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Deckfähigkeit und Tiefenstreuung von Nickelbädern

Frage: Wir vernickeln verhältnismäßig komplizierte Kleinteile in der Trommel und stellen fest, daß bestimmte Stellen manchmal ohne ersichtlichen Grund entweder nicht gedeckt werden oder die Schichtdicke dort sehr niedrig ist. Da es um wertvolle Teile geht, von denen sich das Nickel nicht mehr abziehen läßt, haben wir unsere Kontrolle verstärkt und untersuchen das Nickelbad alle zwei Stunden In der Hull-Zelle. Die Untersuchung ist allerdings viel zu langwierig. Könnten Sie uns einen Hinweis auf ein einfacheres Verfahren geben?

Die ausnehmend große Zahl zum Teil völlig unterschiedlicher Produktionsabläufe in der Wasseraufbereitung, Chemischen Industrie, Galvanotechnik, Leiterplattenfertigung, Halbleiterindustrie und anderen Fertigungszweigen erfordert den Einsatz sehr vieler und oft individueller Ventilvarianten. Die Beanspruchung durch unterschiedliche flüssige oder gasförmige Medien verschiedenen chemischen Verhaltens, zum Teil unter Druck und bei verschiedenen Temperaturen, beeinflußt den Werkstoff der Systeme. Die Wahl des Anschlusses, des Ventil-Systems und der Steuerung wird dagegen von den unterschiedlichen Konzeptionen der Produktionsanlagen beeinflußt. Insgesamt ergibt sich zur Zeit eine Skalenbreite von über 200000 Varianten, die laufend steigt.

- Umsetzung in die Praxis -


Bericht über die DGO-Fachtagung Qualitätssicherung am 13. Januar 1988 in Nürnberg

Die Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V. (DGO) veranstaltete gemeinsam mit der Landesgewerbeanstalt Bayern (LGA) erstmals eine Fachtagung zum o.g. Thema, an der über 50 Fachleute aus dem Bundesgebiet und Österreich teilnahmen. Hauptziel dieser Tagung war es, Qualitätsnormen auf dem Gebiet der Galvanotechnik, die in den Jahren 1986/87 in DGO-Arbeitskreisen und DIN-Arbeitsausschüssen erarbeitet wurden, zu erläutern und auf eine rasche Umsetzung im Sinne der Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Korrosionsschutzsystemen hinzuweisen.

Konkurrenz für Hartchrom

Galvaniseure und unter ihnen speziell Hartverchromer, die sich mit der funktionellen Beschichtung befassen, könnten durch alternative Oberflächentechniken, die ihnen einen großen Teil des Geschäftes wegnehmen, überrascht werden. Unter diesen Verfahren ist eines der wichtigsten die Ionenimplantation, deren Vorteil darin besteht, daß die Maße der behandelten Teile nicht verändert werden. Mit Erfolg angewandt wird dieses Verfahren bei der Erhöhung der Standzeit von Stahlformen für die Verarbeitung von gefüllten oder faserverstärkten Kunststoffen, die für die Formenoberflächen besonders verschleißfördernd sind.

1 Einleitung

In den letzten Jahren ist die Tendenz zu beobachten, aus einem Metall bestehende galvanische Überzüge durch Legierungsüberzüge zu ersetzen. Das betrifft auch Ni-Überzüge, die erfolgreich durch kostengünstigere Ni-Fe-Überzüge ersetzt werden können [1], Die Einführung von Eisen in die Überzüge kann jedoch eine Verschlechterung ihrer Korrosionsbeständigkeit nach sich ziehen. Dies kann vermieden werden, wenn neben Ni und Fe ein drittes Metall abgeschieden wird, das die Passivierungsfähigkeit des Überzuges erhöht.
Bei ersten Versuchen gelang es, elektrolytisch die Dreikomponenteniegierung Ni-Fe-Ti abzuscheiden. Die Schichten zeigten eine hohe Passivierungsneigung und besaßen alle dekorative Eigenschaften der Nickelüberzüge. Ihre Korrosionsbeständigkeit ist höher als die von Nickel. Trotzdem wurde aber entschieden, die Versuche zur Abscheidung ternärer Legierungsschichten der Edelstahlzusammensetzung Ni-Fe-Cr fortzusetzen.

Badwartung, Teilespektrum, Anlagentechnik, wichtige Anlagenparameter

In den letzten 20 Jahren sind die Anwendungen von autokatalytischen (außenstromlos, chemisch) abgeschiedenen Nickelschichten immer weiter angestiegen. Ursache hierfür sind speziell für die funktionelle bzw. technische Galvanisierung die tribologischen, mechanischen sowie chemischen Eigenschaften dieser Schichten. Diese lassen sich durch Abscheidungsbedingungen, Badzusammensetzung und Nachbehandlung verändern. Je nach Anforderung werden die einzelnen Verfahrensparameter so eingestellt, daß eine optimale Problemlösung erreicht wird. Da ebenfalls der Grundwerkstoff, die Art der Oberfläche sowie die Geometrie einen Einfluß haben, ist die Abstimmung zwischen Konstrukteuren und Anwendungstechnik unbedingt notwendig.

Die physikalisch-chemischen Vorgänge in der Abwasser- und Recycling-Technik bedürfen zwecks Optimierung des Ablaufes der Überwachung und Steuerung.
Ein großer Teil der Überwachungs- und Steuerungsaufgaben kann von automatisch arbeitenden Systemen in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Folge erledigt werden.

Die zur Überwachung verfügbaren Meßmethoden sind hauptsächlich:

- Messung des pH-Wertes
- Messung der Redox-Spannung
- Messung der Spannung von ionenspezifischen potentiometrischen Meßsystemen
- Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit und
- Messung der Färbung.

Verbesserung von Abwasserkonzepten

Einleitung

Die aktuelle Gesetzgebung ist für eine Vielzahl galvanotechnischer Firmen Anlaß, ihre internen Abwasseraufbereitungsmaßnahmen zu überprüfen.
Nach dem neugefaßten Wasserhaushaltsgesetz kann von Einleitern in eine öffentliche Kanalisation (Indirekteinleitern) eine Aufbereitung verlangt werden, die dem Stand der Technik entspricht. Dies findet

a) in niedrigeren Ablaufgrenzwerten seinen Ausdruck. Eine Absenkung bei den wichtigsten Schwermetallen auf 0,5 ppm (Blei, Kupfer, Nickel) und 0,2 ppm bei Cadmium ist zu erwarten.
b) Zur permanenten Einhaltung dieser Maximalwerte sind Verfahren einzusetzen, die allgemein erwarten lassen, daß sie einen entsprechenden Leistungsgrad aufweisen.
c) Außerdem ist die sparsame Verwendung von Wasser (WHG§ 1a)besonders zu berücksichtigen.

Sicherlich wird es auch in der Zukunft nicht immer möglich bzw. wirtschaftlich vertretbar sein, alle Emissionen zu vermeiden, und auf die Abwassereinleitung völlig zu verzichten. Die Zielsetzung muß demnach darin bestehen, zwischen Abwasseranfall und -Vermeidung einen vernünftigen Mittelweg zu finden, wobei kritische Stoffe möglichst umfassend zurückgehalten werden sollten.

Durch die steigenden Anforderungen an Stahlverbindungs- und Funktionselemente aufgrund höherer Qualitätsanforderungen von Baugruppen, erweiterte Sicherheitsstandards und nicht zuletzt durch gewichtseinsparende Maßnahmen der Fahrzeugindustrie, konnte in den vergangenen Jahren eine stetige Steigerung der Härte (HCR) dieser Werkstücke verzeichnet werden. Die bei der Verzinkung von hochfesten Teilen üblicherweise angewendete herkömmliche mechanische Verzinkung wurde diesem Trend bis zu einer Härte von ca. 50 HCR durchaus ohne der Gefahr von wasserstoffiniziierten Sprödbrüchen gerecht. Bei Teilen mit höheren Härtegraden sind jedoch je nach Dauer und Intensität des Aktivierungsprozesses, Ausfälle beobachtet worden. Zwar liegen diese Ausfälle weit unter den bei der galvanischen Verzinkung verursachten Versprödung und sind durch 48-72stündiges Auslagern bzw. 1-2stündiges Tempern bei 200°C aufgrund der relativ grobkristallinen Zinkstruktur chemomechanisch erzeugter Niederschläge reversibel, eine absolute Sicherheit ist jedoch bei hohen Härtegraden nicht immer gegeben.

Teil 3: Mikroskopie, Probenvorbereitung, Mikroskopische Schichtdickenmessung

Fortsetzung aus den Heften 1/88 und 3/88 der„Galvanotechnik“

Probenvorbereitung

Da unter dem Mikroskop nur kleine Teile betrachtet werden können, müssen die Proben aus größeren Werkstücken herausgearbeitet werden. Danach werden sie bei wichtigen Untersuchungen mit einer Metallschutzschicht bedeckt und durch Eingießen so in Kunststoff eingebettet, daß die zu betrachtende Fläche dicht an der Oberfläche des Kunststoffgußteils liegt. Dann wird die Probe flach geschliffen und glattpoliert. Die erhaltene glänzende, von Kratzern freie Oberfläche muß meistens angeätzt werden, um im mikroskopischen Bild größere Kontraste zu erzielen. Außer durch das Anätzen mit Chemikalien kann die Kontrastwirkung auch durch kontrasterhöhendes Aufdampfen von Metallschichten erzielt werden.

Im einzelnen besteht die Probenvorbereitung aus folgenden Schritten:

- Herausarbeiten der Probe
- Einbetten der Probe

- Schleifen und Polieren

- Kontrastieren

Abgeschlossen im März 1988

Fortsetzung aus den Heften 1, 2, 3/88 der „Galvanotechnik“

5 Klima und Korrosion
5.1 Allgemein
5.2 Prüfungen

6 Normenregister

1 Einleitung


Am Kernforschungszentrum Karlsruhe wird das auf Lithographie mit Synchrotronstrahlung, Galvanoformung und anschließender Abformung mit Kunststoffen beruhende LIGA-Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen mit kleinsten Lateralabmessungen im um-Bereich und Strukturhöhen von mehreren hundert um entwickelt [1,2], Hierbei wird eine Strukturgeometrie mit Hilfe von intensiver und hochparalleler Röntgenstrahlung aus einer Synchrotronstrahlenquelle über eine Maske in eine strahlungsempfindliche Kunststoffschicht (Resist) übertragen, die bestrahlten Bereiche des Resists in einem nachfolgenden Entwicklungsprozeß entfernt und die Zwischenräume der entstandenen Resiststruktur galvanisch mit Metall ausgefüllt. Nach Entfernung des verbleibenden Resists wird die erzeugte Metallstruktur als Formeinsatz für die Kunststoffabformung verwendet, bei der mit Hilfe eines einzigen Formeinsatzes viele Tochterstrukturen aus Kunststoff repliziert werden.

Der hohe Goldpreis erfordert eine schnelle, zuverlässige analytische Kontrolle aller Lösungen, die Gold enthalten. Dazu gehören die verschiedensten Goldlösungen, die goldhaltigen Elektrolytsysteme für die Legierungsabscheidung, bis hin zum mit ionischem Gold kontaminierten Prozeßabwasser.
Die galvanisch abgeschiedenen Gold- oder Legierungsüberzüge werden sowohl für dekorative (Farbvergoldung) als auch für technische Zwecke (Elektronik) eingesetzt. Die Eigenschaften der abgeschiedenen Goldlegierungsschichten sind in starkem Maße von ihrer Legierungszusammensetzung abhängig. Solche Eigenschaften sind neben dem Farbton der Goldschicht insbesondere die technischen Parameter wie Härte und Verschleiß, Korrosionsbeständigkeit und Kontaktwider- stand.

Am 5. und 6. Mai dieses Jahres begeht die DGO mit ihrem 10. Ulmer Gespräch ein Meines Jubiläum. Thema wird dieses Mai „Die stromlose Beschichtung von Metall, Kunststoff, Glas und Keramik“ sein, also eine sehr aktuelle facettenreiche Thematik, die von der Kunststoffmetallisierung über die Elektronik bis zur Erzeugung verschleißfester Dispersionsschichten für Motoren reicht und zahlreiche Neuentwicklungen beinhaltet. Das Vortragsprogramm ist wie gewohnt reichhaltig und wird von insgesamt 26 Vortragenden aus allen Bereichen Deutschlands und des benachbarten Auslands gestattet. Ausrichter und Organisator ist wie seit Gründung der Fachausschuß Forschung der DGO, wobei diesmal als Mitveranstalter das VDI-Technologiezentrum auftritt.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Bericht von Dipl.-Ing. (FH) Rolf Kummer über das 9. Kontaktseminar vom 7. bis 9. Oktober 1987 an der Universität Karlsruhe,

Leitung des Seminars: Prof. Dr.-Ing. K. H. Schröder (Fachhochschule Bochum)

Diese nationale Veranstaltung findet alle zwei Jahre im Wechsel mit der Internationalen Kontakttagung (1988 vom 20. bis 24. Juni in Paris) statt. Wie groß das Interesse war zeigte die hohe Teilnehmerzahl von 260 Fachleuten aus der Bundesrepublik Deutschland und dem angrenzenden Ausland. Es ist feststellbar, daß zu dieser nationalen Veranstaltung von Seminar zu Seminar immer mehr Besucher kommen.
Eröffnet wurde das Seminar durch den Seminarleiter, Prof Dr. Ing. H. Schröder, und H. Bergmann vom VDE-Bezirksverein Mittelbaden e.V.

Bericht über eine Präsentation der Fa. Cipel-Elektronik GmbH in Dreieich

Die Focus-Coat-Flüssig-Lötstoppmaske der DRP-Sehe zeichnet sich durch hohe Auflösung (besser als ± 30 jum) gegenüber der Fotomaske, der hohen Kantenschärfe sowie dem ausgezeichneten elektrischen und physikalischen Isolationsvermögen aus.
Es existieren zwei Versionen des Focus- Coat, ein wäßrig-alkalisch entwickelbarer Typ DPR-305 sowie ein Lösungsmittei entwickelbarer Typ DRP 105, dessen großer Vorteil V. a. darin besteht, daß als Entwickler- medium ein Produkt namens Buthyldigiycol eingesetzt werden kann.

Bericht zum 10jährigen Betriebsjubiläum der Technics Plasma GmbH

Im Oktober 1987 beging die aus der Technics Europa hervorgegangene Technics Plasma GmbH ihr zehnjähriges Bestehen. Grund genug für die Redaktion, sich mit der Firmengeschichte näher zu befassen.
Eigentlich war Technics Europa als reine Vertriebs- und Servicefirma für Plasma- und lonenstrahlgeräte konzipiert. Aufgrund von Schwierigkeiten bezüglich der Lieferbereitschaft und auch der Qualität der in den USA hergestellten Produkte entschloß sich die Unternehmensleitung im Jahre 1980 für den Aufbau einer eigenen Fabrikation in Deutschland und die Entwicklung eigener marktgerechter Produkte.

Neue Fertigungseinrichtungen für Flachbaugruppen

Ein Bericht von Dipl. -Physiker Gustl Keller

Die Oberflächenmontagetechnologie (SMT) und ihr Umfeld war eindeutig der Schwerpunkt der vergangenen Productronica. Es fand sich fast kein Anbieter von (Flachbaugruppen-)Fertigungseinrichtungen mehr, der nicht mindestens ein Produkt für den Sektor Oberflächenmontagetechnik präsentierte.
Das Angebot an neuen Bestückungs- und Lötanlagen, weniger an Reinigungsanlagen, war so groß, daß es sich kaum überblicken ließ. Im Gegensatz zur Productronica '85 konnte man diesmal viele Exponate für die SMT aus deutscher Produktion bewundern.

Ein Firmen-Portrait von Manfred Bechtold

Mehr denn je versuchen Forscher, der Natur ihre Geheimnisse zu entreißen, immer tiefer gehen ihre Fragen und immer tiefer müssen sie nach den Antworten suchen, die sie zu finden hoffen. Jede Antwort, die die Wissenschaftler heute bekommen, wirft sofort neue Fragen auf. Aber um heute noch weiter zu kommen, benötigen die Forscher auch das entsprechende Werkzeug. Die Instrumente und Meßgeräte, die es den Forschern ermöglichen, neue Erkenntnisse zu gewinnen, unterliegen dem gleichen Fortschrittsdruck wie die Wissenschaftler selbst. Die analytischen Möglichkeiten reichen weit über das gemeinhin Vorstellbare hinaus. Toleranzen werden immer feiner und die Forderungen an die Meßgeräte immer höher. Höhere Leistung bei den Geräten bedingt immer höhere Fertigungstechniken. Bereits innerhalb einer Generation werden Technologien, die einen Durchbruch bedeuteten, zu Standardmeßmethoden.