschränkungen rechnen. Man kann dies Material wegen seines hohen Kupfergehaltes nicht chemisch glänzen. Auch wenn die Bearbeitungsbetriebe diese Werkstoffe wegen ihrer guten Zerspanbarkeit gerne mögen, sind diese für Anwendungen mit dekorativen oder schützenden Eloxal-Schichten absolut nicht zu empfehlen. Beim Harteloxieren verhält es sich ähnlich. Man kann mit Sonderverfahren Schichten bis ca. 30µm bilden, welche auch wie Hartcoat® aussehen, jedoch sind Härte und Verschleißfestigkeit von minderer Qualität. Es besteht auch ein enormes Risiko von möglichen Verbrennungen, wodurch es sogar in Einzelfällen zu der Zerstörung von Bauteilen kommen kann.
5000er [GUSS]
3.3547 eloxieren (AlMg4,5Mn)
Bei dem eloxieren von 3.3547 (AlMg4,5Mn) entsteht eine robuste Eloxal-Schicht mit guter Korrosionsbeständigkeit. Die Legierung ist technisch gut anodisierbar, jedoch eingeschränkt zu glänzen. Wer 3.3547 (AlMg4,5Mn) eloxieren möchte, kann mit einer schönen Farbgebung rechnen, jedoch sind die Ergebnisse weniger brillant als bei den 6000er Legierungen. Der Werkstoff 3.3547 in der Form als Gussplatten wird von den Bearbeitungsbetrieben gerne genutzt, wenn es auf Verzugsarmut ankommt. Die Standardgüte eignet sich besonders für funktionale Oberflächen in der Industrie, im Fahrzeugbau oder in maritimen Umgebungen. Sofern das Eloxal auch brauchbare dekorative Ansprüche erfüllen soll, muss die Güte ELOX PLUS (G.AL® C250) gewählt werden, bei der die Eloxierbarkeit merklich verbessert wurde. Für das Harteloxal ist der Werkstoff einwandfrei geeignet und gehört zu einem der 3 Favoriten auf dem Markt. Typisch werden hier in der Regel Schichtstärken von 30µm oder 50µm appliziert.
6000er
3.3206 eloxieren (AlMgSi0,5)
Dieser klassische Eloxal-Werkstoff wird bei den Anodisatonsbetrieben gerne gesehen. Er ist hervorragen chemisch glänzbar und man kann ihn hervorragend eloxieren. Wann immer man tolle, dekorative Oberflächen benötigt, ist das die erste Wahl. Leider ist die mechanische Festigkeit gering und es bilden sich beim Drehen und Fräsen lange Späne. Wie immer im Leben bringt jede Sache mit Vorteilen auch Nachteile mit sich. Für das Hartcoatieren ist der Werkstoff auch geeignet, wobei sich hier eigentlich die 3 Hauptmaterialien den Markt teilen: AlMg4,5Mn, AlZnMgCu1,5 und AlMgSi1.
3.2315 eloxieren (AlMgSi1)
Wer 3.2315 (AlMgSi1) eloxieren will, hat Glück. Denn 3.2315 (AlMgSi1) liefert bei der Anodisation ausgezeichnete Ergebnisse. Die AlMgSi1-Legierung ist optimal für das dekorative und technische Eloxieren geeignet. Sie bildet gleichmäßige, harte und gut färbbare Oxidschichten und ist chemisch zu glänzen. Wer Wert auf eine hochwertige Oberfläche legt, trifft die richtige Entscheidung, wenn er 3.2315 eloxieren will. Besonders bei Bauteilen mit hohen dekorativen Anforderungen. Auch für die Hartanodisation ist der Werkstoff optimal geeignet. Technisch ist seitens der Schichtstärke hier aber bei ca. 45µm die Obergrenze, da sich ab dann die Badspannung drastisch erhöht und der Prozess endet. Die Zerspanung ist nicht ganz einfach, ähnlich wie beim 6060 und die Zugfestigkeit ist gering.
7000er
3.4365 eloxieren (AlZnMgCu1,5)
3.4365 (AlZnMgCu1,5) ist ein Top-Werkstoff, wenn es um höchste Zugfestigkeit, perfekte Zerspanung (kurz spanend), gute Anodisationseigenschaften und perfekte Harteloxal-Schichten ankommt. Wer die Legierung 3.4365 (AlZnMgCu1,5) eloxieren möchte, erhält ein dekoratives Eloxal, welches optisch ansprechende Ergebnisse erzielt. Lediglich bei der Natur-Anodisation weisen die Oxide, abhängig von der Schichtstärke, einen sichtbaren Gelbstich auf. Praktisch alle Farben wirken dekorativ ansprechend. Das 3.4365 ist gut für das dekorative und technische Eloxieren und perfekt für das Hartanodisieren geeignet.
FAZIT
Nicht jede Aluminiumlegierung ist gleich gut für das Eloxieren und/oder die Hartanodisation geeignet. Die folgende Übersicht fasst noch mal kurz zusammen, wie sich gängige Legierungen in Bezug auf Zerspanbarkeit, Zugfestigkeit, Glänzbarkeit, technisches Eloxieren, dekoratives Anodisieren und Hartcoat® bewähren.
Besonders GUT geeignet für nahezu alle Eloxal- und Harteloxal-Verfahren sind:
- AlMgSi0,5 (3.2306) und AlMgSi1 (3.2315) – sehr ausgewogene Eigenschaften, ideal für technische und dekoratives Eloxal und gut für das Hartcoatieren geeignet. Die Zugfestigkeit ist gering und das Material ist langspanend.
- AlMg4,5Mn (3.3547) – gute geeignet für das technische Anodisieren und hervorragend für das Harteloxieren. Als Gusswerkstoff ist das Material praktisch verzugsfrei. Sofern gut dekorative Eigenschaften gefordert sind, muss auf die Güte ELOX PLUS (G.AL® C250) zurückgegriffen werden.
- AlZnMgCu1,5 (3.4365) – dekorativ brauchbar zu anodisieren und für das Hartcoatieren gut zu verwenden. Es bietet höchste Zugfestigkeit aller Aluminiumlegierungen und ist hervorragen sehr gut zu zerspanen. Auch dieses Material kann man nicht chemisch glänzen. Eine Alternative hierzu wäre notfalls das 7020, oder 7022, das der Kupfergehalt hier <1,5% ist.
Besonders SCHLECHT geeignet für nahezu alle Eloxal- und Harteloxal-Verfahren sind:
- AlCuMgPb (3.1645), AlCuMg1 (3.1325), AlCuMg2 (3.1355) – bedingt durch die hohen Kupfergehalte sind diese Legierungen extrem schlecht für Eloxal geeignet und auch für das Hartanodisieren, trotz möglicher Sonderverfahren, absolut nicht zu empfehlen. Ma kann die 2000er-Serie nicht chemisch glänzen. Die Zugfestigkeit liegt im mittleren Bereich, die Zerspanbarkeit ist überragend. Die Materialien AlCuMg1 und AlCuMg2 werden teilweise in der Luftfahrt gefordert – wenn das so ist, ist es so und man kann diese auch konform der MIL 8625-F (mit optischen Einschränkungen) anodisieren.
Einige neue Legierungen wie AlMgSiSnBi (z. B. Stanal-32) sind speziell optimiert für die einfache und schnelle Zerspanung und lassen sich in der Regel auch gut eloxieren und hartcoatieren. Die Werkstoffe sind Ersatzmaterialien, die im Rahmen der Anforderungen an die RoHS-Konformität entwickelt wurden. Für diese unter den verschiedensten Handelsnamen vertriebenen Legierungen wurden allerdings keine offizielle Werkstoffnummer vergeben – hier ist eine individuelle Prüfung empfehlenswert. Auch mit Hightech-Materialien wie z.B. wie 2090 und 2091 kennen wir uns gut aus. Bei Bedarf beraten wir Sie hierzu sehr gerne!
Kostenlose Erstberatung
Dann nehmen Sie Kontakt mit uns auf und profitieren Sie von einer Beratung auf Augenhöhe, ganz ohne Warteschlange. Sie erhalten eine individuelle Beratung und einen festen Ansprechpartner. Durch unsere langjährige Erfahrung unterstützen wir Sie auch gerne in der Planungsphase. Denn wir haben immer einen Plan.
