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 1 Einleitung

Die Herstellung von metallischen Beschichtungen durch elektrochemische und chemische Verfahren wird neben den zahlreichen dekorativen Anwendungen, beispielsweise in der Automobil- oder Sanitärindustrie, insbesondere im Korrosions- und Verschleißschutz eingesetzt [1]. Ein kleiner Bereich der modernen Galvanotechnik ist die Herstellung von Chemisch Nickel-Dispersionsschichten, bestehend aus einer Nickel-Phosphor-Matrix mit eingebetteten funktionellen Partikeln. Um optimale und gewünschte Beschichtungseigenschaften zu erzielen, ist es wichtig, eine homogene Verteilung der Partikel in der Schicht zu gewährleisten. Dazu müssen die Partikel im Elektrolyten stabil und gleichmäßig verteilt sein. Bei hydrophoben Substanzen werden häufig Dispergierer und Tenside eingesetzt, die die Partikel umschließen und in einer stabilen Dispersion halten.

Die Digitalisierung bietet auch in der Galvanotechnik große Potentiale. Besonders die Verwendung von anfallenden Daten zu Verbesserung der Elektrolytführung, der vorausschauenden Anlagenwartung oder Steigerung der Qualität stellt ein spannendes Anwendungsgebiet dar. Der Artikel bietet eine Übersicht zu Chancen und Hemmnissen bei der Einführung der Industrie 4.0, erläutert häufig verwendete Begriffe und führt in das Themengebiet rund um die Datenerfassung, Datenanalyse und die Simulation ein. Abschließend werden anhand von Praxisbeispielen aus Projekten des Fraunhofer IPA, des IFF der Universität Stuttgart und des IWF der TU Braunschweig erste KMU-taugliche Lösungen für die digitale Transformation in der Galvanotechnik vorgestellt.

Der Aufsatz befaßt sich mit dem Härteverlauf wärmebeanspruchter Nickel-Kobalt-Niederschläge bei der Galvanoformung, Es werden Arbeitsbedingungen diskutiert, welche die Abscheidung von Nickel-Kobalt-Niederschlägen mittlerer Härte und geringen inneren Spannungen ohne Verwendung von besonderen Zusätzen ermöglichen. Besonders für die Herstellung von Gieß- und Preßwerkzeugen, die hohen Temperaturen ausgesetzt werden, sind die Ergebnisse der Untersuchungen wertvoll.

In the present paper the hardness of nickel-cobalt deposits obtained by electroforming is discussed, notably with regard to resistance to heat. Operating conditions are outlined suitable for the first-class deposition of nickel-cobalt coatings of medium hardness and little internal stress without the use of special additives. The evaluations of the tests described are especially helpful for anybody dealing with the manufacture of eating and pressing tools exposed to high temperatures.

Nachdem im ersten Teil der Veröffentlichung eine neue methodische Vorgehensweise bei der Entwicklung REACh-konformer Alternativen für Zn-Ni-Legierungsschichten vorgestellt wurde, präsentiert der zweite Teil wesentliche Ergebnisse, insbesondere hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung, Korrosionsbeständigkeit, Mikrostruktur und Ritzbeständigkeit der Schichten. Es zeigt sich, dass Zn-Fe-Mo-Legierungsschichten bereits im Klimawechseltest korrosionsbeständige Deckschichten ausbilden und in Verbindung mit einer angepassten Passivierung eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Mittels Pulse-Plating sind besonders feinkörnige Schichten mit hoher Stromausbeute herstellbar. Auch ohne Zugabe des Spitzenglanzbildners werden Schichten mit geringer Rauheit abgeschieden. Darüber hinaus resultiert aus der Verwendung eines Spitzenglanzbildners und der gepulsten Stromführung im Vergleich zu kommerziellen Zn-Ni-Schichten sogar eine überlegene Ritzbeständigkeit. Im Rahmen des Upscalings zeigt sich, dass die mittels robotergestützter Galvanikanlage erzielten Ergebnisse auf den industrienahen Maßstab übertragbar sind.

Die Galvanotechnik wird seit der Erfindung der Voltaschen Säule, nunmehr über eine Zeit von 221 Jahren, betrieben. Großtechnisch sind es, seit der Erfindung der Dynamomaschine durch Werner von Siemens im Jahre 1867, 154 Jahre. Die Galvanotechnik ist aufgrund ihres unmittelbaren Anwendungsbezugs von vornherein eine Domäne des Handwerks und der Technik gewesen und dies im positivsten Sinne. Ist es doch eine Kunst und eine Frage von viel praktischer Erfahrung und Intuition, Beschichtungsgegenstände mit ihren diversen Fehlern und Inhomogenitäten „richtig“ zu beschichten. Es ist in diesem Zusammenhang eine Freude, die praktische Literatur zu lesen, zeigt sie doch, wie tiefgehend die Heuristiken auf diesem Gebiet sind. Als Verfechter des „sowohl als auch“, ist es mir wichtig, in dieser Einleitung deutlich zu machen, dass eine akademische Betrachtungs- und Herangehensweise nicht grundsätzlich überlegen oder gar alleine ausreichend wäre, um in der Praxis (!) gute Ergebnisse zu erzielen.

Bei Rauheitsmessungen hat sich jahrzehntelang nahezu nichts geändert, lediglich die Auswertecomputer sind leistungsfähiger geworden. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe optischer Methoden wie auch die Notwendigkeit, Oberflächen umfassender beschreiben zu können. Im Gegensatz zur Forschung sind diese Normen in der industriellen Praxis weitgehend unbekannt und werden auch nicht angewendet. In mehreren Messreihen zeigte sich, dass taktile und optisch gewonnene Werte für Ra sehr gut übereinstimmen, während die übrigen Maße in der Tendenz ähnlich sind. Grundlagen: Bei den optischen Verfahren sind außerdem Auswertungen möglich, die für die Charakteristik und das Verhalten einer Oberfläche im Einsatz sehr wichtig sein können. Dazu gehören die Autokorrelationslänge, das Texturseitenverhältnis oder Isotropiekoeffizient, die Texturrichtung sowie das Übergangsflächenverhältnis. Es mag sein, dass zur Kontrolle einer laufenden Großserienproduktion einfache Werte einer Abtastung ausreichen.

Digital ist nicht gleich digital. Denn eine digitale Lösung hilft nur dann, wenn sie auf die Arbeitsprozesse eines Betriebs zugeschnitten ist. Jeder Betrieb in der Oberflächentechnik hat seine eigenen Abläufe und Strukturen – doch die ganze Branche hat mit ähnlichen Herausforderungen zu kämpfen. Kunden fordern immer knappere Wunschtermine, die Losgrößen einzelner Aufträge schrumpfen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Qualitätssicherung. Daraus resultieren oft ähnliche Fragestellungen, wie zum Beispiel: Wie können wir unseren Kunden unkomplizierter Auskunft über den Stand ihrer Ware erteilen? Wo können wir Zeit einsparen? Möglich wird das mit den Mitteln der Digitalisierung. Die Oberflächentechnik ist eine vielschichtige Branche mit unterschiedlichsten Unternehmen. Von der Fünf-Mann-Firma bis zu Unternehmensgruppen mit mehreren Standorten und hunderten Mitarbeitern ist ein breites Spektrum vertreten.

Mit dem vorgestellten Modell können Spülkaskaden berechnet werden, wobei Tauch- und Spritzspülen auch für nicht ideales Spülen darstellbar sind. Zudem lassen sich Kreislaufspülen, Rückführspülen und Spritzkammerspülen berechnen. Letzter Teil. Fortsetzung aus Galvanotechnik 7/2023.
6.4 Beispiel: Spritzkammerspülen:
In einer Gestellanlage werden stündlich 10 Warenträger durchgesetzt. Aus dem Behandlungsprozess sowie aus allen Spülen wird 1,0 Liter pro Warenträger verschleppt. Daraus ergibt sich ein Verschleppungsvolumenstrom von 10 lh–1. Die Konzentration im Behandlungsprozess beträgt im Mittel c0 = 40 gl-1. Für das Spülen der Ware stehen drei Spülstufen zur Verfügung. Es soll geprüft werden, ob es vorteilhaft ist, die dritte Spülstufe als Spritzkammerspüle auszuführen.

Aluminium ist ein vielseitiges Leichtmetall, dessen Anwendungspalette vom Maschinenbau, über die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Verpackungsindustrie reicht. Mit der Art der Anwendung und der Herstellung von Bauteilen sind auch die verschiedenen Herstellungsprozesse der Aluminiumhalbzeuge eng verknüpft. Diese werden als Platten, Bleche und Folien oder als Profile angeboten. Das Aluminiumhalbzeug kann gezielt auf den Anwendungsbereich abgestimmt und somit die kostengünstigste Halbzeugvariante für die weitere Verarbeitung gewählt werden. Aluminium wird in den meisten Fällen als legiertes Leichtmetall verwendet.

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.