Energieeffiziente anodische Oxidation von hochfestem Aluminium durch dynamische Prozessführung (T03#)

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Der SFB 692 leistet durch die Entwicklung von hochfesten Aluminiumwerkstoffen für Sicherheitsbauteile einen Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz in modernen technischen Systemen durch Gewichtsreduktion. Auch bei der Herstellung von Sicherheitsbauteilen aus Aluminium stellt die Oberflächenendbehandlung den letzten Schritt in der Prozesskette dar. Die Oberflächeneigenschaften von Aluminium können hinsichtlich Korrosions- und Verschleißbeständigkeit oder dekorativen Ansprüchen durch das etablierte Verfahren der elektrolytischen anodischen Oxidation (EAO, auch Anodisieren, Eloxieren) maßgeblich verbessert werden. Im Mittelpunkt des Transferprojekts T3 steht das Anodisieren von hochfesten ECAPierten Aluminiumwerkstoffen zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit. Für eine energieeffiziente Oberflächenbehandlung sind eine wesentliche Verkürzung der Anodisierdauer sowie eine im Vergleich zum Hartanodisieren höhere Prozesstemperatur erforderlich, um den hohen Energiebedarf für die Kühlung zu senken. Dafür wird ein neuartiger Ansatz einer dynamischen Steuerung der elektrischen Prozessparameter verwendet. Bei verbesserten Schichteigenschaften (Härte, Abriebbeständigkeit) stellt sich ein schnelleres Schichtwachstum bei gleichbleibender Prozesssicherheit durch die schrittweise Erhöhung der Stromdichte im Anodisierprozess ein. Aufgrund der Randbedingungen des in A1 und T2 erforschten ECAP-Prozesses (beschränkte Komplexität der möglichen Kanalgeometrien) eignen sich die produzierten Halbzeuge in erster Linie für geometrisch einfache Industriebauteile. Daher wird der gewählte Ansatz anhand der Anwendung „Kolbenstange für einen Stoßdämpfer oder eine Gasdruckfeder" umgesetzt. Durch die Erforschung des dynamischen Prozessregimes beim Anodisieren und die Umsetzung in der industriellen Anlage des Kooperationspartners Böttger Oberflächenveredlung wird die im SFB betrachtete Prozesskette zur Herstellung von Sicherheitsbauteilen aus hochfesten Aluminiumwerkstoffen komplettiert und hinsichtlich ihrer Effizienz verbessert. Die Realisierung einer wirtschaftlichen Prozesskette ist eine wesentliche Voraussetzung für den Gesamterfolg der im SFB erforschten hochfesten Aluminiumwerkstoffe und die industrielle Umsetzung der Technologien zur Herstellung von Sicherheitsbauteilen auf Basis dieser Werkstoffe.