Article archive - Galvanotechnik

Stand der Verfahrenstechnik und Eigenschaften als Schichtwerkstoff

1 Einleitung


Aluminium besitzt aufgrund seiner zum Teil hervorragenden Gebrauchseigenschaften wie geringe Dichte, hohe Duktilität, hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, nichtmagnetisches Verhalten und Anodisierbarkeit ein weites Feld von Anwendungsmöglichkeiten. Darüber hinaus ist Aluminium ein reichlich verfügbares, nicht toxisches und umwelt- freundliches Metall. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, andere Metalle mit Aluminium zu beschichten, um so die guten Eigenschaften des Grundwerkstoffs mit den spezifischen Eigenschaften des Aluminiumüberzuges zu kombinieren. Heute stehen verschiedene Methoden zur Aiuminiumbeschichtung von Werkstücken zur Verfügung, wie z. B. das

- Thermische Spritzbeschichten

- Schmelztauchbeschichten

- Walzplattieren

- Chemomechanische Beschichten
- PVD-Beschichten
- Elektrolytische Beschichten

1 Einleitung


Die chemisch reduktive Nickelabscheidung aus hypophosphithaltigen Elektrolyten ist seit vielen Jahrzehnten bekannt. Sie hat sich vielfach als Korrosionsschutzverfahren für Stahl bewährt und die Boranat-Verfahren nahezu verdrängt. Etwa 95% allen chemisch abgeschiedenen Nickels wird mittels Natriumhypophosphit als Reduktionsmittel erzeugt.
Metallkundlich gesehen sind chemisch abgeschiedene Nickelüberzüge Nickel-Phosphor- bzw. Nickel-Bor-Legierungen mit 2 bis 12 Gew.-% P bzw. 2 bis 8 Gew.-% B; sie sind meist mikrokristallin aber auch teilweise röntgenamorph. Nickel-Bor-Überzüge besitzen stets einen kristallinen Aufbau, während Nickel-Phosphor-Überzüge mit weniger als etwa 8 Gew.-% Phosphor mikrokristallin, mit mehr als etwa 8 Gew.-% Phosphor im Überzug amorph sind, also ein metallisches Glas dar- stellen [1].

1 Einleitung

Die chemische (außenstromlose) Abscheidung von Nickel-Phosphor wird seit etwa 40 Jahren dafür eingesetzt, Oberflächen von Bauteilen gegen Korrosion und/oder Verschleiß zu schützen [1,2]. Das Verfahren bietet gegenüber einer galvanischen Nickelabscheidung den Vorteil, daß auch an Kanten und schwer zugänglichen Innenflächen eine sehr gleichmäßige Schichtdicke erzielt wird. Die Abscheidung erfolgt in einer wäßrigen Lösung. Diese enthält neben der Verbindung, welche die Nickelionen liefert (meist Nikkelchlorid), und dem Reduktionsmittel (meist Natriumhypophosphit) noch Komplexbildner und Stabilisatoren, die eine optimale Abscheidungsgeschwindigkeit und eine gute Stabilität der Bäder gewährleisten sollen.

1 Einleitung


Zu den wichtigsten Trends in der galvanotechnischen Industrie gehört es heute, Chemisch-Nickel als eine der Alternativen bei Problemlösungen in Betracht zu ziehen. Das Gleiche gilt auch für Konstrukteure, Verfahrens- und Instandsetzungstechniker, die bemüht sind, die vorteilhaften Eigenschaften dieser Schichten zu nutzen.
Mit steigender Zahl der Einsätze von Chemisch-Nickel-Schichten werden sich Anwender, Konstrukteure und Galvaniseure immer mehr der unterschiedlichen Leistungsprofile bewußt, die von den verschiedenen Nickelschichten erwartet werden können. Dies ist eine sehr wichtige Voraussetzung dafür, daß Anwendungsbereiche richtig gewählt und unpräzise Anwendungsempfehlungen vermieden werden.
Der folgende Aufsatz stellt einige Vorteile heraus, die durch die Anwendung stromlos abgeschiedener Nickelschichten entstehen. Es werden Anregungen gegeben, wie neue Anwendungen gefunden und bewertet werden und schließlich werden einige wichtige Anwendungsbeispiele aufgeführt.

Dank der intensiven Entwicklung bei der stromlosen Abscheidung metallischer Überzüge, vor allem der Nickel-Phosphor-Legierungsschichten, ändert sich das Verhältnis vieler Galvanotechniker zu diesen Verfahren zunehmend. Während sie früher als eine Art Exklusivität betrachtet wurden, die sich auf einige spezialisierte galvanische Betriebe beschränkte, stellt man sich heute In vielen galvanischen Betrieben die Frage, ob es interessant wäre, sein Produktionsspektrum um stromlose Verfahren zu erweiteren.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Bericht über das 8. Seminar mit Fachtagung vom 2. bis 4. Oktober 1985 an der Universität Karlsruhe (Teil 1)

Veranstaltet durch den Fachausschuß Kontaktverhalten und Schalten
im Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE) e. V. in Zusammenarbeit mit dem VDE-Bezirksverein Mittelbaden e. V.

Leitung des Seminars: Prof. Dr.-Ing. K. H. Schröder (Fachhochschule Bochum)

Diese nationale Veranstaltung findet alle zwei Jahre im Wechsel mit der internationalen Kontakttagung (1986 in Lausanne, Schweiz) statt. Das Interesse an dieser Tagung war mit über 230 Teilnehmern aus der Bundesrepublik Deutschland und dem angrenzenden Ausland wieder sehr groß.
Eröffnet wurde das Seminar durch Prof Dr.-Ing. K. H. Schröder und Herrn Bergmann vom VDE-Bezirksverein Mittelbaden.
Die Nachmittagsveranstaltung am 2. 10.1985, die wie immer am ersten Tag die Grundlagen elektrischer Kontakte zum Inhalt hatte, fand unter dem Vorsitz von Dr. rer. nat. H. Häßler (Siemens AG) statt.

Messebericht von Hans-Georg Simanowski (Teil 2)

Fortsetzung aus Heft 1/86

Wenn Fachmessen ein verläßlicher Indikator für die wirtschaftliche Entwicklung sind, so können die kommenden zwei Jahre eigentlich nur Positives bringen. Aus vielen Einzelgesprächen mit den Standbesetzungen unterschiedlicher Fachfirmen konnte entnommen werden, daß man mit anhaltendem Wachstum rechnet und die Ertragslage ebenfalls günstig beurteilt.
Welche technologischen Forderungen in den nächsten Monaten verstärkt an die Leiterplattenhersteller herangetragen werden ist ebenso klar: SMD- Schaltungen verlangen nach höchster Packungsdichte bei steigender Lagenzahl und passenden physikalischen sowie mechanischen Eigenschaften. Die Realisierung dieser Forderungen ist allerdings dann schon nicht mehr so klar, bieten sich doch unterschiedliche technische Lösungen.
Die Productronica ’85 konnte deshalb besonders dazu beitragen, Alternativen aufzuzeigen und bot ein interessantes Vortragsprogramm. Aber natürlich stand an erster Stelle das breitgefächerte Ausstellerangebot, das nachfolgend auszugsweise beschrieben wird.

1 Problemstellung


Bei der Leiterplattenherstellung entsteht aufgrund der für diese Produktion typischen Verfahren eine nicht unbeträchtliche Umweltbelastung. Ziel der Anwender wie der Behörden ist es, diese Belastung zu verringern.
Derzeit sind im wesentlichen zwei unterschiedliche Fotoresisttypen auf dem Markt:

- Lösungsmittel-Resists, d.h. Resists, die mit den chlorierten Kohlenwasserstoffen Trichloräthan und Methylenchlorid verarbeitet werden.

- Wässerige Resists, d.h. Resists, die mit wässerigen, alkalischen Lösungen verarbeitet werden.

Aufgrund der Giftigkeit der chlorierten Kohlenwasserstoffe und des dadurch bedingten hohen Aufwands zur Reinhaltung von Abluft und Abwasser, wird die Verwendung von Lösungsmittel-Resists mehr und mehr zu Gunsten der wässerigen Resists eingeschränkt werden. Wässerige Resists erfordern demgegenüber keine Maßnahmen zur Luftreinhaltung und einen wesentlich geringeren Aufwand bei der Reinigung der anfallenden Abwässer.

Ein lang gehegter Wunsch wohl aller Leiterplattenhersteller, nämlich die visuelle Kontrolle automatisieren zu können, scheint allmählich in Erfüllung zu gehen.
Optische Prüfsysteme werden mittlerweile von mehreren Firmen angeboten und die Hoffnung, daß das Leistungsvermögen dieser Maschinen den Belangen der modernen Schaltungsproduktion genügt, ist nicht unbegründet.

Vermeidung von Reklamationen durch Produkte mit überwachter Qualität

Bericht über eine Veranstaltung der Gütegemeinschaft Galvanotechnik e. V. am 3. Dezember 1985 in Darmstadt

An der unter diesem Leitgedanken durchgeführten Veranstaltung der Gütegemeinschaft Galvanotechnik e.V. für ihre Mitglieder nahmen 29 Geladene (Galvaniseure, Laboranten, Meister, Techniker, Betriebsleiter, Mitarbeiter im Außendienst) teil. Sie hörten fünf interessante Vorträge unmittelbar aus der Praxis der Gütesicherungsarbeit und diskutierten rege und in seltener Offenheit.
Nach der Begrüßung durch den Vorsitzenden der Gütegemeinschaft, J. Hämisch, der die Bedeutung der Veranstaltung für die Mitglieder der Gütegemeinschaft und für die Galvanotechnik allgemein hervorhob, folgte ein Referat von F. W. Hirth und H. Speckhardt zum Thema „Ursachen von Schäden an galvanisierten Teilen“.

Rückoxidation von dreiwertigem Chrom in Chrombädern


Frage: Seit einigen Monaten verchromen wir überwiegend Teile mit Innenflächen und stellen selbstverständlich einen Anstieg des dreiwertigen Chromsinden (großen) Bädernfest. Wir wollen keinen besonderen Aufwand treiben (Ionenaustauscher, Diaphragmen usw.) und wüßten gerne etwas über ein einfaches Verfahren, das genügend effektiv ist.

Bericht von Michael Peuser, Säo Paulo, über den traditionellen brasilianischen Galvanokongreß vom 21. bis 25. Oktober 1985 in Säo Paulo

Zum vierten Male fand sich die Galvanoindustrie Brasiliens vom 21. bis 25. Oktober 1985 in Säo Paulo zu einer eindrucksvollen Leistungsschau ein. Die Ausstellung, die im zweijährigen Rhythmus stattfindet, war gleichzeitig der Hintergrund für den 4. Galvanokongreß, bei dem sich Fachleute aus Brasilien trafen und Gelegenheit hatten, Vorträge von in- und ausländischen Fachleuten zu hören.
Neben der Galvanotechnik umfaßte die EBRATS '85 auch die Gebiete Härterei, Abwasserbehandlung und Laborbedarf für die Analyse von chemischen Produkten und Oberflächen. Die Organisation dieser Veranstaltung lag in den Händen der ABTS (Associagäo Brasileira de Tratamento de Supericie) und dem Sindisuper (Sindicato de Protegäo, Tratamento e Transformagäo de Superficies do Estado de Säo Paulo) und wurde im Centro de Convengöes Rebougas in Säo Paulo abgehalten. Während beim ersten Kongreß 1979 220 Anmel- dungen Vorlagen, erhöhte sich die Zahl 1981 auf 330, um 1983 auf 500 zu steigen, eine für Brasilien beachtliche Zahl, die auch 1985 wieder erreicht wurde.

Bericht über ein Seminar an der Technischen Akademie Esslingen am 3. und 4. Oktober 1985

Schon seit geraumer Zeit wird die galvanotechnische Öffentlichkeit mit Ankündigungen über die 5. Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und die Änderungen im Abwasserabgabengesetz (AbwAG) konfrontiert. Trotzdem die Gesetze noch nicht verabschiedet sind, beginnt vor allem in galvanischen Betrieben eine erhebliche Unsicherheit um sich zu greifen. Es geht dabei nicht nur um die neuen Auflagen, deren Erfüllung wahrscheinlich ohne neue Investitionen nicht möglich sein wird, sondern in noch höherem Maße um die Verunsicherung, die aufgrund ungenauer Formulierungen und unpräzise definierbarer Begriffe im Gesetzestext zu erwarten ist. Auch sind sich die Betriebe über die zu erwartende erhöhte Abwasserabgabe noch nicht im Klaren. Sie soll - wenn man einer auf dem Seminar präsentierten Berechnung Glauben schenken darf - unter Umständen das Neun- bis Vierzehnfache der bisherigen Belastung ausmachen. So etwas könnte die Konkurrenzfähigkeit der Betriebe erheblich beeinträchtigen und ein früheres Politikerwort von der Industrie, deren Belastbarkeit man testen will, beginnt Runde zu machen.

Bericht über eine Betriebsbesichtigung bei der Kneissler-Brüniertechnik GmbH
in D-7774 Deggenhausertal 2 (Grünwangen) am 8. Oktober 1985
und ein Fachgespräch mit dem geschäftsführenden Gesellschafter, Herrn Adolf Stecher

Wenn man sich ständig mit galvanischen und anderen Verfahren zur Metallabscheidung beschäftigt, erscheinen einem chemische Oberflächenbehandlungen wie Brünieren, Färben von Metallen oder Beizen und Entfetten unwillkürlich als Randverfahren, die meist irgendwo im Oberflächenbehandlungsbetrieb einfach mitlaufen und nur wenig Beachtung finden. Als wir erfuhren, daß es einen Lohnbetrieb gibt, der sich ausschließlich mit solchen Verfahren beschäftigt, haben wir deshalb die Einladung zu einer Betriebsbesichtigung und einem Fachgespräch gerne angenommen.

Stahlgußteile mit
hoher Oberflächenqualität


Nach einem neuen Verfahren hergestellte Stahlgußteile weisen eine Oberfläche auf, die die genaue Kopie der Oberfläche der Gußform darstellt und da- her keine weitere Bearbeitung durch Schleifen oder ein anderes Verfahren benötigen. Entwickelt wurde
das Verfahren bei der Steel Castings Research & Trade Association. Es wird in industriellem Maßstabe von der Firma Lake & Elliot Ltd. in Braintree, Essex, als dem alleinigen Lizenznehmer in Europa betrieben. Lake &Elliot ist eine alteingesessene Stahlgießerei, die 1 Million DM an Investitionen aufwandte, um dieses Verfahren einzuführen.

1 Zur Meßaufgabe


Wasserhaushaltsgesetz und Abwasserabgabengesetz führen ebenso wie betrieblich- ökonomische Erfordernisse in verstärktem Maße zum Einsatz wassersparender Produktionstechniken. In galvanischen Betrieben werden dementsprechend die Spülwasseranlagen für die verschiedenen Produktions- stufen nach Möglichkeit im Kreislaufverfahren betrieben. Diese Spülwässer müssen hierbei je nach Belastung kontinuierlich oder absatzweise eine Reinigungsstufe durchlaufen, wozu Kombinationen von Kationen- und Anionenaustauscher eingesetzt werden.
Falls das Waschwasser ohnehin nicht schon neutral gehalten wurde, erreicht es während der Deionisation den Neutralpunkt. Dabei gehen vorhandene Cyanidionen in undissozierte Blausäure über (Abb 1).

2.Teil: Funktionseigenschaften von Gold- und Goldlegierungsschichten

Fortsetzung von Heft 1/86 der „Galvanotechnik"

5. Funktionseigenschaften

5.1 Kontaktwiderstand

Die für elektrotechnische Anwendungen bedeutsame Messung des Kontaktwiderstandes Rk erfolgte in Anlehnung an DIN 41 640 mit 10 mV/10mA DC (Gleichstrom). Um statistisch repräsentative Werte zu erhalten, wurden auf jeder Meßprobe mindestens 50 Meßpunkte,verteiltaufeineFlächevonca.1cm^, mit Hilfe eines automatisch arbeitenden Meßsystems [8] aufgenommen.
Der Kontaktwiderstand ist sehr stark von der Legierungszusammensetzung abhängig, da dieser u. a. eine Funktion der elektrischen Leitfähigkeit, der Härte, der Mikrostruktur und der Oberflächenreinheit ist. Für den praktischen Einsatz einer Kontaktbeschichtung ist aus der Sicht des Konstrukteurs neben der geometrischen Gestaltung der Kontaktform vor allem die Kontaktkraft von ausschlaggebender Bedeutung.

1 Einleitung

Die Bedeutung der Umwelt bewirkt, daß besonders in industrialisierten Gebieten, wie der Bundesrepublik Deutschland, weitere verschärfte Maßnahmen gegen die Luftverschmutzung zu erwarten sind. Betriebe der chemischen und elektrochemischen Oberflächenbehandlung gehören sicherlich nicht zu den bedeutendsten Luftverschmutzern, doch auch sie tragen zur Gefährdung der Umwelt vor allem mit toxischen Stoffen bei. Es ist deshalb verständlich, daß sich auch viele Galvanik-Betriebe z. Zt. mit der Frage beschäftigen: „Was ist mit unserer Abluft und welche Schadstoffanteile werden am Schornstein ausgeworfen?“ Gewiß gibt es ei- ne Reihe von Betrieben, die bereits auf diesem Gebiet Vorbildliches geleistet haben; aber auch hier sollte man turnusmäßig Schadstoffmessungen durchführen, um sich von der Leistungsfähigkeit der Abluftanlagen zu überzeugen.

Teil 12: Such- und „Kartei“-Programme

Ein Beitrag für die Galvanotechnik von Dipl.-Ing. Hans Zwach, D-5650 Solingen

Fortsetzung aus den Heften 5 und 11/83; 5,6,11 und 12/84; 3,5, 8,10 und 12/85

Ein sehr nützliches Anwendungsgebiet für Taschenformatgeräte sind Suchprogramme für gespeicherte Daten. Ob es sich um Namen, Adressen und Telefonnummern handelt, oder um physikalisch-chemische Eigenschaften von Stoffen, oder (z. B. für Hobbyzwecke) um Sortieren von Büchern, Videokassetten oder Mineralien, immer kommt es darauf an, zu einem Begriff andere dazugehörige Begriffe zu finden.
In dieser Folge wird ein einfaches, allgemein nützliches Programm behandelt, welches zu einem Begriff alle anderen zugehörigen Begriffe findet. Für den Sharp PC 1500 gelten folgende Begrenzungen: Ein Begriff darf nicht mehr als 16 Buchstaben haben und bei 6 Begriffen darf die „Kartei“ maximal 80 Glieder haben (wegen der Speicherkapazität).
Unter dem Rufzeichen SUCH wird das Programm ausgerufen und gestartet. Am Anfang steht die Platzreservierung, dann folgen Daten und am Ende stehen die Suchroutinen. Das Programmschema für dieses Suchprogramm ist in Abb. 1 dargestellt.