Artikelarchiv

1 Einführung

Lackschichten finden zum Schutz vor Korrosion, aber auch zur Verschönerung des äußeren Erscheinungsbildes eine breite Anwendung. Sehr extremen Einflüssen wie Steinschlag, Hitze, Kälte, aggressiven Medien usw. sind z. B. Automobillacke ausgesetzt.

Um die geforderte Schutzwirkung zu erreichen, muss die Lackschicht hinreichend dick sein und darüber hinaus definierte mechanische Eigenschaf- ten aufweisen. Für die Optimierung der Schichteigenschaften nimmt die Härte eine bedeutende Stellung ein. Die Härtemessung an Lackschichten gibt Aufschluss z. B. über den Polymerisationsgrad, über Härteänderungen infolge von Temperatureinflüssen, über die Versprödung durch UV-Bestrahlung, über Veränderungen der viskoelastischen Eigenschaften durch Witterungseinflüsse oder auch über die Kratzfestigkeit.

Erweiterte Möglichkeiten der mechanischen Charakterisierung von Lackschichten eröffnen sich aus der registrierenden Härtemessung mit Erfassung und Auswertung des vollständigen Prüfzyklus, bestehend aus Belasten, Halten der Prüfkraft, Entlasten. Neben der Härte unter Prüfkraft erhält man Aussagen über die Elastizität, das Kriech- oder auch Rückverformungsverhalten der Schicht.

In der vorliegenden Arbeit werden die Möglich- keiten der Prüfung von sehr unterschiedlichen Lackschichten mit dem Fischerscope H100C auf- gezeigt. Für ausgewählte Kenngrößen des Kraft- Eindringtiefe-Verfahren werden die Prüfergebnisse dargestellt und erläutert. Gegeben werden prüf- methodische Hinweise zur Herangehensweise bei der Ermittlung von repräsentativen und vergleich- baren Kennwerten.

Es ist eine schwierige Beziehung zwischen den Forschern und den Journalisten. Die Wissenschaft beanstandet oft die oberflächliche Behandlung und die fehlerhafte Darstellung ihrer Arbeiten, wäh- rend Journalisten den Forschern oft eine mangelnde Kooperation vorwerfen. Forscher argumentieren, die wissenschaftliche Arbeit sei auf lange Sicht auf Exaktheit und Strenge ausgerichtet, während die Medien kurze Sicht, Vereinfachung und Emotionen in den Vordergrund stellen.

Spaltkorrosion

Frage: Wir sollen kassettenförmig gefalzte Blechteile, an denen zusätzlich eine Öse durch Punktschweißen befestigt ist, vernickeln und verchromen. Gibt es eine Methode, um das Ausblühen der Spaltkorrosion zu vermeiden?

Der Euro – England sagt “nein”

Die goldene Regel in der Politik lautet sage nie- mals nie und deshalb wird kaum ein vernünftiger britischer Reporter sagen, dass Großbritannien niemals dem Euro beitreten wird. Nun ist es aber mehr oder weniger die offizielle Politik der Regie- rung, dass Großbritannien in den nächsten drei oder mehr Jahren dem Euro nicht beitreten wird. Jede Entscheidung über Beitritt oder Nichtbeitritt müsste von der Bevölkerung Großbritanniens in einem Referendum abgesegnet werden; und es ist klar, dass es – wenigstens jetzt – zu einer massiven Ablehnung sämtlicher solcher Vorschläge kommen würde.

Die Debatte darüber ist in Großbritannien nun abgeklungen, weil die Entscheidung ja gefallen ist, aber rückblickend kann man sagen, dass es zwei Hauptargumente in der Auseinandersetzung gegeben hat – nämlich die wirtschaftlichen und die politischen Gründe für einen Beitritt. Nach ein oder zwei Jahren werden wir sehen, ob und wie sich die Verhältnisse in Europa geändert haben, und dann wird die Diskussion in England vielleicht wieder aufgenommen.

Nahezu 50 % der europäischen Produktion von Nichteisenmetallen entsteht inzwischen aus Recyclingmaterial. Sammlung, Aufbereitung und Rückführung in den Wertstoffkreislauf erfolgen über Metallhändler. Die Branche sieht sich durch politische Fehlentwicklungen existentiell bedroht.

 Auszug aus dem Buch „Handbuch der Galvanoplastik“ von Konrad Taucher. 6. Auflage 1900 19. Kapitel

Galvanische Vergoldung in der Hitze

Die heiße galvanische Vergoldung geht, wie ich schon gesagt habe, regelmäßiger und schneller von statten und liefert reichere Färbungen.

Man kann die hierbei verwendbaren Bäder außerordentlich verschieden bereiten, ich beschränke mich hier auf die Angabe von fünf Vorschriften.

Beim Hinterspritzen von textilen Dekormaterialien ergibt eine strukturierte Oberfläche der Werkzeugkavität eine sehr viel bessere Dekoroberfläche als eine glatte oder polierte Kavität. Dies haben die Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz, und die Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH, München, in einer umfang- reichen Versuchsreihe festgestellt. Die im Technologie- Zentrum bei Kaufmann an einer Türinnenverkleidung durchgeführten Versuche zeigen, dass sowohl die textile Haptik als auch der Farbeindruck des Textils nahezu unverändert erhalten bleiben.

Praktische Bedeutung hat diese Möglichkeit zur Verbesserung der Dekoroberfläche bei der Herstellung von Säulenverkleidungen, Türinnenverkleidungen und ähnlichen mit Textilien dekorierten Teilen der Fahrzeug- Innenausstattung. Bisher musste für solche Teile ein mehrschichtiges Dekormaterial eingesetzt werden. Dabei dient ein rückseitig aufgebrachtes, an die Verfahrenstechnik und das Basismaterial angepasstes Vlies dazu, das Textil vor übermäßiger Beanspruchung während der Formteilherstellung zu schützen. Dieser Mehraufwand geht mit erhöhten Kosten für das Dekormaterial einher. Er kann bei einem Hinterspritzwerkzeug mit strukturierter Kavitätenoberfläche entfallen oder zumindest wesentlich reduziert werden – und gleichzeitig weist die Formteiloberfläche meist eine verbesserte textile Struktur ohne Glanzstellen auf.

1 Einführung zur technischen Anwendung des Werkstoffes Magnesium

1.1 Allgemeine metallkundliche Aspekte / Werkstoffeigenschaften

Die wesentlichsten Eigenschaften von Magnesium im Vergleich zu Titan und Aluminium sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Magnesium kann im Vergleich zu anderen Metallen als sehr junger Konstruktionswerkstoff gelten. So wurde die erste Magnesiumlegierung unter dem Namen Elektronmetall im Jahre 1909 durch die damalige Chemische Fabrik Griesheim Elektron auf der ILA in Frankfurt a.M. der Öffentlichkeit vorgestellt [1].

Im Vergleich zu den Eisenwerkstoffen unterlag die Verwendung von Magnesium als Konstruktions- werkstoff häufig auch bestimmten Schwankungen [2]. Dies hatte sowohl politische (Einfluss der Weltkriege auf den Primärverbrauch) als auch tech- nische Hintergründe (z. B. Einzug wassergekühlter Motoren im Fahrzeugbau). Dabei sind die Vorzüge dieses Metalls unumstritten.

Mit seiner Dichte von 1,74 g/cm3, die von keinem anderen als Hauptlegierungskomponente zum Ein- satz kommenden Metall unterboten wird, stellt es ein wichtiges Material für die Durchsetzung von werkstofftechnischen Leichtbauprinzipien dar. Durch seinen im Bereich des Aluminiums liegen- den Schmelzpunkt von nur 630 °C ist es mit relativ geringem Energieeinsatz urformbar.

-Fortsetzung aus Galvanotechnik 8/2003-

4.3.3 Einsatz von Abfällen aus der Oberflächen- behandlung als Sekundärrohstoff

4.3.3.1 Galvanik

Die in Abschnitt 3.3.1 beschriebenen halogen- haltigen bzw. -freien organischen Entfettungslö- sungen werden üblicherweise unter Nutzung ihres Heizwertes thermisch entsorgt (vgl. Abschnitt 4.3.5). Bei den entsprechenden wässrigen Emul- sionen lässt sich die noch vorhandene erhebliche Basenkapazität zu Neutralisationszwecken, z. B. in chemisch/physikalischen Behandlungsanlagen, nutzen, da in diesen Anlagen häufig ein Säureüber- hang vorhanden ist. Die Verwertung von Chemisch Nickel beschränkt sich im Wesentlichen auf die Rückgewinnung des vorhandenen Nickels. Da die entsprechenden Konzentrationen bei großen Über- schüssen an Störstoffen vergleichsweise gering sind, sind elektrolytische Verfahren in den meisten Fällen wenig effektiv. Damit ist die Nickelrückge- winnung nur noch über eine Verwertung des bei der Fällung entstehenden Schlammes möglich. Dieser Weg verbleibt bei praktisch allen metallsalzhaltigen Elektrolyten, wobei höherkonzentrierte Metallisie- rungslösungen (wie auch die edelmetallhaltigen) günstig firmenintern oder extern elektrolytisch auf- gearbeitet werden können (vgl. Abschnitt 4.4.3). Der Einsatz von Abfällen aus dem galvanotech- nischen Bereich als Rohstoffe für andere Indu- striezweige betrifft im Wesentlichen verbrauchte Chromsäureelektrolyte.

1 Einleitung

Gemäß der EU-Altautoverordnung muss zum 1. Juli 2007 auf die Verwendung von sechswertigem Chrom in Passivierungsschichten verzichtet werden [1]. Für galvanisch veredelte Oberflächen ist die Dickschichtpassivierung die geeignete und gleichwertige Alternative zur Gelbchromatierung. Mit dem Schichtpaket, Zink oder Zinklegierung und Dickschichtpassivierung, werden bekanntermaßen folgende Eigenschaften erreicht [2, 3, 4]:

• Chrom(VI)freiheit,
• guterKorrosionsschutz,
• geeignet für Gestell- und Trommelbeschichtung,
• brillante Optik,
• guteUmweltverträglichkeit,
• gute Wirtschaftlichkeit,
• Haft-undAbriebbeständigkeit.

Zusätzlich zu diesen Eigenschaften werden für Ver- bindungselemente mit Gewinden weitere Bedin- gungen gestellt:

• hohe Maßhaltigkeit, insbesondere im Gewindebereich,
• Einstellung einer definierten Reibungszahl,
• Steigerung des Korrosionsschutzes durch zusätzliche Versiegelungen.

Im Folgenden sollen die drei letztgenannten For- derungen Maßhaltigkeit, Reibungszahl und Kor- rosionsschutz aufgegriffen und Lösungsansätze zur Erfüllung dieser Forderungen aufgezeigt werden.

1 Einleitung

Von Hartchromschichten werden nicht nur gute Verschleißeigenschaften erwartet, sondern auch gute Korrosionsbeständigkeiten. Heute übliche Korrosionsbeständigkeiten liegen bei 100 Stunden ohne Rotrost nach DIN 50021 SS (Salzsprühtest). Die Kombinationsschicht Heißchrom – Hartchrom kann diese Forderungen erfüllen, wobei man von Korrosionsbeständigkeiten bis zu 144 Stunden ausgehen kann. Wird eine Korrosionsbeständigkeit von mehr als 144 Stunden verlangt, werden zum großen Teil Kombinationsschichten wie Nickel – Hartchrom oder chemisch Nickel – Hartchrom ein- gesetzt, die nicht selten am Mehraufwand, sprich Preis, scheitern oder aufgrund fehlender Möglichkeiten nicht angeboten werden können.

Verschiedene Variationen der Hartchromschichten sollen nun die Korrosionsbeständigkeit spürbar erhöhen. Das können z. B. Triplex-Schichten sein, bei denen die Verchromung unterbrochen wird, damit die Risse nicht bis zum Grundmaterial durchreichen. Andererseits werden Schichten aufgetragen, die unter uneinheitlichen Parametern abgeschieden werden, um die Anzahl der Risse zu variieren. Bedauerlicherweise wird oftmals nicht dabei bedacht, dass die Korrosionsbeständigkeit nicht allein ein Ergebnis des Elektrolyten ist, son- dern das Resultat der gesamten Bearbeitungskette und jeder einzelne Schritt zur Erlangung der Kor- rosionsbeständigkeit beiträgt. Findet das bei der Produktion Beachtung, sind selbst mit Schichten um 30 ?m Hartchrom Korrosionsbeständigkeiten von mehr als 144 Stunden realisierbar.

1 Einleitung

Im vorliegenden Beitrag wird das Schichtsystem Nickel/Nickel-Phospor/Gold-Kobalt auf seine Eig-nung zur Beschichtung von Steckverbinder- kontakten für die Nachrichtentechnik überprüft. Die Untersuchungen wurden in einem gemeinsa- men Projekt der Siemens AG (Bereich Information and Communication Networks, München), ITT Industries Cannon GmbH, Weinstadt, und Umi- core Galvanotechnik GmbH, Schwäbisch Gmünd, durchgeführt.

Im Folgenden wird das untersuchte Schichtsystem dahingehend bewertet, ob es hinsichtlich techni- scher Eignung (elektrisches Verhalten, Beständig- keit gegen Korrosion und Verschleiß) und Kosten- aufwand (der sowohl die reinen Edelmetallkosten als auch die Prozesskosten beinhaltet) eine Alter- native zu den bislang etablierten Standardverfahren Nickel/Gold-Kobalt und Nickel/Palladium-Nickel/ Gold-Kobalt darstellt. Welchem der beiden genann- ten Standardverfahren bislang der Vorzug gegeben wird, hängt maßgeblich von den Preisen für Gold und Palladium ab; vor allem der Palladiumpreis unterlag in den letzten Jahren starken Schwankun- gen – in den Jahren 2001 und 2002 beispielsweise stieg der Preis von ca. 14 €/g auf über 40 €/g an. Die Mehrheit der Steckerhersteller, die zuvor noch mit Palladium-Nickel (mit Flashgold in einer Dicke von 0,1 bis 0,2 ?m) beschichtet hatten, stieg spätestens zu diesem Zeitpunkt auf Gold um. Der Goldpreis kann als relativ stabil bezeichnet werden. Die Schwankungen innerhalb der letzten fünf Jahre lagen zwischen 8,50 €/g und 12,50 €/g (Abb. 1). Inzwischen ist der Palladiumpreis wieder auf unter 6 €/g gefallen (Abb. 2), was Palladium-Nickel wieder interessanter erscheinen lässt.

In der nach dem zweiten Weltkrieg mit voller Kraft einsetzenden Massenfertigung spielte die QC als Qualitätskontrolle im deutschen Sinne des Wortes eine wesentliche Rolle. Zunächst durch vor allem angelernte Arbeitskräfte mittels Lehren. Die Qualitätskontrolle bestand also in der Prüfung gut – schlecht.

Die nächste Entwicklungsstufe war die Einführung messender Prüfverfahren und der Einsatz entsprechend geschulter Mitarbeiter. Die Fehlerquote lag im Prozentbereich. Die Erkennbarkeit der Fehler liegt bei individueller Prüfung im gleichen Bereich. Die Qualitätssicherungsverein- barungen wurden mittels entsprechender Vorschriften und Normen auf der Basis der so genannten AQL-Werte abgeschlossen (AQL – annehmbare Qualitätslage). Der Produktionsumfang reichte noch nicht zum Überschuss, deshalb teilten sich Lieferant und Kunde das Risiko fehlerhafter Chargen auf dieser Grundlage.

Bericht über ein außergewöhnliches Energiekonzept bei der Firma Hübner in Kassel-Waldau

In der Planung von Industriebauten dominieren sehr stark die produktionstechnischen Anforderun- gen. Und ein im Vergleich mit Wohn- und Verwal- tungsgebäuden oft besonders enger Kostenrahmen hat den Bau von architektonisch oder energetisch anspruchsvollen Industriehallen bislang weitgehend blockiert. Es ist also nicht verwunderlich, dass Stahl- und Stahlbeton-Systemhallen weiterhin Konjunktur haben.

Vor diesem Hintergrund kann eine 1998 errichtete Produktionshalle überzeugen: Mit dem 2000 m2 großen Gebäude konnte gezeigt werden, dass auch im Industriebereich eine kostengünstige Produk- tionshalle im Niedrigenergiestandard realisiert werden kann, die zudem eine hohe Arbeitsplatz- qualität bietet.

Weltmesse SolarEnergy 2003 in Berlin

Zur aktuellen Situation

Vom 8. bis 10. Mai 2003 fand auf dem Berliner Messegelände zum sechstenmal die Fachmesse SolarEnergy 2003 statt. Sie ist nicht zu vergleichen mit den großen umfassenden Umweltmessen, son- dern weitgehend spezialisiert auf den Bereich der Solartechnik. Es waren zwar auch Randbereiche wie Wärmepumpen oder Holzfeuerungen vertre- ten, doch in nur untergeordnetem Maße. Dagegen zeigten sich immer mehr übergreifende Aspekte zu Architektur und Bauwesen, in die sich Solaranla- gen vorteilhaft einbeziehen lassen. Dementspre- chend wurden auch diesbezügliche Fachtagungen wie z. B. die Architekten- und Ingenieurtagung des VBI (Verband Beratender Ingenieure), die Aktionskonferenz der Deutschen Wohnungswirt- schaft sowie die EURATOM, die Biomasse- und Biogaskonferenz oder die Tagung Wärmepumpe sowie Themenkomplexe wie SolarMobility oder Innovative Energietechnologien mit der Fachmesse verquickt. Zwar erscheint die Messe mit nur ca. 210 im Katalog aufgeführten Unternehmen und Insti- tutionen relativ bescheiden, doch gab sie einen umfassenden Überblick über die Fortschritte der Solartechnik sowohl für die Fotovoltaik als auch die Solarthermie. Die Bedeutung der Fachmesse wurde dadurch unterstrichen, das Bundesumweltminister Jürgen Trittin persönlich die Ausstellung mit einem Vor- trag zur aktuellen Situation eröffnete.

-Fortsetzung aus Galvanotechnik 5/2003-

4 Elektrochemische und elektrolytische Verfahren

4.1 Elektrolyse

Die Elektrolyse zur Metallabscheidung ist eines der in der Recyclingtechnik schon lange einge- setzten Verfahren. Insbesondere diente und dient es der Rückgewinnung von Edelmetallen aus nicht unbrauchbaren Elektrolyten oder Standspülen, wie sie z.B. beim Einsatz von Kaskadenspüleinrichtun- gen anfallen. Tabelle 2 enthält für die Elektrolyse interessierenden Metalle in der Reihenfolge ihrer Normalpotentiale. Aus dem elektrochemischen Äquivalent lassen sich die pro Amperestunde abscheidbaren Metallmengen errechnen. Für die in Tabelle 2 angegebenen Vergleiche wurden Stromausbeuten von 100 % angenommen, die in der Praxis allerdings nicht realisierbar sind. 

geeigneten Elektrolysezellen, deren Bauarten von den Platenzellen grundsätzlich abweicht, lassen sich Silber bis in den mg/l-Bereich und Gold bis in den 0,1 mg/l-Bereich wirtschaftlich entfernen. Hier erfordern aber die sehr hohen Metallvergütungen erheblich weitergehende Metalleliminierung aus den Lösungen als bei den unedleren Metallen. Dabei wird auch von erheblich geringeren Ausgangskonzentrationen ausgegangen.

1 Ausgangssituation und Aufgabenstellung

Für eine moderne Oberflächenbearbeitung von Metallen sind die erforderlichen Reinigungsoperationen auf einem kontinuierlich hohem Niveau zu halten, da hiervon maßgeblich die Qualität der Oberflächenschichten (z. B. Haftfestigkeit, Gleichmäßigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Lötbarkeit und Bondbarkeit) bestimmt wird.

In galvanischen Betrieben wird der Fertigungs- und Beschichtungsprozess in speziellen Behandlungsbädern vorgenommen, wobei die letzte Behandlungsstufe meistens mit der Anwendung von Spülkaskaden abgeschlossen wird. Einen maßgeblichen Einfluss auf die erreichbare Oberflächenqualität hat dabei oftmals die Qualität der in den Spülbädern eingesetzten Spülwässer. Zur Beurteilung der Wasserqualität werden in der Regel chemische Parameter, z. B. Kationen- und Anionengehalte bzw. die damit korrelierende Ionenleitfähigkeit, herangezogen.

Nach bisherigen Erfahrungen war jedoch mit diesen chemischen und physikalischen Prüfprozeduren nur eine Einschätzung der Wasserqualität unter anorganischen Gesichtspunkten und des damit erreich- baren Oberflächenreinheitsgrades möglich. Nicht sichtbare (latente) organische Verunreinigungen, die ihren Ursprung in der mikrobiologischen Flora (Bakterien-, Algen-, Pilzkulturen) haben, blieben in der analytischen Überprüfung unberücksichtigt.

In der Praxis haben oftmals gerade diese organischen Verunreinigungen zur Beeinträchtigung des Oberflächenreinheitsgrades geführt, obwohl der anorganische Status der Spülwasser innerhalb fest- gelegter Grenzen war.

Moderne Kommunikations- und Verkehrstechnik, fallende Zollschranken, immer größere Wirtschafts- räume etc. lassen unsere Welt ständig enger und kleiner werden. Länder, deren Namen man vor 50 Jahren kaum kannte, sind heute mit uns im gleichen Konzern zusammengeschlossen, und eine inter- nationale Mischung aus Hautfarben und Sprachen ist immer häufiger kollegial im gleichen Betrieb verbunden.

Die mit dem Ziel größtmöglicher Gewinne gebildeten internationalen Konzerne nutzen die Gegeben- heiten oder haben sie z. T. sogar politisch gefördert, um im billigsten Land produzieren und im teuers- ten möglichst viel verkaufen zu können, ohne dass Währungs- oder Zollschranken daran hindern. In den in der Regel armen Ländern niedriger Löhne leisten sie damit eine Art Entwicklungshilfe, die vom Steuerzahler der reichen Länder über die Finanzierung von Arbeitslosen- und Sozialhilfe finanziert wird, falls die Betroffenen nicht völlig im Slum der Großstädte untergehen.

Die Randbedingungen für erfolgreiche Public Relations für die Mikrosystemtechnik haben sich grundlegend geändert. Vor einiger Zeit noch konnte man allein mit dem Begriff Mikrosystemtechnik die Säle füllen, die Kapitalgeber standen Schlange, um sich über die Zauber- technik zu informieren und in Presse und Rundfunk gab es zahlreiche Berichte über die Wunder in der Mikrowelt. Jetzt ist die Nanotechnik das neue Buzz-Word.

Vorbei sind die Zeiten der aufregenden Visionen, die vor Jahren die Fantasie aller Beteiligten beflügelt haben. Früher ging es darum, die Mikrotechnik und ihre Mög- lichkeiten bekannt zu machen. Der Mikrohubschrauber von Professor Ehrfeld war hierfür eine geniale Marketing- idee. Heute berichten wir viel öfter über vergleichsweise langweilige Dinge, wie zum Beispiel Mikro-Motoren für Klappenverschlüsse in Waschmaschinen. Die Public Relations der Mikrosystemtechnik haben einen Paradig- menwechsel hinter sich.