Farbanodisation von Titan-Werkstoffen

Bauteile aus Titan oder einer Titan-Legierung werden über ein Gestell kontaktiert und in einem wässrigen Säureelektrolyten als Anode geschaltet. Auf der Oberfläche der Bauteile bildet sich eine dünne fest haftende Titanoxidschicht. Die Schichtdicken liegen bei ca. 20 bis 120 nm und damit bei einem Bruchteil der Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Einfallendes Licht wird an der Oberfläche der eigentlich farblosen Schicht und am Schichtgrund reflektiert. Durch Interferenz (Überlagerung von Lichtwellen) erscheint die Schicht farbig.

Neben der Farbe verfügt die Titanoxidschicht über eine sehr gute elektrische Isolierung und Bioverträglichkeit.

Am besten ist die Legierung TiAl6V4 für eine Farbanodisation geeignet. Die erzielten Farben sind sehr kräftig, von guter Qualität und reproduzierbar.

Ti2 kann ebenfalls in einem weiten Farbspektrum beschichtet werden. Gegenüber dem Werkstoff TiAl6V4 treten Farbverschiebungen in Richtung blau auf und die Farben wirken etwas gedämpfter.

Reintitan kann nur blau und gelblich reproduzierbar farbanodisiert werden. Für dekorative Zwecke ist dieser Werkstoff ungeeignet.

Anwendungen der Farbanodisation finden sich unter anderem in der Medizintechnik: Implantate aus einem Titan-Werkstoff, die zur Heilung von Knochenbrüchen vorübergehend im menschlichen Körper verbleiben, werden farblich anodisiert. Das hilft dem Chirurgen beim schnellen Identifizieren der Komponenten. Die beschichteten Implantate verhalten sich im Körper neutral. Sie verwachsen nicht mit Knochen und Gewebe und lassen sich nach der Ausheilung einfach entfernen.

Wegen ihrer Bioverträglichkeit und ihres dekorativen Aussehens ist die Verwendung der Schicht auch in der optischen und in der Schmuckindustrie, wie z.B. für Uhren oder Bijouteriewaren, durchaus denkbar.

In der Zweiradindustrie erfüllen Titanwerkstoffe die Forderung nach höchster Festigkeit bei geringem Gewicht. Die farbanodisierte Oberfläche von beispielsweise Radmuttern entspricht den Designwünschen der Abnehmer.

Die Oxidschicht dient neben der Farbgebung als Diffusionsbarriere zum Titan-Werkstoff. Da die Schicht elektrisch sehr gut isoliert, kann sie auch in der Elektrotechnik zum Einsatz kommen.

Verfahrensvarianten

Mittels Variation der Schichtdicke kann in Abhängigkeit des Grundwerkstoffes nahezu jede gewünschte Farbe eingestellt werden.