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Anlaufen von galvanischen Nickelschichten bei der Wärmebehandlung

Frage: Bauteile, in denen unter anderem galvanisch vernickelte Messingteile montiert sind, werden in einem Luftumwälzofen 45 Stunden lang bei 350 °C wärmebehandelt. Die Forderung unseres Kunden ist es, die Nickelschicht möge dabei nicht anlaufen. Ist das überhaupt möglich und kann man es gewährleisten?

Bericht über eine Veranstaltung der IIR-Deutschland GmbH in Stuttgart bzw. München

Metallischen Bauteile werden seit der Industrialisierung beschichtet, um dekorative Effekte zu erzielen oder den Grundwerkstoff gegen Umwelteinflüsse zu schützen. In den letzten Jahren und Jahrzehnten spielten aber funktionelle Anforderungen eine immer stärkere Rolle. Während die Substratwerkstoffe bevorzugt die mechanischen Eigenschaften eines Bauteils ausmachen, sollen die Beschichtungen die Korrosion verhindern, den Verschleiß minimieren, Reibwerte gewährleisten oder die Haftung zu einer Decklackierung oder Klebefläche ermöglichen. Dazu müssen die Eigenschaften der Beschichtung definiert sein, um vom Konstrukteur als Bauteileigenschaften erfasst werden zu können. Auf diese Weise trägt die Oberflächen- und Beschichtungstechnologie nicht unerheblich zu einem ressourcenschonenden Einsatz von Materialien bei. Einerseits kann bei der Konstruktion auf den Einsatz von Werkstoffkomponenten verzichtet werden, deren Funktion auf den Oberflächenbereich beschränkt bleibt und die teilweise eine Verarbeitung durch Schmieden, Fräsen, Drehen oder Umformen deutlich erschweren würden. Und andererseits ist die Beschichtungstechnologie an sich ein Paradebeispiel für den sparsamen Einsatz von Rohstoffen schlechthin; sowohl in Bezug auf die Auftragung auf das Substrat, die meist im Bereich von Mikrometern liegt, als auch bei der Ausnutzung der Ausgangsstoffe, da in der Regel bei der Beschichtung nur sehr wenig Material als Abfall anfällt. über eine Veranstaltung der IIR-Deutschland GmbH in Stuttgart bzw. München

Von der Umstellung auf RoHS (Restriction of Hazardous Substances) sind Zulieferer, Produktion und damit Ingenieure betroffen. Aber auch das Qualitätsmanagement und andere Teile in den Unternehmen müssen sich den neuen Richtlinien anpassen und frühzeitig dieses Projekt angehen. Die RoHS-Umstellung birgt für die Unternehmen in Deutschland ein erhebliches Risiko, aber auch Chancen, sich vom ausländischen Wettbewerb abzusetzen. Dort, wo im Zuge der Umstellung echte Prozessanpassungen vorgenommen wurden, reduziert sich das Altmaterial und Lagerumschläge verbessern sich spürbar.

Bericht vom DGO-Expertenworkshop am 13. Oktober 2005 in Berlin

Für den Themenbereich Oberflächentechnik und Elektronik gibt es ein neues Tagungsangebot: Der Expertenworkshop Galvano- und Oberflächentechnik für Elektronikanwendungen, veranstaltet von der DGO in Zusammenarbeit mit der BAM, dient dem Austausch zwischen der Oberflächentechnik und ihren Kunden aus dem Elektronikbereich. Der Workshop, der gleich beim ersten Mal großes Interesse gefunden hat, soll künftig in zweijährigem Rhythmus stattfinden.

Der Airbus A 380 ist nun flugfähig. Die Firma Airbus in Bremen ist als Zulieferer maßgeblich an diesem Erfolg beteiligt. Dort wurde im Jahre 2002 eine Anodisieranlage sowie eine entsprechende Abwasser- und Recyclinganlage installiert, die der Exklusivität und dem hohen technischen Anspruch dieses Flugzeugs gerecht werden.

Verteilung von Öl über Wassertröpfchen

Die Wissenschaftler Manoj Chaudhury und Ankur Chaudhury von der Lehigh Universität in den USA haben beobachtet, dass Hexadecan sich auf einer Polystyroloberfläche schneller verteilt, wenn sich auf der Oberfläche kleine Wassertröpfchen befinden. Auf einer reinen, trockenen Oberfläche ist die Verteilung dagegen wesentlich langsamer. Erklärt wird diese Beobachtung mit dem dynamischen Kontaktwinkel, der auf einer trockenen Oberfläche viel niedriger ist. Wenn die Wassertröpfchen nebeneinander liegen, ist der dynamische Kontaktwinkel hoch und damit die Verteilung schneller. Manoj Chaudhury, der in Kolkata studierte bevor er an der New York Universität in Buffalo promovierte, beschreibt das Verfahren als eine Art zweidimensionale Bewegung von Flüssigkeiten durch poröse Körper. Die praktische Bedeutung dieser Beobachtung, vor allem für Fälle, bei denen Tenside nicht verwendet werden können, ist groß. So ließen sich nach Ansicht von Professor Chaudhury dünne Schichten mit definierten Schichtdicken und Durchmessern produzieren.

2006 – Das Energiejahr!

Meine Vorhersage für das Jahr 2006 ist, dass in diesem Jahr jeder energiebewusster werden wird. Können wir noch sicher sein, ob unsere Energie ausreicht, um unser Haus warm zu halten, unsere Autos anzutreiben und um die Wirtschaft am laufen zu halten? Als ich mir im Radio das weltberühmte Wiener Neujahrskonzert anhörte, wurde mir gleichzeitig bewusst, dass ein Energiestreit wie der zwischen Russland und der Ukraine auch Auswirkungen auf ganz Europa haben könnte. Aber selbst wenn wir genügend Energie in Form von Gas, Benzin, Heizöl und so weiter haben, wie viel werden wir zukünftig dafür bezahlen müssen?

Neue Kipp- und Drehgestelle für die galvanische Beschichtung von der Seemann Gestellbau GmbH

Bei der Seemann Gestellbau GmbH in Villingen-Schwenningen wurde ein wichtiger Meilenstein des Gestellbaus erreicht: In den vergangenen Monaten hat das Unternehmen, den Anforderungen des Marktes entsprechend, die Konstruktion von anspruchsvollen Galvanisiergestellen für die intelligente Teilebewegung perfektioniert. Bis ins Detail durchdachte Kipp- und Drehgestelle verkörpern den neuesten Stand der Technik im Gestellbau und ermöglichen es, auch anspruchsvollste Teile in höchster Qualität wirtschaftlich zu beschichten. Mit dem Verfahren der intelligenten Teilbewegung gelingt dies auch bei so genannten schöpfenden Teilen problemlos, wo der Galvaniseur seit jeher mit zwei Schwierigkeiten zu kämpfen hat: Zum einen mit Luftblasen, die sich beim Eintauchen in den Elektrolyten an der Innenfläche des Hohlkörpers bilden, und zum anderen mit der Elektrolyt- verschleppung in nachfolgende Positionen.

Bericht über eine Veranstaltung der Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG in Dortmund

Am 27. und 28. Oktober 2005 veranstaltete die Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG ihre zweite internationale Fachtagung für Mikroschicht-Korrosionsschutz-Systeme (MKS) im Kongresszentrum Westfalenhallen in Dortmund. Den rund 250 Teilnehmern aus mehr als zehn Ländern wurde ein um- fangreiches Vortragsprogramm präsentiert. Einen besonderen Schwerpunkt bildeten Vorträge, die sich dem differenzierten Anforderungsprofil und breiten Anwendungsspektrum der chrom(VI)freien Zink- lamellensysteme widmeten. Weltweit sind Mikroschicht-Korrosionsschutz-Systeme auf Verbindungs- elementen, Federn und anderen Funktionsteilen für die Automobilindustrie weit verbreitet. Ihre Anwendung ist jedoch nicht auf diesen Sektor begrenzt, sondern überall dort sinnvoll, wo Korrosion und Korrosionsschutz von Bedeutung sind [1].

Entgegen dem allgemeinen Trend, Produktionen in das Ausland zu verlagern, wurde von der Winkhaus Fenstertechnik GmbH & Co. KG im Januar 2005 eine neue Gestellverzinkungsanlage für den Standort in Telgte bestellt. In dieser Anlage werden Beschlagteile für Fenster hängend transportiert, die eine Länge von bis zu 2,35 m haben. Mit dem Bau der neuen Anlage wurde die Firma Kroes mit Sitz in Schermbeck am Niederrhein beauftragt.

Das 1895 gegründete Traditionsunternehmen Heinrich Schulte und Söhne GmbH & Co. KG (HSS) in Arnsberg ist spezialisiert auf technische Hartverchromung inklusive Selektivbeschichtung sowie damit verbundene mechanische Bearbeitungen wie Rundschleifen, Hochglanzschleifen, Polieren und Mattieren. Neben modernen Fertigungsverfahren und einem erfahrenen Mitarbeiterstamm ist es auch das nachhaltige Qualitätsmanagementsystem, welches den hohen Standard der Prozesssicherheit garantiert. Das QM-System wurde in den vergangenen Jahren konsequent verbessert und im Dezember 2005 auch offiziell bestätigt. Am 26. Januar 2006 erhielt die Heinrich Schulte und Söhne GmbH & Co. KG dafür das Zertifikat nach DIN EN ISO 9001:2000.

10 Abscheidungsmechanismen

Das Jahr 2006 ist ein historisches Jahr für die Verchromung. Vor 150 Jahren schied Anton Geuther als erster Chrom aus chromsäurehaltigen Elektrolyten ab. Leider begann damit noch nicht die stürmische Entwicklung der Verchromung.

10.1 Der Beginn der Verchromung

Der spezielle Abscheidungsmechanismus des Chroms beginnt eigentlich schon mit dem stromlosen Eintauchen der Werkstücke in den Elektrolyten [1]. Chromsäureelektrolyte sind stark sauer und besitzen ein sehr hohes Oxidationspotential. Taucht man ein Werkstück und damit ein Grund- oder Zwischenschichtmetall in einen solchen Elektrolyten, so kann einerseits eine Säurekorrosion stattfinden.

Die Sicherung von Qualität bei der Herstellung von Bauteilen ist ein bedeutender Faktor bei der Ermittlung von Fertigungskosten. Der höhere Stellenwert einer hochwertigen Produktion gegenüber der kostenintensiven Prüfung am Ende der Bearbeitung findet seine Berechtigung primär aus wirtschaft- lichen Gründen. Bei diesen Überlegungen sollten aber alle Faktoren (technische, wirtschaftliche und sozial-politische), welche Einfluss auf die Qualität von Erzeugnissen nehmen, berücksichtigt werden. Bei der Sicherung eines entsprechenden Qualitätsstandards wirkt die Globalisierung der Wirtschaft mit den begleitenden Erscheinungen, wie Verlagerung von Fertigungsprozessen und weltweiter Einkauf von Rohstoffen und Zwischenprodukten, entscheidend mit. Insbesondere in der Automobilindustrie sind Beispiele bekannt, in denen das Bauteil in Übersee gegossen, in einem Niedriglohnland in Europa spanabhebend bearbeitet und im Lohn in Westeuropa thermochemisch behandelt wird, um letztendlich im Stammwerk des Automobilherstellers in einen komplexen Zusammenbau eingefügt zu werden. Zwischen diesem extremen Beispiel und der vollständigen Fertigung in einem Werk treten zahlreiche Abstufungen einer Fertigungsgliederung auf.

In the early sixties, ABS graft polymers of butadiene dispersed in styrene acrylonitrile copolymer matrix were shown to produce adherent metallic films with only chemical pre-treatment and without prior mechanical abrasion – Figure 1 shows butadiene particles dispersed in SAN. The adhesion level was higher by about one order of magnitude compared with that produced by mechanical roughening of the surfaces of other polymers [1]. Consequently, ABS became the preferred thermoplastic substrate for electroplating. The qualities of ABS for electroplating led to major advances in the technology for the industry of metal finishing and the growth of plastics for decorative applications in autos, plumbing, cosmetic packaging and furniture decoration. // 

In den frühen 60er Jahren wurde gezeigt, dass auf ABS-Propfpolymere aus dispergiertem Butadien in einer Styren-Acrylonitril-Copolymer-Matrix (SAN) haftfeste Metallschichten aufgebracht werden können, wobei ausschließlich chemisch und nicht mechanisch vorbehandelt wird – Abbildung 1 zeigt Butadienpartikel in SAN. Die Haftfestigkeit lag um etwa eine Größenordnung über der, die mit einer mechanischen Aufrauung bei anderen Kunststoffen erzielbar war [1]. Deshalb wurde ABS der bevorzugte Kunststoff für die galvanische Metallisierung. Die Qualität von ABS für die Metallisierung wurde zur treibenden Kraft für den Fortschritt beim Galvanisieren, und die dekorative Verwendung von Kunststoffen erweiterte sich auf Autos, Sanitäreinrichtungen, Kosmetikverpackungen und Möbel.

Background

The problem of cleaning in the semiconductor industry is complex: contaminants (organic debris, such as fingerprints; tramp oxides and metal particles; ionic and heavy metal atomic contaminants) must be removed in a manner that does not harm the silicon surface, or it's features. If users remove the ionic and heavy metal atomic contaminants before the tramp oxides and metal particles, however, they risk reinfecting the semiconductor surface with ionic contamination. The RCA Cleaning Method (which, unlike other particle removal schemes, operates without sonics), is an excellent illustration of a functional approach to solving cleaning problems because it does the right tasks in the right order. Most users probably can't point to technology they developed in 1965 that is still being used. This author can't. But, Werner Kern, alumnus of Bell Labs, can be proud that the RCA Cleaning Method [1] (RCM) for semiconductors is still being used [2]. // 

Hintergrund

Das Problem der Reinigung in der Halbleiterindustrie ist vielschichtig: Verunreinigungen (organische Rückstände wie Fingerabdrücke; marodierende Oxide und Metallpartikel; Schwermetalle in ionischem und atomarem Zustand) müssen so entfernt werden, dass die Siliziumoberfläche oder der Zustand unverändert bleiben. Falls man dabei die ionischen und atomaren Schwermetalle vor den Oxid- und Metallpartikel entfernt, riskiert man eine erneute Verunreinigung der Halbleiteroberfläche durch ionische Bestandteile. Die RCA-Reinigung (die, anders als andere Verfahren zur Partikelentfernung, ohne Schall arbeitet) ist eine gutes Beispiel für einen funktionsgerechten Ansatz zum Lösen von Reinigungsproblemen durch geeignete Mittel im richtigen Umfang. In den seltensten Fällen wird man auf eine Technologie treffen, die 1965 entwickelt wurde und bis heute in Gebrauch ist, wie im hier vorgestellten Fall. Werner Kern, ehemaliger Auszubildender bei den Bell Labs kann stolz sein, dass die RCA-Reinigung (RCM) [1] für Halbleiter immer noch verwendet wird [2].

Vorstellung innovativer Techniken des Metallveredelungswerk Sulz in Sulz/Neckar

Betrachtet man heute die Elektronik beispielweise für Telekommunikations- oder die Automobiltechnik und vergleicht deren Neuerungen mit denen der Galvanotechnik, so gewinnt man nicht unbedingt den Eindruck, dass die Galvano- und Oberflächentechnik durch besondere Innovationsfreude glänzt. Dass sich aber auch im Bereich Oberflächentechnik Innovationsfreude auszahlt, hat die Firma Metallveredelungswerk Sulz mit ihrer stürmischen Entwicklung während ihres weniger als zehnjährigen Bestehens eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Das am 1. Januar 1997 von Hans-Jörg Haible und Bodo Langendörfer gegründete Unternehmen ist inzwischen zu einem der größten Lohnbetriebe im Bereich Galvanik in Baden-Württemberg aufgestiegen. Vor allem durch ihren erstaunlichen Einfallsreichtum, dem guten Geschäftssinn und dem Gefühl für das Machbare verfügt das Unternehmen heute über einen enormen Kundenstamm mit einer gesunden Mischung an Bearbeitungstechniken. Besonders hervorzuheben ist u.a. das im Rahmen der Ausschreibung zum Innovationspreis 2004 des Landes Baden-Württemberg (Dr.-Rudolf-Eberle-Preis) mit einer Anerkennung ausgezeichnete Recycling von Einkaufswagen. Mit dem selben Elan haben sich d