Analyse gängiger Oberflächenbehandlungsprozesse für Aluminiumgussbauteile im Druckgussverfahren

Analyse gängiger Oberflächenbehandlungsprozesse für Aluminiumgussbauteile im Druckgussverfahren

Aluminiumgussbauteile im Druckgussverfahren zeichnen sich durch Vorteile wie Leichtgewicht und hohe Festigkeit aus, weshalb sie in der Automobilindustrie, Elektronik, Haushaltsgeräten und anderen Bereichen weit verbreitet sind. Nach dem Druckguss entstehen an der Oberfläche der Bauteile jedoch häufig Probleme wie Poren und Oxidschichten. Daher ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich, um ihre Leistung und Optik zu verbessern. Im Folgenden werden fünf Haupt-Oberflächenbehandlungsprozesse vorgestellt.

Das Anodisierungsverfahren gehört zu den am häufigsten verwendeten Prozessen. Das Gussbauteil wird als Anode in eine Elektrolytlösung gelegt, und durch das Durchleiten eines Gleichstroms bildet sich eine Oxidschicht. Die Dicke dieser Schicht beträgt 5–20 μm. Sie verleiht den Bauteilen nicht nur verschiedene Farbtöne wie silberweiß und bronze, sondern verbessert auch deren Korrosions- und Verschleißbeständigkeit erheblich. Dieses Verfahren wird häufig für Bauteile mit hohen Anforderungen an Optik und Haltbarkeit verwendet, z. B. für Mittelrahmen von Mobiltelefonen und Metallausrüstung für Wohnbereiche.

Das Elektroplattierverfahren bildet durch Elektrolyse eine metallische Beschichtung auf der Oberfläche der Gussbauteile. Übliche Beschichtungstypen umfassen Chrom, Nickel, Zink usw. Die Elektroplattierung ist homogen und dicht, was es ermöglicht, die dekorativen Eigenschaften und elektrische Leitfähigkeit der Bauteile zu verbessern. Beispielsweise wird Chromplattierung häufig für Autotürgriffe verwendet – sie steigert den Glanz und schützt gleichzeitig vor äußerer Korrosion. Für elektronische Bauteile wird häufig eine Zinkbeschichtung eingesetzt, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Das Elektroplattierverfahren stellt jedoch strenge Anforderungen an die Vorbehandlung: Um die Haftung der Beschichtung sicherzustellen, müssen zunächst ölhaltige Verschmutzungen und Oxidschichten von der Oberfläche entfernt werden.

Das Sprühbeschichtungsverfahren wird in Pulverbeschichtung und Flüssigbeschichtung unterteilt. Die Farbe wird gleichmäßig auf die Oberfläche des Gussbauteils gesprüht und anschließend ausgehärtet, um eine Beschichtungsfolie zu bilden. Pulverbeschichtung verursacht keine Lösemittelverschmutzung, weist eine homogene Schichtdicke (üblicherweise 60–120 μm) und eine hohe Stoßfestigkeit auf, daher eignet sie sich für Bauteile wie Außenbeleuchtung und Gehäuse von Haushaltsgeräten. Flüssigbeschichtung ermöglicht einen feineren Oberflächeneffekt, kann an verschiedene Texturen (z. B. matt oder hochglänzend) angepasst werden und erfüllt verschiedene Designanforderungen.

Das chemische Konversionsschichtverfahren erfordert keine elektrische Energie – eine Schutzschicht bildet sich durch die Reaktion des Gussbauteils mit einer chemischen Lösung. Übliche Typen umfassen Chromatkonversionsschichten und chromfreie Konversionsschichten. Dieses Verfahren ist einfach zu implementieren und kostengünstig, und die Schicht ist dünn, ohne die Maßgenauigkeit des Bauteils zu beeinträchtigen. Es wird hauptsächlich verwendet, um die Haftung der nachfolgenden Sprühbeschichtung zu verbessern oder als temporäre Schutzschicht, daher eignet es sich für kleine, serienmäßig produzierte Bauteile.

Das Polierverfahren verbessert die Oberflächenrauhigkeit der Gussbauteile durch mechanisches Schleifen oder chemische Wirkung und wird in mechanisches Polieren, chemisches Polieren und elektrolytisches Polieren unterteilt. Mechanisches Polieren entfernt Oberflächenfehler schnell und erzeugt einen SpiegelEffekt. Chemisches Polieren erfordert keine komplexe Ausrüstung und eignet sich für Bauteile mit komplizierter Form. Elektrolytisches Polieren verbessert darüber hinaus die Oberflächenglätte und Korrosionsbeständigkeit, daher wird es häufig in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Oberflächengenauigkeit verwendet, wie z. B. in der Medizintechnik und bei Präzisionsinstrumenten.

Verschiedene Oberflächenbehandlungsprozesse haben jeweils ihre Vorteile. In der praktischen Anwendung muss eine umfassende Auswahl unter Berücksichtigung des Nutzungsszenarios des Bauteils, der Leistungsanforderungen und der budgetären Einschränkungen erfolgen, um sowohl die funktionalen Eigenschaften als auch die Optik der Aluminiumgussbauteile im Druckgussverfahren zu verbessern.