Artikelarchiv

Bericht über ein neues Technikum zur Auswahl der richtigen Reinigungstechnik unter Praxisbedingungen

Mit Ölen und Spänen verunreinigte Werkstücke müssen vor weiteren Arbeitsgängen wie Montage oder Versand gesäubert werden. Unsaubere Teile und Maschinenelemente bringen unnötige Risiken für die Funktionssicherheit der montierten Baugruppen. Galvaniken und Lackierereien können nur an einwandfrei gereinigten Werkstückoberflächen erfolgreich arbeiten. Reinigungskosten und der Aufwand für das Entsorgen von Schmutz und Reiniger müssen auf ein Minimum gebracht werden - bei hoher Prozeßsicherheit.

Bericht über ein Dienstleistungsunternehmen im Bereich Arbeitssicherheit

Ein galvanisches Unternehmen stellt ein vielfältiges Reservoir an Gefährdungspotential dar. So wird in der Regel jeder neue Mitarbeiter zunächst über die Risiken der einzelnen Bäder und Verfahren informiert. Die tägliche Routine führt allerdings zu einer gewissen Nachlässigkeit im Umgang mit Stoffen und Geräten. So wundert es nicht, daß allein im Jahr 1990 ca. 3300 meldepflichtige Arbeitsunfälle im Fertigungsbereich der Galvanotechnik aufgetreten sind (Abb. 1)

Einführung

Seit Anfang der 90er Jahre stellt sich für die Industrie das Problem der Reinigung als Herausforderung. Einerseits verbietet die strenge Gesetzgebung - speziell in Deutschland, Österreich und in der Schweiz - den Einsatz offener CKW- Anlagen, andererseits vermehren sich die Reinigungsverfahren, und die Entscheidung, wie gereinigt werden soll, wird somit komplexer, Tab. 1 zeigt die wesentlichen Entscheidungsgrundlagen.
Daß es heute kein allgemeingültiges Reinigungssystem mehr gibt, ist wohl bekannt. Der vorliegende Erfahrungsbericht soll eine Alternative zu den geschlossenen CKW- und wäßrigen Systemen darstellen und einen technisch-wirtschaftlichen Vergleich mit diesen Systemen auf- zeigen.

Bericht von der Zweiländertagung der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik (DGO) und der Österreichischen Gesellschaft für Oberflächentechnik (ÖGO) vom 12. bis 14. Oktober 1994 in Bad Reichenhall - Teil 2

Fortsetzung aus Heft 12/94

Bericht über die Inbetriebnahme einer neuen Hartverchromungsanlage bei der Spindelfabrik Hartha GmbH in Hartha/Sachsen

Die Spindelfabrik Hartha wurde 1888 gegründet und besitzt elf Jahrzehnte Erfahrung bei der Herstellung von Textilmaschinenkomponenten. Außerdem wurden bis zur Wende 1989 in einer Spezialanlage Gewehrläufe innen hart verchromt. Der hohe Spezialisierungsgrad der Fertigung, die ausgezeichnete Sachkenntnis des Facharbeiterstammes und nicht zuletzt ein gesundes unter- nehmerisches Risiko waren für Karl Lieser aus Wuppertal und Helmut Schumacher aus Essen Grund genug, die Harthaer Spindelfabrik im November 1992 zu kaufen und damit für 200 Mitarbeiter des Betriebes eine Weiterbeschäftigung zu sichern. Die weltweit hohe Nachfrage nach Baumwollpflückspindeln für Baumwollerntemaschinen, vor allem vom amerikanischen Kontinent, war Ausgangspunkt für die Rationalisierung der Hartverchromungsanlage.

Dieses Jahr konnte das 1000. Diplom im Studiengang Oberflächentechnik und Werkstoffkunde an der Fachhochschule Aalen vergeben werden. Für die Studenten der Fachschaft und Professoren Grund genug eine kleine Familienfeier mit wissenschaftlichem Kolloquium zu veranstalten.
Im Jahr 1957 wurde der damalige Studiengang Metallveredelung an der Staatlichen Höheren Fachschule für Edelmatellgewerbe in Schwäbisch Gmünd eingerichtet. 1963 wechselte er an die neugegründete Staatliche Ingenieurschule Aalen. Heute nennt er sich Oberflächentechnik und Werkstoffkunde, doch das Studiengangkürzel V aus dem Wort Metallveredelung blieb erhalten.

Abscheidung von Nickel auf Titan

Frage: Titanlegierungen wie beispielsweise Ti6AI4Vgelten als schwer galvanisierbar aufgrund ihrer stabilen Passivschicht und ihrer hohen chemischen Beständigkeit Gibt es ein Verfahren, mit dem Bauteile aus Titanlegierungen haftfest vernickelt werden können?

Anläßlich einer Fachausschußsitzung der Berufsgenossenschaften wurde intensiv und akribisch hinsichtlich der Festlegungen für eine bestimmte Geräteart gestritten. Nach der dritten Sitzung stellte sich heraus, daß der Hauptdiskutant sowie auch der Ausschußleiter bis zu diesem Zeitpunkt noch nie eines der diskutierten Geräte selbst gesehen hatte.

Was ist betriebswirtschaftlich vertretbar und im Sinne des Umweltschutzes zumutbar?

Gesetzlicher Hintergrund

Das Bundesimmissionsschutzgesetz sieht in verschiedenen sachlichen Zusammenhängen die wirtschaftliche Vertretbarkeit, Zumutbarkeit oder Verhältnismäßigkeit von Maßnahmen vor (§§ 5, 14,17 und 20). Mit der bevorstehenden 6. Novelle zum Wasserhaushaltsgesetz (Bundesratsdrucksache 644/93, Stand April 1994) soll in die §§ 5 (Erlaubnis- und Bewilligungsvorbehalt) und 7 (Erlaubnis der Gewässerbenutzung, Anforderungen an das Einleiten von /Abwasser) der Grundsatz der technischen oder finanziellen Verhältnismäßigkeit eingeführt werden.

Galvaniken können sich von den zunehmenden Anforderungen an die Reststoff- und Abfallwirtschaft bezüglich ihrer edelmetallhaltigen Bäder durch Kooperationen entlasten. Edelmetall-Scheidereien sind auf das ressourcenschonende Recycling einer breiten Palette verbrauchter Badflüssigkeiten eingestellt. Sie arbeiten die Lösungen im Verbund schnell, weitestgehend quantitativ und kostengünstig zu marktfähigen Produkten auf.

In der Betriebspraxis kommen zur Reinigung schwer- und buntmetallhaltiger Spülwässer aus Galvanikbetrieben gewöhnlich lonenaustauscherkombinationen zur Anwendung, in denen stark saure Kationenaustauscher, stark basische Anionenaustauscher oder stark saure Kationenaustauscher, schwach basische Anionenaustauscher, stark basische Anionenaustauscher überwiegen [1-4], Schwach saure Kationenaustauscher sind in diesen Kombinationen für gewöhnlich nicht vorgesehen, da die zu reinigenden Abwässer in der Mehrzahl der Fälle niedrige pH-Werte aufweisen, was den Ablauf des lonenaustauschs erschwert.

Internationaler Kongreß und Ausstellung im ICC Berlin, 19. - 21. Oktober 1994

Deutschland hat in der Vergangenheit in vielfältiger Weise zur Entwicklung der Elektronik und Mikroelektronik beigetragen. Doch die Umsetzung und Vermarktung haben andere schneller vollzogen, so daß der Bundesrepublik auf dem internationalen Markt eine abgeschlagene Position zufällt. Eine in den letzten Jahren einsetzende Weiterentwicklung ist die Mikrosystemtechnik. Es gilt, die wesentlichen Entwicklungen aus der Bundesrepublik möglichst rasch im eigenen Land zur Anwendung zu bringen, um nicht auch hier vom Ausland rechts überholt zu werden.

Die Reinigung von Werkstücken und Maschinen ist ein weitverbreiteter Arbeitsschritt in der metallbe- und -verarbeitenden Industrie. Gereinigt wird unter anderem vor der Weiterverarbeitung oder Fertigstellung von Teilen sowie nach längeren Lagerzeiten. Zu entfernen sind Öle, Emulsionen, Pigmentschmutz, Späne und sonstige Verunreinigungen aus den unterschiedlichsten Prozeßstufen. Werden organische Lösemittel für die Reinigung verwendet, fallen nach Gebrauch ver- schmutzte Lösemittel und bei betriebsinterner Aufarbeitung zusätzlich lösemittelhaltige Destillationsrückstände an. Eine von der ABAG-Abfallberatungsagentur herausgegebene Broschüre stellt umfassend dar, welche Möglichkeiten bestehen, diese lösemittelhaltigen Rückstände entweder vollständig zu vermeiden, sie zu vermindern sowie intern oder extern zu verwerten.

Diese Ausgabe der „Galvanotechnik“ widmet sich einmal mehr dem Phänomen der Korrosion. In verschiedenen Aufsätzen stellen Autoren das Problem dar und/oder beschreiben Lösungsansätze, um Korrosion zu vermeiden oder zumindest, die Schäden die durch sie entstehen, so gering wie möglich zu halten. Die Zahlen, mit denen da hantiert wird, sind durchaus schwindelerregend und so richtig kann man sich eine Zahl mit 12 Nullen gar nicht vorstellen: 3,3 Billionen US-Dollar (in Zahlen: 3 300 000 000 000 US-$) weltweit sollen jährlich (!) einfach verrosten. Das sind rund 3 % des Bruttosozialproduktes aller wichtigen Industrieländer.

Neues aus der Fachwelt
Aus den Unternehmen
Wichtiges in Kürze
Tagungen, Ausbildungen, Fachmessen

Seit Einführung der „End of Life Vehicles“ Richtlinie 2000/53/EC ist die Verwendung von Chrom(VI) in der Automobilindustrie verboten. Als Alternative werden Passivierungen basierend auf dreiwertigem Chrom eingesetzt. Allerdings konnten durch Untersuchungen erhöhte Konzentrationen von Chrom (VI) in Chrom(III) Passivierungsschichten gefunden werden. Durch Reduktion von Luftsauerstoff an der Zinkoberfläche entsteht Wasserstoffperoxid, welches Chrom(III) in der Schicht zu Chrom(VI) oxidiert. Das Ausmaß der Chromoxidation hängt von einer Vielzahl verschiedener Faktoren ab, wie z.B. der Art des Komplexbildners, dem Einbau von Kobalt in die Schicht oder dem pH-Wert der Passivierung. Durch ein reduktives System kann die Oxidation so weit unterdrückt werden, dass der zulässige Grenzwert nicht mehr überschritten wird.//
Since the Introduction of the „End of Life Vehicles“ Directive 2000/53/EC the use of chromium(VI) in the automotive industry is forbidden. As an alternative there are passivation procedures based on trivalent chromium. However, a closer investigation has found increased concentrations of chromium(VI) in chromium(III) passivation layers. Reducing the atmospheric oxygen In the zinc surface leads to the generation of hydrogen peroxide, which then oxidizes the layer’s chromium(III) to chromium(VI). The extent of the chromium oxidation depends on a multitude of different factors, such as the kind of complexing agents, the integration of cobalt in the layer, or the pH value of the passivation. By utilizing a reductive system the oxidation can be suppressed to a degree that does not exceed the permitted limit.

Die jährlichen globalen Folgekosten von Korrosion werden gemäß der 2016er Studie „International Measures of Prevention, Application and Economics of Corrosion Technology (IMPACT)“ von „NACE International – The Worldwide Corrosion Authority“ auf etwa 2,5 Billionen US-$ geschätzt. Zusammen mit dem Verschleiß verursacht Korrosion den höchsten Materialverlust in unserer modernen Welt. Seit der industriellen Revolution ist Eisen/Stahl der wichtigste und der am weitesten verbreitete metallische Werkstoff. Er verfügt über viele vorteilhafte (mechanische) Eigenschaften, bringt aber einen entscheidenden Nachteil mit sich: eine ungenügende Korrosionsbeständigkeit bei üblichen Umgebungsbedingungen. Zwar weisen rostfreie Stähle meist eine ausreichende Korrosionsfestigkeit auf. Sie konnten sich aber aus wirtschaftlichen Gründen und teils wegen ihrer mechanischen/physikalischen Eigenschaften nicht durchsetzen. In diesem Beitrag wird die Zinkthermo- diffusion als effizienter Korrosionsschutz von Eisen/ Stahl vorgestellt.//
According to the 2016 study„International Measures of Prevention, Application and Economics of Corrosion Technology (IMPACT)“ from „NACE International – The Worldwide Corrosion Authority“ the follow-on costs of corrosion are estimated to reach $2.5 bn per year. In addition to wear corrosion is causing the highest loss of material in our modern world. Since the industrial revolution, iron/steel has been the most important and the most widely used metallic material. It offers a multitude of beneficial (me- chanical) properties but it shows a major drawback in that it has an insufficient corrosion resistance at the usual ambient conditions. To be sure, stainless steels usually show a sufficient corrosion resistance. But they haven’t been successful for economic reasons and partly due to their specific mechanical/physical properties. In this article, zinc thermo-diffusion is introduced as an efficient corrosion protection for iron/ steel.

Eine optimale Prozessführung ist entscheidend für guten Korrosionsschutz und dekoratives Aussehen

Die korrekte Prozessführung für Passivierungen von Zink-Nickeloberflächen hat einen entscheidenden Einfluss auf den resultierenden Korrosionsschutz. Die genaue Einhaltung der Passivierungsparameter wie Konzentration, Temperatur, Zeit und pH-Wert beeinflusst die Ausbildung der Passivierungsschicht, was für den hohen Korrosionsschutz einer Zink-Nickelschicht erforderlich ist. Passivierungsschichten können transparent, irisierend, schwarz oder auch blau ausgebildet werden. Eine zu aggressive Passivierung, aber auch die Zink-Nickelschicht selber kann, z.B. durch einen zu hohen Nickelgehalt, zu einem drastischen Einbruch des Korrosionsschutzes (frühe Rotrostbildung) führen. Wie schon bei Zinkpassivierungen seit vielen Jahren bekannt ist, haben auch bei Zink-Nickeloberflächen Verunreinigungen (Eisen) und auch eine erhöhte Zinkkonzentration einen negativen Einfluss auf die Schichtbildung und müssen im Prozess eng kontrolliert werden (Ionenaustauscher). Eine gute Spültechnik und Teilebewegung sind für eine homogene Oberfläche erforderlich. Der Vortrag beschreibt die wichtigsten Parameter der Prozessführung und ihre Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit der Passivierungen. Auch ökonomische und ökologische Aspekte werden betrachtet.//
The correct process management for the passivation of zinc-nickel surfaces has a decisive impact on the resulting corrosion protection. The exact adherence to the passivation parameters such as concentration, temperature, time and pH value, are affecting the formation of the passivation layer, which Is necessary for the high corrosion protection of a zinc-nickel layer. Passivation layers can be made transparent, iridescent, black or also blue. A too aggressive passivation, and also the zinc-nickel layer itself, having an excessive nickel content, can lead to a drastic decline of the corrosion protection (early red rust formation). As is known for many years from zinc passivation of zinc-nickel surfaces, impurities (iron) and an increased zinc concentration have a negative impact on the layer formation. Thus they must be tightly controlled (ion exchangers). A good rinsing technique and particle movement are required to achieve homogeneous surfaces.The lecture describes the most important parameters of the process management and their implications for the efficacy of the passivations. Economical and ecological aspects are considered as well.

Bei mikroverfahrenstechnischen Apparaten sind die Wandstärken viel geringer als bei konventionellen Apparaten in der chemischen Industrie, wie Rührkesseln. Der Beherrschung der Korrosion kommt daher besondere Bedeutung zu, weil bereits geringfügige Korrosion, die in großtechnischen Bauteilen toleriert werden kann, zum Versagen und unvorhergesehenen Ausfällen führen kann.//
Micro process apparatuses possess lower wall thicknesses than commercially used equipment in chemical industries, like stirring vessels. Suppression of corrosion is essential since already low values play- ing no role under normal circumstances may lead to failure and unexpected interruptions of micro process apparatuses.

Die elektrochemische Abscheidung von Metallen aus nichtwässrigen Lösungen war und ist noch immer eine Besonderheit unter den galvanischen Verfahren. Die hier beschriebene Technologie, metallisches Platin aus einem geschmolzenen Salz abzuscheiden, bietet insbesondere dann Vorteile, wenn Platin festhaftend und duktil auf refraktären Metallen wie Titan, Niob oder Molybdän abgeschieden werden soll. Die verschiedenen Anwendungen und die Vorteile der Hochtemperaturelektrolyse wurden umfänglich in verschiedenen Berichten und Vorträgen dargestellt. In diesem Bericht wird schwerpunktmäßig auf die Ursprünge der Technologie und die Entwicklung über rund vier Jahrzehnte eingegangen.