Beschichtungen & Nachbehandlungen

Eloxieren / Anodisieren gem. DIN 17611 Farbton C-35 schwarz/C-0 farblos, Schichtdicke 10-20 µm. (Anbindeteile)

• Dabei handelt es sich um ein Anodisierungsverfahren, bei dem die Oberfläche des Bauteils gezielt elektrolytisch oxidiert wird – die oberste Schicht wandelt sich dabei in die stabile Oxidverbindung Al2O3 um.
• Durch Variation der Prozessparameter lassen sich die Schichtdicken zwischen 5 und 25 μm variieren. In erster Linie dient das Eloxieren dazu, Aluminium-Werkstücken zu einer besseren Korrosionsfestigkeit zu verhelfen.
• Durch das Einbringen von Farbstoffen in die Al2O3-Schicht ermöglicht das Eloxieren zudem die dauerhafte Farbkennzeichnung von Bauteilen oder deren optische Aufwertung.
• Zu beachten ist, dass sich nicht alle Aluminiumlegierungen zum Eloxieren eignen
• Masshaltigkeit von Eloxal-Schichten: Beim Eloxieren wird die Schicht aus dem vorgelegten Grundmaterial hergestellt. Sie besteht aus Aluminiumoxid Al2O3, welches mehr Platz benötigt als das vorgelegte Aluminium. Daher wächst die Schicht zu ca. 1/3 der gesamten Schichtdicke über das ursprüngliche Oberflächenniveau auf. Bei 15 µm Schichtdicke ist die Schicht um ca. 5 µm über das Ursprungsniveau aufgewachsen; d.h. bei Bohrungen verringert sich der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Glanzverchromen, gem. ISO 1456 à Fe/Cua/Nib/Crmc, Chromschichtdicke 0,5-1 µm

• Zur elektrochemischen Erzeugung von Chrom-Überzügen, wird das vorher elektrochemisch vernickelte Werkstück (aus Eisen, Kupfer, Messing) in ein Bad getaucht und als Katode geschaltet. Die Chromschicht haftet auf einer dünnen Nickelschicht wesentlich besser als direkt auf Eisen.
• Aus diesem Grund wird das Beschichtungsverfahren galvanisch Verchromen ausschliesslich in Schichtkombination eingesetzt.
• Standardmässig wird die Kupfer-Nickel-Chrom-Beschichtung verwendet. Diese Kombination bietet einen hohen Korrosionsschutz und garantiert gleichzeitig eine hochwertige Oberfläche.
• Aufgrund der niedrigen Schichtdicke ist Chrom kein geeigneter Korrosionsschutz. Erst in Verbindung mit einer geeigneten Zwischenschicht (meist Kupfer und Nickel) kann der Schutz erhöht werden.
• Bei einer Nickelschicht allein ist der Korrosionsschutz nur wenig besser, da Schichten mit Dicken unter 25 μm meist porig und daher für Lochfrass anfällig sind.
• Deswegen werden Werkstücke vor dem Nickel und Chromüberzug vorgängig verkupfert (unterkupfert 3-5 μm) um einen besseren Korrosionsschutz zu erreichen.
• Zu beachten ist, dass galvanisches Verchromen generell als Hängeteil am Gestell vorgenommen wird.
• Beispiel einer typischen Schicht: ISO 1456 à Fe/Cu3a/Ni5b/Crmc
  
  • ISO 1456: gültige Norm
  • Fe: chemisches Symbol des Grundmaterial, Fe für Eisenwerkstoffe
  • Cu: Galvanischer Überzug aus Kupfer / unterkupfern
  • 3: Kleinste örtliche Schichtdicke μm
  • a: Art des Kupferüberzugs, duktiler Kupfer
  • Ni: Galvanischer Überzug aus Nickel
  • 5: Kleinste örtliche Schichtdicke μm
  • b: Art des Nickelüberzugs, in diesem Fall Glanznickel (für dekorative Nickelüberzüge)
  • Cr: Galvanischer Überzug aus Chrom
  • r: Reguläre Chromüberzüge (glänzend) mit kleinste örtliche Schichtdicke von 0.5 μm
• Masshaltigkeit einer Kupfer, Nickel, Chrom Schichtkombination; Bei 10 µm Schichtdicke erhöht sich bei Wellen der Durchmesser um 20 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden (Lehrenhaltigkeit) - berücksichtigt werden.

Vernickeln gem. ISO 1456 --> Fe/Nib, Schichtdicke 3-5 µm. (Anbindeteil oder Trommelware)

• Beim galvanischen Vernickeln nach DIN EN ISO 1456 werden Nickelionen aus einem Elektrolyten durch das Anlegen einer elektrischen Spannung abgeschieden.
• Die so entstandene Schicht präsentiert sich silbrig mit einem leichten Gelbton. Der Korrosionsschutz ist nur bedingt gegeben, da Schichten mit Dicken unter 25 μm meist porig und daher für Lochfrass anfällig sind.
• Mehrschichtsysteme mit Chrom als Deckschicht erweisen sich hier als beständiger.
• Masshaltigkeit von Nickelschichten. Bei 5 µm Schichtdicke verringert sich bei Bohrungen der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Verzinken blau passivieren (CrVI)-frei, gem. ISO 4042-->Zn/An/T0, Schichtdicke 3-5 µm. (Anbindeteil oder Trommelware)

• Beim galvanischen Verzinken nach DIN EN ISO 4042 werden Zinkionen aus einem Elektrolyten durch das Anlegen einer elektrischen Spannung abgeschieden.
• Ohne kundenspezifische Anforderungen bleibt die Standard Schichtdicke zwischen 3 und 5µm.
• Passivierungen sind Prozesse, bei denen Metalloberflächen durch nichtmetallische Schutzschichten, sogenannten Konversionsschichten, gegen Korrosion beständiger gemacht werden.
• Die Zn beschichteten Stahlbauteile werden in einem stromlosen Prozess durch Tauchen in Chrom(VI)-freie Lösungen mit einer Cr(III)-haltigen Schutzschicht oder Konversionsschicht versehen. Diese Schutzschicht ist eine anorganische Passivierungsschicht mit einer Schichtstärke im Nanometer-Bereich.
• Die verschiedenen Passivierungsverfahren blau Passivierung, Dickschichtpassivierung, etc. – unterscheiden sich im Hinblick auf Korrosionsschutz, Optik / Farbgebung.
• Masshaltigkeit von Zinkschichten; Bei 5 µm Schichtdicke verringert sich bei Bohrungen der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Verzinken dickschichtpassivieren (CrVI)-frei, gem. ISO 4042-->Zn/Cn/T0, Schichtdicke 3-5 µm. (Anbindeteil oder Trommelware)

• Beim galvanischen Verzinken nach DIN EN ISO 4042 werden Zinkionen aus einem Elektrolyten durch das Anlegen einer elektrischen Spannung abgeschieden.
• Ohne kundenspezifische Anforderungen bleibt die Standard Schichtdicke zwischen 3 und 5µm.
• Passivierungen sind Prozesse, bei denen Metalloberflächen durch nichtmetallische Schutzschichten, sogenannten Konversionsschichten, gegen Korrosion beständiger gemacht werden.
• Die Zn beschichteten Stahlbauteile werden in einem stromlosen Prozess durch Tauchen in Chrom(VI)-freie Lösungen mit einer Cr(III)-haltigen Schutzschicht oder Konversionsschicht versehen. Diese Schutzschicht ist eine anorganische Passivierungsschicht mit einer Schichtstärke im Nanometer-Bereich.
• Die verschiedenen Passivierungsverfahren blau Passivierung, Dickschichtpassivierung, etc. – unterscheiden sich im Hinblick auf Korrosionsschutz, Optik / Farbgebung. 
• Dickschichtpassivierungen weisen gegenüber Blaupassivierungen eine höhere Schichtstärke und dadurch einen erhöhten Korrosionsschutz auf
• Masshaltigkeit von Zinkschichten; Bei 5 µm Schichtdicke verringert sich bei Bohrungen der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Verzinnen gem. ISO 2093 --> Cu/Ni2Sn3b, Schichtdicke 3-5 µm. (Anbindeteil oder Trommelware)

• Bei der galvanischen Verzinnung nach ISO 2093 werden die zu verzinnenden Gegenstände nach einer geeigneten Vorbehandlung in einen Zinnelektrolyt eingetaucht. Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung scheidet sich an der Oberfläche der Gegenstände ein Zinnüberzug ab. Mit diesem Verfahren lassen sich auch sehr dünne Schichten von wenigen µm realisieren. 
• Ohne kundenspezifische Anforderungen bleibt die Standard Schichtdicke zwischen 3 und 5µm.
• Bei der galvanischen Verzinnung auf Kupfer und Messing (CuZn Legierungen) wird generell eine Nickel Sperrschicht appliziert
  • um die Diffusion von Zink in den Zinnüberzug zu verhindern. Zink reduziert die Beständigkeit gegen das Anlaufen/Oxydation der Zinnschicht. Dazu reduziert der Zink die Lötfähigkeit.
  • und um das Risiko von sogenannten Whiskers Bildung zu vermeiden (Whiskers sind haarförmige Einkristalle, die mehrere hundert Mikrometer aus der Oberfläche "herauswachsen" können und bei elektronischen Bauteilen eine Kurzschlussgefahr darstellen).
• Eine Nickel Sperrschicht verbessert auch der Korrosionsschutz.
• Beispiel einer Bezeichnung gemäss Norm: ISO 2093 --> Cu/Ni2Sn3b
  • Cu: Grundmaterial Kupfer
  • Ni2:  Nickel Sperrschicht 2µm
  • Sn3: Zinnschicht 3-5µm
  • b: für glänzend
• Masshaltigkeit von Zinnschichten. Bei 5 µm Schichtdicke verringert sich bei Bohrungen der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Zink Nickel irisierend (mit blauer Tönung) passiviert (CrVI)-frei, gem. ISO 4042 -->ZnNi/Cn/T0, Schichtdicke 3-5 µm. (Anbindeteil oder Trommelware)

• Bei galvanisch aufgebrachten Zink Nickel Überzügen nach DIN EN ISO 4042 werden gleichzeitig Zink- und Nickelionen aus einem Elektrolyten durch das Anlegen einer elektrischen Spannung abgeschieden.
• Das Zink-Nickel-Verfahren zeichnet sich im Vergleich zu verzinkt blau durch einen sehr hohen Korrosionsschutz aus.
• Ohne kundenspezifische Anforderungen bleibt die Standard Schichtdicke zwischen 3 und 5µm.
• Passivierungen sind Prozesse, bei denen Metalloberflächen durch nichtmetallische Schutzschichten, sogenannten Konversionsschichten, gegen Korrosion beständiger gemacht werden.
• Die ZnNi beschichteten Stahlbauteile werden in einem stromlosen Prozess durch Tauchen in Chrom(VI)-freie Lösungen mit einer Cr(III)-haltigen Schutzschicht oder Konversionsschicht versehen. Diese Schutzschicht ist eine anorganische Passivierungsschicht mit einer Schichtstärke im Nanometer-Bereich.
• Das Aussehen einer Passivierungsschicht kann von transparent, klar bis blau irisierend variieren.
• Masshaltigkeit von Zink-Nickel-Schichtungen; Bei 5 µm Schichtdicke verringert sich bei Bohrungen der Durchmesser um 10 µm. Dies muss schon bei der Konstruktion von Bauteilen - insbesondere bei Passungen und Gewinden - berücksichtigt werden.

Trowalisieren / Gleitschleifen in Trommelverfahren. Entgratung und Abrundung der Kanten, Verbesserung der Oberflächenrauheit.

• Die Werkstücke werden zusammen mit zahlreichen Schleifkörpern und verschiedenen Zusatzmitteln in einen Behälter gegeben. Durch die oszillierenden oder rotierenden Bewegungen des Behälters werden die Werksstücke abgeschliffen.

Oberfläche öl- fett- und spanfrei durch visuelle Endkontrolle. Abgepackt in Minigrip-Beutel oder gemäss Kundenspezifikation.

• Die Reinigung kann in geschlossenen wie offenen, vollautomatischen oder manuell betriebenen Reinigungsanlagen durchgeführt werden.
• Bei empfindlichen Oberflächen mit tiefen Rauheitswerten oder bei Materialien mit geringer Festigkeit und Härte, sollte auf einen Einsatz von Ultraschall für Schüttgutware verzichtet werden, um eine Beschädigung der Oberfläche zu verhindern.
• Ohne Kundenangaben wird der passende Reinigungsprozess basierend auf Teile Geometrie und Grundmaterial von Bossard ausgewählt.

Wärmebehandlung nach spezieller Vorschrift. Anforderungen für Verfahren, Härte, Oberflächenhärte und Härtetiefe müssen in einem zusätzlichen Dokument definiert werden oder in der technischen Zeichnung enthalten sein.

• Masshaltigkeit: Je nach Gefügezustand nach dem Vergüten mit Härten und Anlassen, oder nach einer thermochemische Behandlung wie Einsatzhärten, Nitrieren usw. wird die Masshaltigkeit beeinflusst (durch Verzug oder Volumenzunahme).
• Beim Nitrieren z.B. tritt durch die Aufnahme von Stickstoff eine leichte Volumenzunahme auf.
• Die Nitrierschicht setzt sich in der Regel aus zwei Zonen zusammen.
• Die innere Zone oder Diffusionsschicht, ist charakterisiert durch die Bildung von Nitridnadeln (als Nitridnadeln bezeichnet man die chemischen Verbindungen des Stickstoffs mit einem weiteren Element, z.B. Eisen) im Randbereich des Bauteils. Die übliche Schichtdicke liegt zwischen 0,2 und 1,5 mm.
• Die äussere Zone an der Werkstückoberfläche mit einer Dicke zwischen etwa 5 und 30 μm wird als Verbindungsschicht bezeichnet. Diese nicht-metallische Schicht besteht aus Eisennitriden oder Nitriden eventueller Legierungselemente.
• Die Massänderung durch diffusionsbedingte Volumenausweitung wird durch die Verbindungsschicht beeinflusst da die Verbindungsschicht zum Teil auf der Oberfläche aufwächst. Z.B., die Durchmesserzunahme eines nitrierten zylindrischen Körpers liegt in einer Grössenordnung von 30 bis 50 % der Verbindungsschichtdicke.
• In diesem Fall wäre eine typische Verbindungsschichtdicke zwischen 8 und 16μm. Das heisst die Schichtzunahme auf einer Fläche wird max. 4-5μm ausmachen.