Artikelarchiv

Verbesserung durch Elektropolieren

1. Einleitung

Ein Bauteil tritt im wesentlichen über seine Oberfläche in Wechselwirkung mit der Umgebung. Daher bestimmen, abgesehen von Festigkeit, Dichte und Leitfähigkeit, überwiegend Oberflächeneigenschaften das Funktionsverhalten. Für metallische Oberflächen, auf die sich dieser Aufsatz ausschließlich bezieht, sind als wesentliche Einflußgrößen Topografie, Gefügebau, Legierungszusammensetzung und energetischer Zustand der oberflächennahen Werkstoffschichten zu nennen.
Die Qualitätsverbesserung einer Metalloberfläche erfolgt üblicherweise durch die Wahl eines höherwertigen Grundwerkstoffes oder durch Aufbringen einer Beschichtung, die den Anforderungen genügt.

Die Vorteile des Werkstoffes Aluminium im Maschinenbau sind hinreichend bekannt. Jedoch hat sich auf dem Sektor Legierungen in letzter Zeit einiges getan und so ist es heute zum Beispiel ohne weiteres möglich, Knetlegierungen mit Festigkeiten zwischen 470 und 540 N/mm2 zu erhalten. Auch hat sich auf dem Gebiet der Druckgußlegierungen bezüglich der angebotenen Legierungen ein gewisser Wandel ergeben. Um jedoch die gesamte Bandbreite dieser Werkstoffe ausnutzen zu können, ist es unumgänglich, auf ihnen korrosions- und abriebfeste Oberflächenschichten erzeugen zu können.

Einleitung

Das hitzebeständige Galvanisieren von Stahldrahtelementen, die zur Verwendung in Öfen und Gasherden bestimmt sind, ist ein interessantes, aber schwieriges Problem. Es handelt sich um ein Verfahren, über das nur sehr wenige Literaturangaben vorhanden sind [1]. Bei diesem Verfahren müssen gleichzeitig drei Anforderungen erfüllt werden:

- Es sollte ein Stahldrahtmaterial verwendet werden, das gute Eigenschaften beim Biegen und anderen mechanischen Beanspruchungen besitzt, ein entsprechendes Verhalten bei der Punktschweißung aufweist und ein gutes Grundmaterial für eine hitzebeständige, dekorative galvanische Beschichtung darstellt.
- Das aufgebrachte Schichtsystem soll hitzebeständig sein, ohne beim Erhitzen abzublättern.

- Der dekorative Überzug soll auch nach längerer Benützung seinen Glanz nicht verlieren.

Eine praxisbezogene Untersuchung

1 Einleitung

Energiesparen wird in der Galvanotechnik noch nicht so intensiv betrieben wie die Wertstoffrückgewinnung. Die Ursache ist zum Teil in einer ungenügenden Aufklärung und in der nicht zutreffenden Annahme zu suchen, daß Energiesparmaßnahmen hohe Investitionen erfordern. Wie im weiteren gezeigt wird, gibt es in der Galvanik viele Energiesparmöglichkeiten, die schon mit geringen Kosten realisierbar sind; im besonderen trifft dies gerade auf die Dunstabsaugung zu.
Dieser Aufsatz soll vor allem für die Praxis Möglichkeiten zur Energieeinsparung aufzeigen. Die Zusammenhänge zwischen Wärmeabfuhr an der freien Badoberfläche, dem Abluftvolumen und der Abluftgeschwindigkeit sowie dem Wärmebedarf zur Beheizung der Produktionsstätten werden verdeutlicht, um ersichtlich zu machen, daß eine gute Abstimmung und Einregulierung zwischen den Bereichen den Energiebedarf erheblich beeinflussen kann.

Zusammenfassung

Elektrolytisch oder chemisch hergestellte Dispersionsschichten – ein Verbund aus Schichtmatrix und eingelagertem Feststoff – sind ausgezeichnete Verschleißschutzschichten. Die für einen optimalen Einsatz erforderlichen Kenntnisse der Schichteigenschaften wie Härte, Umwandlungen und Zersetzung werden ebenso dargestellt wie das tribologische Verhalten der Schichten unter Temperaturbelastung, Die Verschleißschutzwirkung, wie auch die anderen Schichteigenschaften, werden von der Temperatur beeinflußt. Je nach Temperaturbelastung des Bauteils kann eine optimale Dispersionsschicht als Verschleißschutz unter Schwing- Reib-Beanspruchung empfohlen werden, wie z. B. Ni/P -I- Diamant von 20-400 °C oder Co + Cr203 bei 300-700 °C.

Teil II: Wirkweise des Abtragprozesses, Abtraggeschwindigkeit und Oberflächenstruktur beim Sprühätzen von Edelstahl mit Eisen(lll)-Chlorid

Fortsetzung aus Heft Nr. 1/1984 der „Galvanotechnik“

4 Experimenteller Teil

4.1 Versuchsbedingungen

Versuchsmaschine


Für die Versuche stand eine beidseitig wirkende Sprühätzmaschine der Fa. Chemcut zur Verfügung, deren Aufbau und kinematische Funktionsweise aus der Schnittzeichnung auf Abb.9 hervorgehen. Oberhalb und unterhalb der Werkstückebene sind je drei Düsenstöcke um ihre Längsachse schwenkbar angeordnet. Die serienmäßigen Sprühdüsen erzeugen einen Sprühkegel mit quadratischem Querschnitt und einem Öffnungswinkel von ca. 75°. Der Nenndurchsatz je Düse beträgt 130 l/h bei einem Sprühdruck von 1 bar. Maximal ist ein Sprühdruck von 1,37 bar verfügbar. Über ein kombiniertes Heiz-Kühl-System kann die Temperatur des Ätzmittels (im Sumpf) zwischen 20 °C und maxi- mal 54 °C eingestellt und konstant gehalten werden.

Laut Angabe von Statistiken sowie Aussagen von Politikern und Wirtschaftsfachleuten ist der Grund für den Rückstand der Spitzentechnologien auf bestimmten Gebieten nicht darin zu suchen, daß in der Bundesrepublik Deutschland zu wenig geforscht und entwickelt würde. Unzureichend sei vielmehr der Informationsaustausch zwischen FuE-Stellen und Anwendern, der in beiden Richtungen funktionieren muß, wenn eine effektive Anwendung der Ergebnisse in der Praxis gewährleistet werden soll.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

ln Betrieben zur Herstellung von Leiterplatten bereitet die Abwasserbehandlung bzw. die Beseitigung von Schwermetallen wie Kupfer, Nickel, Blei oft große Probleme. Häufig können die Einleitungsbedingungen mit den angewandten Verfahren nur sehr schwer oder gar nicht eingehalten werden. Dies gilt insbesondere für Klein- bis Mittelbetriebe, die sich den Aufwand einer teuren Recyclinganlage nicht leisten können.
Im Rahmen einer Untersuchung von behördlicher Seite im Hinblick auf Möglichkeiten zur Beseitigung von Schwermetallen aus dem Abwasser einer Leiterplattenfirma wurde dieses Problem zur chemischen Abwasserbehandlung aufgegriffen.

Bericht von einer Fachsitzung auf der Productronica '83

Unter der Leitung von H. Vanvor, Hanau, beschäftigte sich die Fachsitzung E1; anläßlich der Productronica '83 mit sehr speziellen Meß- und Prüfverfahren zur Untersuchung von elektronischen Bauelementen und zur Überwachung von Fertigungsprozessen.
W. Smetana (Institut für Werkstoffkunde der Elektrofechnik, TU Wien) erläuterte in seinem Vortrag über den „Einsatz eines kapazitiven Sensors zur Untersuchung des Feuchtverhaltens von Umhüllungsmaterialien der Hybridmikroelektronik“ einleitend die Gründe, die zu der Entwicklung eines solchen Sensors geführt haben.

Das Aufbringen einer Isolierschicht auf die fertig geätzte Leiterplatte unter Ausklammerung der Lötaugen sowie Meßpunkten für die elektrische Adapterprüfung bezeichnet man auf der zu lötenden Leiterplattenoberfläche als Lötstoppmaske und auf der zu bestückenden Leiterplattenoberfläche als Isoliermaske. Die Eigenschaften der Masken sind auf beiden Seiten der Leiterplatte gleich. Die Masken haben folgende Aufgaben:
Die Leiterbahnen untereinander sicher zu isolieren. Die Korrosion zu unterbinden. Bei Bauteilen mit Metallkörpern eine Kurzschlußbildung zu vermeiden. Nur die Lötstellen freilassen, die zur Lötung effektiv benötigt werden. Nicht zu lötende Bohrungen abzudecken. Den optischen Eindruck der Leiterplatte – unabhängig vom Lötprozeß – beizubehalten.

Die neue Leiterplatten-Generation
und deren automatische Chip- und Chipcarrier-Bestückung

Bericht über eine Veranstaltung in Schwäbisch Gmünd

Nicht nur hochwertige Leiterplatten sondern auch Öffentlichkeitsarbeit will die neugegründete Leitron GmbH im Schwäbisch Gmünd produzieren. Von bei- den Aktivitäten konnten sich über sechzig geladene Gäste, die vorwiegend aus der leiterplattenverarbeitenden Industrie kamen, überzeugen. Am3. 10. 1983 wurde in Form von Vorträgen „Die neue Leiterplatten-Generation und deren automatische Chip- und Chipcarrier-Bestückung“ behandelt.

Anläßlich einer Reise nach Singapore, Hong Kong, Taipei und Tokyo im Januar 1984 hatte ich Gelegenheit, die Leistungsfähigkeit dortiger Leiterplattenbetriebe kennenzulernen. Werden bei einem Vergleich zwar viele Unterschiede in technologischer und betriebswirtschaftlicher Hinsicht zwischen den einzelnen fernöstlichen Fertigungen sichtbar, bleiben doch folgende grundlegenden Gemeinsamkeiten: die Zielstrebigkeit, mit der Aufgaben in Angriff genommen und Probleme gelöst werden sowie der große Einsatzwille der Belegschaft und ihr Bestreben, Qualitätsarbeit zu liefern.

Bericht über eine Fachtagung der DG-Bezirksgruppe Berlin am 26./27. Januar 1984

Es hat sich in den letzten Jahren zu einer ständigen Einrichtung der DG-Bezirksgruppe Berlin entwickelt, im Januar eine 1Vitägige Fachtagung durchzuführen, die mit jeweils einem Themenkomplex ins- besondere die Praktiker anspricht.
Die gemeinsam mit der Galvaniseur- und Metallschleifer-lnnung Berlin, dem Labor für Galvanotechnik der Technischen Fachhochschule Berlin und dem Institut für Metallurgie-Metallhüttenkunde der Technischen Universität Berlin durchgeführte Veranstaltung wendete sich in diesem Jahr an den Konstrukteur.

Entfernen von überschüssigem Carbonat

Frage: Bisher gelang es uns, die maximal zulässige Carbonatkonzentration in unserem Zinkelektrolyten dadurch aufrecht zu erhalten, daß wir für jedes Teil ein optimales Verhältnis zwischen Einschleppung in und Ausschleppung aus dem Zinkbad festlegten. Jetzt wurde unsere Anlage auf ein abwasserfreies System umgestellt, bei dem alle Spülwässer über ein Kaskadensystem in den Zinkelektrolyten zurückgeführt werden. Es gibt also keine Ausschleppung mehr und der Carbonatgehalt steigt dementsprechend ständig an. Welche Methode ist die einfachste, um das überschüssige Carbonat aus dem Elektrolyten zu entfernen?

Bericht über ein Gespräch mit Dipl. -Ing. Hans F. Nix,
Mitinhaber und Geschäftsführer der Firma Elektro-Physik in Köln

Unter der Vielzahl der wichtigen Eigenschaften der galvanischen Schicht kommt der Schichtdicke nach wie vor die größte Bedeutung zu. Sie muß auch in der kleinsten galvanischen Anstalt gemessen werden, d. h. vor Ort, ohne besonderen Aufwand, mit Hilfe leicht bedienbarer Geräte, die preiswert und trotzdem genügend genau sind, Elektro-Physik hat in den vergangenen Monaten auf Messen einige Neuheiten für diese Zwecke angeboren. Wir haben daher die Bereitschaft von Herrn Nix begrüßt, unsere Leser genauer zu informieren.

Außenstromlose Vernicklung

Durch die interessanten, vielfältigen und variierbaren Eigenschaften außenstromlos abgeschiedener Nickel- und Nickel-Legierungsschichten ist das Verfahren zu ihrer Abscheidung zu einem der heute in amerikanischen Fachkreisen besonders intensiv diskutierten Themen geworden. Nachdem im Jahre 1983 auf der Dritten Konferenz über die außenstromlose Vernicklung in Chicago mehrere grundsätzliche Vorträge gehalten wurden, hört die Anzahl der Veröffentlichungen und Veranstaltungen zu diesem Thema nicht auf.

Bericht von Dr.-Ing. K. Stallmann über ein Pressegespräch
zum Thema Oberflächentechnik/Galvanotechnik am 19. Januar 1984 in Essen

Die Hannover Messe 1984 findet vom4. bis 11. April statt; auf dem Fachmarkt Oberflächentechnik werden in der zentral gelegenen Halle 6 Verfahren der Oberflächentechnik wie Galvanisieren, Lackieren, Emaillieren und Kunststoffbeschichten vorgestellt. Die Arbeitsgemeinschaft der Deutschen Galvanotechnik wird, wie auch schon auf der Surtec 1983 in Berlin, mit einem Gemeinschaftsstand von ca. 40 Ausstellern vertreten sein, auf dem sich u, a. auch die Gütegemeinschaft Galvanotechnik e. V. mit ihren Mitgliedsfirmen vorstellt und auf die Vorteile der Gütesicherung aufmerksam macht.

Neue Edelmetallraffinerie

Einer der größten Edelmetallhersteller, die Engelhard Industries Ltd, hat kürzlich in England eine neue Raffinerie eröffnet, die eine Kapazitätserhöhung um das Vierfache bedeutet. Die Anlage wurde inden Cinderford-Werken der Gesellschaft im Westen von England mit einem Investitionsaufkommen von umgerechnet 9 Mio DM errichtet. Sie ist die größte Einrichtung dieser Art in Europa und die erste, die speziell für Edelmetalle ausgelegt wurde. Man hofft, daß es gelingt, das weltweite Aufkommen von Metallschrott aus der Elektronikindustrie in diesem Werk zu konzentrieren, um hier die Edelmetalle zu gewinnen. Engelhard schätzt diesen Markt auf weit über 120 Mio DM in Europa und etwa auf das Doppelte in den USA.

Bericht über eine Informations- und Diskussionsveranstaltung
des Deutschen Schraubenverbandes e. V. Düsseldorf und des Instituts für Werkstoffkunde der TH Darmstadt, am 5. Dezember 1983 in Düsseldorf

Schrauben sind Verbindungselemente, von deren Funktionalität und Betriebsbewährung die Sicherheit weiter Bereiche der Technik in hohem Maße abhängt. Demzufolge sind bestimmte Anforderungen an den Werkstoff, die Wärmebehandlung, die Fertigung, an Konstruktion und Bemessung zu stellen, deren Erfüllung nur durch entsprechende Qualitätsüberwachung gewährleistet werden kann. Zur beanspruchungsgerechten Fertigung gehört in der Regel die Oberflächenbehandlung, die im wesentlichen aus Gründen eines erhöhten Korrosionsschutzes angewendet wird, weiterhin zur Sicherstellung der Lösbarkeit sowie zur Erzielung eines definierten Reibbeiwertes.