Einstufige Prozesse verbessern das Beizen von Aluminiumteilen

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Fluoridfreie saure Beizen stoßen bei Knetlegierungen an Grenzen

Um jedoch von den Vorteilen eines einstufigen Beizreinigers profitieren zu können, ist der Umgang mit fluoridhaltigen ätzenden Stoffen zu meistern. Fluoridfreie Beizen sind unter den Aspekten Arbeitssicherheit und Umweltverträglichkeit nur theoretische Alternativen. Zwar lassen sich sowohl Aluminium als auch die Legierungselemente der Aluminiumwerkstoffe in geringem Maße in fluoridfreien sauren Beizen von den Oberflächen lösen, doch ist der Beizabtrag bei Bauteilen aus Aluminiumknetlegierungen für das hohe Qualitätsniveau im Außenarchitekturbereich nicht ausreichend – weder als Dekapierung noch als saurer Beizreiniger.

In diesem Zusammenhang sind drei wesentliche Parameter relevant, die den gewünschten Beizabtrag beeinflussen: die Menge an dissoziierten, frei verfügbaren Fluoridionen, die Badtemperatur und die Menge an Fremdionen, die aufgrund des Beizprozesses in der Badlösung verbleiben. Dabei handelt es sich überwiegend um Aluminium-, Silizium-, Magnesium- und Kupferionen. Entgegen teilweise anders lautenden Aussagen spielt die Art der Fluoridquelle –Flusssäure (HF) oder komplex gebundene Fluoride, zum Beispiel Silikonfluoride – keine beeinflussende Rolle.

Ein- und Zweikomponentenbeizen als Basis für zwei Prozessstrategien

Außerdem kann nur bedingt bestätigt werden, dass der Einsatz von komplexen Fluoriden zu einer Verschleißreduzierung bei medienführenden Komponenten führt, zum Beispiel bei Pumpen, Rohrleitungen und Vorbehandlungsbecken. Arbeitet man dagegen mit reiner Flusssäure, ist eine automatische Dosiertechnik aus fluoridbeständigem Kunststoff obligatorisch. Bei der Zudosierung in das Beizbad ist eine Stelle mit hoher Durchmischung zu wählen. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, kann das aggressive Beizmedium prozesssicher und materialschonend gehandhabt werden.

So gesehen bieten sich zwei Basiskonzepte für das Beizen von Aluminiumlegierungen an: ein Einkomponentenprodukt, bei dem das Säure-Fluorid-Verhältnis definiert eingestellt ist, sowie ein Zweikomponentenprodukt, bei dem der Säure- und der Fluoridanteil spezifisch dosiert werden kann. Die Einkomponentenbeize ermöglicht eine erhöhte Arbeitssicherheit, weil der Umgang mit Produkten entfällt, die mit „T+“ gekennzeichnet sind. Der Beizprozess lässt sich einfacher handhaben, weil weniger verschiedene Chemikalien dosiert werden müssen.

Die Zweikomponentenbeize ermöglicht dagegen eine höhere Anwendungsflexibilität. Das zeigt sich insbesondere beim Beizen unterschiedlicher Aluminiumlegierungen. Bei variierenden Legierungen muss eine Anpassung der Beizrate erfolgen. Außerdem können die Leitwerte in den Beizbädern so eingestellt werden, dass sie auf einem optimiert niedrigen Niveau verbleiben. Das sorgt für einen möglichst niedrigen Spülwasserverbrauch. Ein effizienter, bedarfsgerechter Umgang mit Chemikalien ist immer möglich.

* Dr. Michael Frank ist Technologiemanager im Unternehmensbereich Adhesive Technologies (Klebstoffe, Dichtstoffe und Oberflächentechnik) der Henkel AG & Co. KGaA in 40191 Düsseldorf.

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