Artikelarchiv

Phosphatieren beim Tiefziehen
Frage: In unserem Werk werden seit Jahren Tief- ziehteile hergestellt, bei denen die Ausgangsblechronden phosphatiert werden, um das Ziehen zu erleichtern. Abwässer aus der Phosphatiererei werden selbstverständlich entsorgt. Man ist nun auf die Idee gekommen, das Phosphatieren wegzulassen, um Schwierigkeiten bei der Abwasserentsorgung zu vermeiden. Die Wirksamkeit der Phosphatschicht soll durch die Anwendung von Blechen mit texturierten Oberflächen ersetzt werden, auf denen der Schmierfilm gut halten soll. Die ersten Versuche waren allerdings ziemlich enttäuschend. Die Mitarbeiter aus unserer Tiefzieherei und aus der Technischen Kontrolle drängen darauf, beim Phosphatieren zu bleiben, mit dem sie gute Erfahrungen haben; anderenfalls befürchten sie Schwierigkeiten in der Produktion. Was halten Sie davon?

It has long been planned that Germany would host several important international conferences/fairs in Garmisch-Partenkirchen in the midst of the Bavarian mountains. The conference on Electrochemical Microfabrication Technology {EMT) and Interfinish
2000 will be one of the main events during the congress week together with DGO-Jahrestagung. And right after these conferences, the 7th International Conference on Plasma Surface Engineering PSE2000 will also be held in Garmisch-Partenkirchen.


1 Introduction

Nanocrystalline metallic materials are generally limited in practical applications because of their severe brittleness. It has not yet been well understood whether their brittle behavior is due to an intrinsic feature of nanocrystalline materials, or whether this is due to processing difficulties for the fine grain sizes such as an imperfect consolidation of the nanocrystalline powders [1]. On the other hand, electrodeposition is a superior technique for producing nanocrystalline materials having grain sizes anywhere from the essentially amorphous to nanoscaled materials for the grain sizes of about 5 to 50 nm in bulk form or as coatings with no post-processing requirements. How- ever, most of the electrodeposited alloys have also exhibited severe brittleness [2,3].
Ina previous study, we developed an aqueous plating bath for producing amorphous and nanocrystalline Ni-W alloys having high hard- ness and good ductility [4-6]. The purpose of this presentation is to show that the nanocrystalline Ni-W alloys having high tensile strength of about 2300 MPa with good ductility can be produced by electrodeposition. As a matter of fact, sheets can be bent through an angle of 180 degree without breaking. In addi- tion, embrittlement behavior of the Ni-W electrodeposits during annealing has been stu died, and a mechanism for the brittleness in nanocrystalline materials has been discus- sed.

Das Ereignis des Jahres war neben der Hannover-Messe die internationale Tagungsveranstaltung in Garmisch-Partenkirchen. Die Kombination 15. Interfinish, DGO-Jahrestagung und 3. EMT versprach eine international besetzte, hochkarätige Tagung zu werden - und dem Veranstalter DGO ist dies auch weitgehend geglückt. Bereits zur Eröffnungsveranstaltung der 15. Interfinish konnte Prof. Dr. Paatsch einen großen Teil der im Endeffekt mehr als 900 Teilnehmer begrüßen. Mit etwa 380 ausländischen Gästen aus 34 Ländern der Welt konnte der Veranstalter begründet von einer internationalen Veranstaltung sprechen - und mit Sicherheit hatte der sehr attraktive Tagungsort ebenfalls zum guten Besuch beigetragen.

Der Förderverein für die Fachschulen der Galvano- und Leiterplattentechnik Schwäbisch Gmünd hatte am 22. Juli zum Abschluss der Technikerausbildung In das Berufsschulzentrum geladen, verbunden mit einer Vorstellung der Technikerarbeiten. Der stellvertretende Vorsitzende des Fördervereins, Ch. Deyhle, begrüßte die zahlreichen Schüler und Gäste. Bundesweit gebe es, sagte er, nur drei derartige Schulen. Er bezeichnete die Schule als einzigartig in ihrer Kombination. Die Schüler kämen aus allen Teilen der Bundesrepublik, um im zweijährigen Studium den Beruf des Galvanotechnikers oder Leiterplattentechnikers
zu erlernen. Er hoffe, dass die Absolventen als Multiplikatoren wirken und für die Schule werben. In diesem Zusammenhang wies Deyhle auf den neu eingerichteten Stipendienfond des Fördervereins hin.

Bericht über die Firma Hartchrom in Karlsruhe

Begonnen haben viele Unternehmen in den 50ziger Jahren - es gab wenig, aber es wurde viel gebraucht - und deswegen hatte ein risikofreudiger Fachmann die besten Chancen für eine gute Zukunft durch die Gründung einer eigenen Firma. Aber nur ein solide geplantes und geführtes Unternehmen, das auf die richtigen Produkte gesetzt hatte, vernünftig investierte und auf gute Unternehmenskultur sowie die richtigen Mitarbeiter setzte - die Liste der Gründe ließe sich natürlich erweitern -, konnte die letzten 50 Jahre überleben und wachsen. Ein solches Unternehmen ist die Hartchrom GmbH in Karlsruhe. Gegründet am 1. August 1950 liegen fünf erfolgreiche Jahrzehnte hinter dem Familienunternehmen, und mit der von der Unternehmensleitung verfolgten Konzeption sollen auch die nächsten Jahre in gleicher Weise gesichert werden.

Ein vielseitiges Verfahren der Oberflächenbearbeitung gewinnt zunehmend an Bedeutung

Neue Verfahren und Entwicklungen von Linde Technische Gase GmbH

Hundertstel Sekunden entscheiden über den Erfolg, wenn der mehrfache Olympiasieger und Weltranglisten-Dritte im Rennrodeln, Georg Hackl, in hautengem Anzug auf seinem futuristischen Gefährt durch den Eiskanal schießt. Um diese Hundertstel zu gewinnen und vor der Konkurrenz ins Ziel zu gelangen, scheut der Spitzensportler keine Mühen. Neben der körperlichen Fitness zählt für ihn auch die Weiterentwicklung seines Sportgerätes zu den ausschlaggebenden Faktoren. Bei einem gemeinsamen Besuch mit Thomas Schwab, deutscher Bundestrainer der Rennrodler, im Anwendungstechnischen Zentrum (ATZ) der Linde Technische Gase GmbH in Unterschleißheim überzeugte sich Georg Hackl von den Vorteilen einer maßgeschneiderten Oberflächenbeschichtung. Inzwischen erweist ihm das Thermische Spritzen, mit dessen Hilfe er die Kufen seines Rennrodels aufrüsten lässt, einen hervorragenden Dienst.

Teil 1- Allgemeine Beobachtungen

1 Einleitung


Langjährige Erfahrungen mit Zinkelektrolyten lassen den Schluss zu, dass diese Technologien bei richtigem Einsatz unbedenklich und unverzichtbar sind. Die Literaturangaben über dekorative und antikorrosive Zinküberzüge beinhalten vorwiegend Untersuchungen zu Zinkabscheidungen aus sauren Elektrolyten (Zinkchlorid und -sulfat) [1 - 32] oder aus alkalisch-cyanidischen Lösungen [33].
Um Cyanide zu ersetzen, wurden in den vergangenen 30 Jahren erfolgreiche Recherchen dahingehend durchgeführt, optimale techno- logische Bedingungen für alkalisch-cyanidfreie Elektrolyten, d.h. glänzende, dichte und haftende Zinküberzüge, zu schaffen [34-57].

1 Role of chromium
in the protection of zinc-plated steel

Zinc electroplating remains one of the most convenient and least expensive methods of protecting steel against corrosion. Because of its position in the electrochemical series, in contact with steel it forms couple or galvanic cell in which zinc is the anode. In a corrosive medium, therefore, zinc is oxidised and this leads to the formation of salts such as zinchydroxycarbonate Zn5(0H)6(C03)2 [1], commonly called white rust. To avoid this premature zinc corrosion, advantage is taken of its ability to form a conversion coating in contact with an oxidising chromate solution, which renders the metal passive.

Eine Auswertung der internationalen Fachliteratur 1997/98


1 Allgemeines

Veröffentlichungen in Fachzeitschriften umfassen erfahrungsgemäß ein sehr breites Themenspektrum. Dennoch ist es möglich einige der Beiträge zu finden, aus denen man sich ein - wenn durch den erwähnten Umstand verständlicherweise auch unzulängliches - Bild über aktuelle und neue Aufgaben machen kann, auf die sich die Galvanotechnik einstellen muß.
Neue Werkstoffe, mit welchen sich Werkstoffhersteller bemühen, die Fortschritte der Anwender in Konstruktion und Technologie zu befriedigen, benötigen im gleichen Maße optimierte Behandlungen ihrer Oberflächen. Dies betrifft zwar in hohem Maße Kunststoffe, auf denen gut haftende Schichten gegen Korrosion und Verschleiß, sowie andere metallische Eigenschaften benötigt werden [11,206, 870, 845]. Berücksichtigt werden müssen jedoch auch die steigenden Verwendungen von Magnesiumdruckguß [648] und - um ein weiteres Beispiel zu erwähnen - etwa sogenanntes bioiogisiertes Titan [652]. Aber auch die galvanische Herstellung von Hohlkügelchen zur Füllung von besonders leichten Werkstoffen, ist ein Beitrag der Galvanotechnik zum Werkstoffbereich [941].
Bei der Lösung dieser Probleme wird es offensichtlich immer öfter notwendig sein, auf die Kombination von galvanischen und anderen Oberflächenbehandlungen zurückzugreifen [946, 965]. Man muß aber auch damit rechnen, Schichten anbieten zu können, die mit anderen als galvanischen Oberflächentechniken rationeller zu erstellen sind oder bessere Eigenschaften bieten. Etwa beim Ersatz der Verchromung von Aluminium-Auto- felgen durch Chromatieren, Lackieren und PVD-Metallisieren [28] oder durch thermische Spritzschichten aus Hartmetall [162, 323] sowie bei der Herstellung von Schutzschichten für den Hochtemperaturbereich [847].

Bericht über die Jahrestagung der DGO in Schwäbisch Gmünd

Im zweiten Teil der Vorträge zu Diversifikation und Innovation wurde an Beispielen gezeigt, daß die lange geforderte Zusammenarbeit zwischen den physikalischen und galvanischen Beschichtungstechniken bereits erste Früchte trägt. Die physikalischen Schichten zielen dabei vorzugsweisen auf die Verbesserung des Korrosions- und Verschleißschutzes. Vor allem mit steigenden Anforderungen im Rahmen der Qualitätssicherung sind neue, verbesserte Techniken der Analyse und Prozeßsicherung gefragt. Nach wie vor findet auch eine Weiterentwicklung der Reinigungstechniken statt, bei denen neben verbesserter Umweltfreundlichkeit die Energieeinsparung Triebfeder der Aktivitäten ist.

Lehrgang der Technischen Akademie (TA) Esslingen für Hersteller und Anwender von metallisierten Kunststoffen am 1./2.Oktober 1998

Das Metallisieren von Kunststoffen scheint heute auf dem besten Weg zu sein, zu einem der wichtigsten Produktionsbereich der metallauftragenden oberflächenbehandelnden Industrie zu werden. Zurückzuführen ist dies auf die immer größer werdenden Anwendungsbereiche und Anwendungsmengen von Kunststoffteilen mit metallisch beschichteten Oberflächen, vor allem in der Elektronik, Elektronikanwendung und EMV, aber auch auf an- deren schon bekannten oder innovativen Gebieten. Daneben haben aber auch Entwicklungen auf dem Kunststoff- und dem Beschichtungssektor einen bedeutenden Anteil daran. Der erstgenannte mit neuen und verbesserten Kunststoffen sowie verbesserten und kostengünstigeren Verfahren zur Formgebung. Der Beschichtungssektor - gleicher- maßen in Galvanotechnik, Vakuumbeschichtung, Leitlacken oder Spitzschichten - u.a. mit neuen und verbesserten Schichten und besseren Verfahren für Haftung und Auftrag.

Als der indische Missionar K. P. Yohannan („The Road to Reality“) erstmals in die USA reiste, beeindruckten ihn nicht die Wolkenkratzer oder die unzähligen Autos, sondern die Tatsache, daß man in jedem Haus zu jeder Zeit und in beliebiger Menge aus dem Wasserhahn sauberes Trinkwasser erhielt, dessen Preis nicht einmal der Rede wert ist.
Wasser ist für uns lebensbestimmend. Es ist auch eine Frage der Menge; Ohne Wasser sterben wir nach kurzer Zeit durch Verdursten, zuviel bedroht uns durch Ersäufen. Es ist eine Frage der Menge, der Dosierung, des Augenmaßes, die unser Leben garantiert.


Erfahrungen als Berater im Bereich Oberflächen- und Umwelttechnik

Ab Anfang 1997 wechselte Dr. Lothar Winkler, Rödermark, aus Altersgründen gleitend in den Ruhestand. Sein Beratungsunternehmen, die 0TW Oberflächentechnik GmbH, stellte im Verlaufe des Jahres 1998 ihren Betrieb ein und wurde inzwischen im Handelsregister gelöscht.
Dr. Winkler wurde im Jahre 1932 in Köln geboren. Sein Berufsleben begann vor nun mehr 50 Jahren mit einer kaufmännischen Großhandelslehre; neben dieser Ausbildung und anschließender kaufmännischer Tätigkeit als Finanzbuchhalter besuchte er das Abendgymnasium in Köln; nach dem Abitur 1953 studierte er Chemie und legte 1959 an der Universität Bonn die Diplomchemiker-Hauptprüfung ab. Im Jahre 1961 promovierte er im Hauptfach Chemie und in den Nebenfächern Physikalische Chemie und Mathematik.

1 Einführung

Galvanische Messingüberzüge finden eine breite praktische Anwendung, vor allem zur Erhöhung der Adhäsion von Kautschuk auf Stahldraht bei der Herstellung von Autoreifen. Des weiteren dienen sie al funktionelle Schichten in der Elektrotechnik und im Maschinenbau dekorativer Schutzüberzüge, sowohl als Endschicht als auch als Zwischenschicht bei verschiedenen Schichtsystemen.
In der gegenwärtigen Galvanotechnik werden immer noch die cyanidischen Elektrolyte für die Abscheidung von Kupfer-Zink-Legierungen am meisten angewendet [1-4]. Unabhängig von den guten Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten und von den zahlreichen Vor- teilen der cyanidischen Elektrolyten sind sie aber in letzter Zeit ökonomisch und ökologisch nicht mehr unbeschränkt vertretbar.
In der Literatur findet sich eine große Anzahl von Untersuchungen und Patente über alternative Elektrolyten, wie Pyrophosphat- [1,2], Tartrat- [5], Sulfosalizilat- [2] und Sulfatelektrolyte [6]. Dazu gehören auch die Elektrolyte, die mit Äthylendiamin als Komplexbildner arbeiten [7,8]. Die Literaturrecherche zeigt, daß die Angaben über Äthylendiaminelektrolyte für die Messingabscheidung sowohl hinsichtlich des Einflusses der einzelnen Elektrlytkomponenten auf die Reduktion beider Metalle (Kupfer und Zink), als auch der Elektrolysebedingungen auf die Abscheidung von Messingschichten in einem breiten Spektrum von Zusammensetzungen und Eigenschaften sehr bescheiden sind.

1 Allgemeines

Aufgrund seiner thermodynamischen Eigenschaften müßte Zink eigentlich ein relativ unbeständiges Metall sein. In Wirklichkeit ist Zink jedoch in den meisten Fällen wesentlich korrosionsbeständiger als z.B. Stahl, zu dessen Schutz es ja oft eingesetzt wird. Dieser scheinbare Widerspruch ist darauf zurückzuführen, daß das Korrosionsverhalten von Zink in erster Linie durch die Bildung von Deck- schichten aus festen, beständigen Korrosionsprodukten bestimmt wird, die sich im Verlaufe der Bewitterung ausbilden und das weitere Fortschreiten einer Korrosion dann erheblich erschweren. Diese Deckschichtbildung ist für die gute Wirksamkeit von Zink als Überzugsmetall für den Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen verantwortlich.

Wasch-, Reinigungs- und Entfettungsprozesse nehmen in der Industrie der Metallverarbeitung und -bearbeitung einschließiich der Oberflächenbehandlung einen weiten Raum ein. Vor hochwertigen galvanischen Oberflächenbehandlung, der Emailierung oder Lackierung, aber auch als Zwischenschritt zwischen spanabhebenden Bearbeitung müssen Werkstücke einer Reinigung und Entfettung unterzogen werden. Nachfolgend wird eine Aufbereitungsmöglichkeit von wäßrigen Reinigungs- und Spülbädern aufgezeigt. Nach der aktuellen Wasserrechtslegislatur können hierfür künftig wassersparende Maßnahmen unmittelbar zur Auflage gemacht werden.

1 Einleitung


Oxalsäure, die mit Metallionen wie Kupfer(ll), Nickel(ll), Kobalt(ll), Zink(ll) oder Zinn(ll) unlösliche Verbindungen bildet, kann zur Regeneration von verbrauchten Ätzlösungen [1] und Lösungen mit Metallionenliganden [2] verwendet werden.
In den meisten Fällen sind Metalloxalate kristallin und leicht filtrierbar. Allerdings sind die schnell entstehenden Niederschläge des Kupferoxalats sehr fein und daher schwer filtrierbar. Nach Abtrennung des verbleibenden Anteils an Oxalat enthält die Flüssigkeit noch die suspendierten Teilchen des unlöslichen Kupferoxalats. Da die Löslichkeit des Kupferoxalats den zulässigen Wert an gelöstem Kupfer übersteigt, muß die Lösung zur Entsorgung einer Nachbehandlung unterzogen werden. Da Kupferoxalat als Reagenz nicht besonders nützlich ist, wird eine Kupferrückgewinnung vorgezogen. Die Oxalsäure selbst muß aus Umweltschutzgründen zudem einer weiteren Behandlung unterzogen werden. Zur Realisierung dieser Forderungen wurde die Elektrolysetechnik angewandt.

1 Einleitung

Schon in den Anfängen der Galvanotechnik um 1850 wurde versucht, die Verbindung zwischen Reflexion und der Struktur der Oberfläche zu bestimmen [1]. Seitdem wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Notwendigkeit auf verschiedenen Gebieten in dieselbe Richtung gearbeitet. Hierzu zählen zum Beispiel die Zusammenhänge zwischen dem Parameter Ra, der die Oberflächenrauheit charakterisiert, und dem Verschleiß, zwischen Ra und dem Wärmeübergangsgrad oder zwischen Ra und der Lichtreflexion [2].
Des weiteren sind Arbeiten bekannt, die die Verbindung zwischen der Oberflächenrauheit und dem Glanz untersuchten (zum Beispiel zur Bestimmung der dekorativen Eigenschaften von Leder [3]). Allerdings ist zu vermuten, daß das komplizierte Oberflächenrelief weder einzeln noch kombinierend mittels der profilographisch bestimmten Parameter (Rg, R^ax. S^ und tp) charakterisiert werden kann. Zur Bewertung der dekorativen Eigenschaften von Leder ist es empfehlenswert, räumlichen Unregelmäßigkeiten anzunehmen, die mit Hilfe der Reeperlinien, Referenzebenen, Stereophotometrie und optischer Holographie bestimmt werden können. Selbstverständlich sollte die stereometrische Oberflächenbewertung [4] genau perspektivisch sein, aber die komplizierte Ausrüstung und methodische Einschränkungen beschränken die Anwendung. Zum Beispiel ist in [5] gezeigt, daß die Anwendung der holographischen Forschungsmethode zur Untersuchung der Lederdeformation durch Oberflächenfarbe beschränkt ist.

1 Einleitung

Für das kontinuierliche Wachstum der Mikrosystemtechnik ist es notwendig, die Palette der zur Verfügung stehenden Materialien kontinuierlich auszubauen, um für unterschiedliche Anwendung jeweils den optimalen Werkstoff einsetzen zu können. Elementmetalle wie Gold, Nickel und Kupfer sind in der LIGA- Technik als Materialien für Röntgenmasken, für Komponenten wie mikromechanische Sensoren oder Aktoren und für Kunststoffabformwerkzeuge etabliert. Um vor allem mechanische und elektromagnetische Materialeigenschaften gezielt zu beeinflussen, wird in jüngerer Zeit versucht, galvanisch abgeschiedene Legierungen in die Mikrosystemtechnik einzuführen.
Die Anforderungen an einen Elektrolyten, der die Abscheidung in Mikrostrukturen mit den für das LIGA-Verfahren typischen, sehr hohen Aspektverhältnissen erlaubt, sind vielfältig [1]. Zum einen ist eine konstante Legierungszusammensetzung über die gesamte ab- geschiedene Schichtdicke erforderlich. Des weiteren müssen auch dicke (>100 pm) Schichten spannungsarm und gut haftend abgeschieden werden können. Darüber hin- aus sollte die Stromausbeute möglichst hoch sein, um eine geringe Mitabscheidung von Wasserstoff zu erzielen. Eingelagerter Wasserstoffführt bei Metallen generell zur zeitweiligen oder dauerhaften Versprödung. Wasser- stoffgasblasen, die sich in den Mikrostrukturen während der Abscheidung bilden, können i.a. nicht mehr entweichen und führen zur Bildung von Poren, die wiederum die Struktur- treue stören und u.a. für die mechanischen Eigenschaften äußerst schädlich sind.