Anodisieren nach MIL-PRF-8625: Typ II und Typ III (Hartanodisieren) bei gefertigten Teilen

Das Hartanodisieren Typ III nach MIL-PRF-8625 erzeugt eine dicke, harte Aluminiumoxidschicht, typischerweise etwa 0.002 in (50 µm) nominal, die etwa zur Hälfte nach außen und zur Hälfte in das Metall wächst. Typ II ist dünner und dient dem Korrosionsschutz und der Farbgebung. Typ I ist eine dünne Chromsäureschicht. Die Wahl zwischen ihnen und die Art der Angabe entscheiden, ob Bohrungen nach der Oberflächenbehandlung noch passen und Gewinde noch lehren. Dieser Ratgeber behandelt Typen, Klassen, Schichtdicke, Wachstum, Abdecken, Versiegeln, das Verhalten der Legierungen und Zeichnungsangaben.

Typen und Klassen in MIL-PRF-8625

MIL-PRF-8625 ist eine Leistungsspezifikation. Sie hat MIL-A-8625 abgelöst, die aktuelle Revision ist F mit Änderungen; prüfen Sie, welche Revision Ihr Vertrag nennt. Sie definiert Schichten nach Typ (Prozess) und Klasse (Farbe).

• Typ I: Chromsäureanodisieren. Typ IB: Chromsäure mit niedriger Spannung. Typ IC: eine chromfreie Alternative zu Typ I und IB.
• Typ II: herkömmliches Anodisieren in Schwefelsäure. Typ IIB: dünnes Anodisieren in Schwefelsäure, auch als chromfreie Alternative zu Typ I und IB verwendet.
• Typ III: Hartanodisierschicht, meist Schwefelsäure bei niedriger Temperatur und höherer Stromdichte.
• Klasse 1: ungefärbt. Klasse 2: gefärbt oder pigmentiert.

Es gibt handelsübliche Äquivalente: SAE AMS 2469 für das Hartanodisieren sowie AMS 2471 (ungefärbt) und AMS 2472 (gefärbt) für das Anodisieren in Schwefelsäure. Der Austausch ist eine Vertragsentscheidung, keine Entscheidung des Betriebs.

Typ I, Typ II und Typ III im Vergleich

Eigenschaft	Typ I / IB	Typ II	Typ III
Elektrolyt	Chromsäure	Schwefelsäure, nahe Raumtemperatur	Schwefelsäure, kalt (oft nahe 0 °C)
Typische Schichtdicke	0.00002 bis 0.0003 in (0.5 bis 7.6 µm)	0.0002 bis 0.001 in (5 bis 25 µm)	0.0005 bis 0.0045 in (13 bis 114 µm), etwa 0.002 in (50 µm) nominal
Wachstum nach außen	Gering	Etwa ein Drittel der Dicke, prozessabhängig	Etwa die Hälfte der Dicke
Verschleißfestigkeit	Niedrig	Mäßig	Hoch; die Härte wird oft mit etwa 60 bis 70 HRC-Äquivalent angegeben
Farboptionen	Grau, begrenzte Einfärbung	Breite Auswahl, einschließlich Schwarz	Natürliches Grau bis Bronze oder Dunkelgrau; schwarze Einfärbung möglich, Farbe schwankt
Versiegeln	Versiegelt	Standardmäßig versiegelt	Unversiegelt, sofern nicht festgelegt
Wirkung auf die Dauerfestigkeit	Am geringsten	Mäßig	Größte Minderung
Typische Verwendung in der Verteidigung	Ermüdungsempfindliche Luftfahrtstruktur	Gehäuse, Halterungen, Chassis, Abdeckungen	Gleitflächen, Schienen, Aufnahmen, Verschleißplatten, isolierende Flächen

Die Werte sind typische Branchenangaben, keine Zusagen. Die Spezifikation steuert manche Typen über das Schichtgewicht statt über die Dicke; prüfen Sie daher die aktuelle Revision auf die genauen Abnahmekriterien. Typ I verwendet sechswertiges Chrom, und viele Veredler außerhalb der Luftfahrt fahren ihn nicht mehr; verlangt Ihre Zeichnung Typ I, fragen Sie, ob Typ IC oder IIB zulässig ist. Über milcnc.com vermittelte Lieferanten organisieren Typ II und Typ III über ihre Veredler.

Schichtdicke und Maßzuwachs

Beim Anodisieren wird die Aluminiumoberfläche in Oxid umgewandelt. Ein Teil des Oxids liegt über der ursprünglichen Oberfläche, ein Teil ersetzt darunterliegendes Metall. Für Typ III gilt als Faustregel 50 Prozent nach außen und 50 Prozent nach innen. Bei Typ II baut sich ein kleinerer Anteil nach außen auf, oft mit etwa einem Drittel angegeben.

Das Wachstum gilt für jede beschichtete Fläche, Durchmesser ändern sich also um das Doppelte des Wachstums nach außen.

Hypothetisches Beispiel: eine Bohrung 12 mm H7

Eine Bohrung von 12.000 mm mit Toleranz H7 (0 bis +0.018 mm) erhält Typ III mit 0.002 ± 0.0002 in (50 ± 5 µm).

• Wachstum nach außen je Seite: 22.5 bis 27.5 µm
• Verkleinerung des Bohrungsdurchmessers: 45 bis 55 µm
• Erforderliche Bohrung vor dem Anodisieren: etwa 12.055 bis 12.063 mm, um innerhalb von 12.000 bis 12.018 mm zu enden

Das Toleranzband von 18 µm schrumpft vor dem Anodisieren auf etwa 8 µm, weil die Schwankung der Schicht den Rest verbraucht. Das ist auf einer CNC mit gutem Feinbohrkopf erreichbar, aber eine ganz andere Aufgabe als das nominale H7 der Zeichnung. Die üblichen Alternativen sind, die Bohrung abzudecken oder zuerst zu anodisieren und die Schicht auf Maß zu honen.

Gewinde

Bei einem 60-Grad-Gewinde ändert sich der Flankendurchmesser um etwa das Vierfache des Wachstums nach außen. Eine Schicht Typ III, die 25 µm nach außen aufbaut, verschiebt den Flankendurchmesser um etwa 100 µm, weit mehr als jede Zugabe nach 2A/2B oder 3A/3B. Gewinde werden daher bei fast jeder Arbeit mit Typ III abgedeckt. Die Alternativen sind, mit Berücksichtigung der Oberfläche übergroß zu schneiden oder Einsätze nach dem Anodisieren einzusetzen. Führen Sie niemals einen normalen Gewindebohrer durch ein hartanodisiertes Gewinde, um es zu “säubern”; das entfernt die Schicht und macht den Bohrer stumpf.

Wo die Schicht dünn ausläuft

Die Schichtdicke nimmt in tiefen Bohrungen und Sacklöchern ab und wächst senkrecht zur Oberfläche, was an scharfen Außenkanten eine dünne oder leere Zone hinterlässt. Brechen Sie bei Typ III Außenkanten mit einem Radius von etwa 0.5 bis 0.8 mm (0.020 bis 0.030 in), wo die Konstruktion es zulässt.

Abdecken

Decken Sie ab, was maßlich oder elektrisch unverändert bleiben muss:

• Lagerbohrungen, Presssitze und präzise Zentrierdurchmesser
• Gewindebohrungen und gefräste Gewinde
• Elektrische Erdungs- und Verbindungspunkte (sie erhalten meist stattdessen eine Chromatierung nach MIL-DTL-5541 Klasse 3)
• Passflächen mit enger Ebenheit, bei denen die Schicht Schwankungen hinzufügen würde

Veredler decken mit Silikonstopfen und -kappen, Abdecklack oder Vinylband ab. Zeigen Sie abgedeckte Bereiche auf der Zeichnung mit einer schraffierten Zone und einem Hinweis, und lassen Sie eine Randtoleranz zu (etwa 0.5 bis 1 mm sind bei Band und Lack üblich). Typ III braucht außerdem festen elektrischen Kontakt während der Behandlung, der blanke Gestellkontakte hinterlässt. Legen Sie fest, wo Gestellkontakte erlaubt sind, sonst entscheidet der Veredler.

Versiegeln

Das Versiegeln schließt die Poren im Oxid. Typ II wird standardmäßig versiegelt, üblicherweise in heißem deionisiertem Wasser, Nickelacetat oder Dichromat. Dichromat gibt guten Korrosionsschutz und bei Klasse 1 einen gelbgrünen Ton, ist aber ein sechswertiger Prozess. Die Anforderung der Spezifikation zum Salzsprühtest für versiegelte Schichten Typ II ist eine gängige Abnahmeprüfung (336 Stunden nach ASTM B117 in neueren Revisionen; prüfen Sie Ihre).

Typ III bleibt unversiegelt, sofern Zeichnung oder Vertrag es nicht verlangen, weil das Versiegeln die Oberfläche weicher macht und die Abriebfestigkeit senkt. Steht ein hartanodisiertes Teil unlackiert im Freien, zum Beispiel eine Vorrichtung für Bodengeräte, legen Sie die Versiegelung fest und akzeptieren einen gewissen Verlust an Verschleißleistung.

Verhalten von 6061 und 7075

6061-T6 (Magnesium und Silizium, 0.15 bis 0.40 Prozent Kupfer) lässt sich gleichmäßig anodisieren. Typ II nimmt Farbe gleichmäßig an, und Typ III wird gleichmäßig grau bis dunkelgrau, mit zunehmender Dicke dunkler.

7075-T6 (5.1 bis 6.1 Prozent Zink, 1.2 bis 2.0 Prozent Kupfer) ergibt eine dunklere Schicht Typ III, die etwas weniger gleichmäßig sein kann. Bei hoher Stromdichte neigt sie eher zum Verbrennen an scharfen Kanten, daher sind Kantenradien wichtiger. Klares Typ II auf 7075 zeigt oft einen leichten Gelbstich.

2024 (3.8 bis 4.9 Prozent Kupfer) ist die schwierige Legierung; die Spezifikation wendet bei Legierungen über 2 Prozent Kupfer eine großzügigere Abriebgrenze an. Gusslegierungen mit hohem Siliziumgehalt ergeben fleckige Schichten.

Praktische Regeln für jede Legierung: Schließen Sie alle Zerspanung und Wärmebehandlung vor dem Anodisieren ab, anodisieren Sie nie Baugruppen mit Stahleinsätzen oder unterschiedlichen Legierungen, und setzen Sie Drahtgewindeeinsätze nach der Oberflächenbehandlung ein.

So geben Sie Typ III auf einer Zeichnung an

Ein vollständiger Hinweis nimmt dem Veredler das meiste Raten ab. Zeichnungshinweise stehen üblicherweise auf Englisch, daher bleibt das Beispiel unverändert:

1. ANODIZE PER MIL-PRF-8625, TYPE III, CLASS 1.
   COATING THICKNESS 0.0020 ± 0.0005 IN (51 ± 13 µm).
   DO NOT SEAL.
2. MASK SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE A.
   NO COATING PERMITTED IN THREADED HOLES.
3. RACK MARKS PERMITTED ONLY ON SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE B.
4. DIMENSIONS APPLY AFTER ANODIZE UNLESS NOTED "PRE-FINISH".
5. PROCESSOR CERTIFICATE OF CONFORMANCE REQUIRED,
   INCLUDING THICKNESS READINGS.

Nennen Sie die Revision der Spezifikation, wenn der Vertrag sie festlegt, die Farbe bei Klasse 2 (ein Referenzmuster oder eine Nummer nach FED-STD-595) und wie die Schichtdicke geprüft wird: Wirbelstrom nach ASTM B244 in der Serie, Schliffbild nach ASTM B487, wenn Streitfälle geklärt werden müssen. Eine engere Schichtdickentoleranz wie ±0.0002 in ist bei einfacher Geometrie oft möglich, aber stimmen Sie sie vorher mit dem Veredler ab.

Maße vor dem Anodisieren: wer sie berechnet

Es gibt drei praktikable Vorgehensweisen:

1. Nur Fertigmaße. Die Zeichnung nennt Maße nach dem Anodisieren, und der Lieferant berechnet die Maße vor der Behandlung aus dem bekannten Wachstum des Veredlers. Das ist am gebräuchlichsten und hält die Zeichnung übersichtlich.
2. Beide Maßsätze. Kritische Merkmale zeigen Werte vor der Behandlung und Fertigwerte. Das beseitigt Unklarheit, muss aber über Revisionen hinweg konsistent gehalten werden.
3. Abdecken. Kritische Passungen werden abgedeckt, sodass sich ihre Maße nicht ändern.

Die meisten Käufer kombinieren die erste und die dritte. Welche Sie auch wählen, bitten Sie den Lieferanten, die Zielmaße vor der Behandlung in den DFM-Hinweisen aufzuführen und kritische Merkmale am Erstmuster vor und nach dem Anodisieren zu messen. Der Ratgeber zur Erstmusterprüfung nach AS9102 erklärt, wie man das dokumentiert, und unsere Qualitätsseite beschreibt die Prüfunterlagen, die vermittelte Lieferanten liefern. Wie Oberflächenangaben mit Werkstoff-, Gewinde- und Kennzeichnungsanforderungen zusammenspielen, steht im Ratgeber zur CNC-Bearbeitung nach Mil-Spec.

Haben Sie bereits eine Zeichnung mit einer Anodisierangabe und möchten sie vor dem Angebot auf Wachstum und Abdeckung prüfen lassen, senden Sie sie als Anfrage.

Eine Anfrage für ein anodisiertes Teil senden

Fügen Sie Zeichnung (PDF, DWG oder DXF) und Modell (STEP oder IGES), den vollständigen Oberflächenhinweis, Legierung und Zustand, Stückzahlen und die Angabe bei, ob Maße vor oder nach der Oberflächenbehandlung gelten. Kennzeichnen Sie abgedeckte Bereiche und die Lage der Gestellkontakte. Die Leistungsseite listet die vermittelten Werkstoffe, Toleranzen und Oberflächen; die Teile müssen nicht kontrollierte Gegenstände wie Gehäuse, Halterungen, Schienen, Aufnahmen und Gehäuseteile sein.

Wir beginnen mit einer gegenseitigen NDA, prüfen das Paket auf Vollständigkeit und Exportsensibilität und vermitteln es an bis zu drei qualifizierte Lieferanten. Die Angebote kommen innerhalb von 24 Geschäftsstunden nach einer vollständigen Anfrage und nennen den Veredler, die Werkstoffzeugnisse, den FAI-Plan und die Lieferzeit. Anfrage senden.