Artikelarchiv -Galvanotechnik

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Zu Recht machte die DGO mit einer speziellen Vortragsreihe für „junge Kollegen“ auf der Jahrestagung in Trier und der Stiftung eines speziellen Förderpreises auf das Nachwuchsproblem in der Galvanotechnik aufmerksam.
Es sind nicht nur die ständigen qualitativen Änderungen in der Technologie, die unsere Zeit charakterisieren, sondern vor allem das atemberaubende Tempo, mit dem sie die Hürden von der wissenschaftlichen Erforschung bis zur Realisierung nehmen. Die Wissenschaft wird so zu einem unmittelbaren Produktionsfaktor und der Fortschritt eines Produktionszweiges hängt in hohem Maße vom Wissensstand und damit von der Ausbildung seiner Mitarbeiter ab.

Teil 1: Die Elektronenstruktur der Atome

Einführung


Die in der Natur ablaufenden Vorgänge, die wir tagtäglich beobachten und erleben, beruhen auf Wechselwirkungen verschiedener Spezies sowohl belebter als auch unbelebter Art. Nur solche Erscheinungen, die dynamischen und nicht statischen Gesetzen gehorchen, sind der menschlichen Erkenntnis zugänglich. Durch Vergleich der sich verändernden Zustände läßt sich eine relative Aussage machen.
Einfach ausgedrückt besagt dies, daß wir die Erscheinungen in der Natur nur an den Differenzen, dem Zustand vorher und nachher,
dem Energiegefälle und den zeitlichen und räumlichen Unterschieden erkennen. So bietet sich uns das Erscheinungsbild der Natur, im Makrokosmos und Mikrokosmos, in der unbelebten und belebten Welt dar.

1 Einführung


1.1 Kontaktsystem

Im Prinzip besteht ein Kontaktsystem aus einem federnden und einem formstabilen Kontaktbauelement (z.B. Stift, Messer), deren Geometrien den unterschiedlichen Schalt- und Kontaktierfunktionen anzupassen sind. Hierbei haben die galvanisch abzuscheidenden Schichten für die Funktionstüchtigkeit des Kontaktsystems ausschlaggebende Bedeutung, die wesentlich von der Kombination und den Eigenschaften der Substrat- und Schichtwerkstoffe beeinflußt wird. So erfolgt z. B. für Steckverbinder unterschiedliche Gestaltung und Beschichtung der hierzu erforderlichen Kontaktbauelemente folgendermaßen:
- Es können zwei Kontaktbauelemente als Einzel- bzw. Massenteile oder im Durchlaufprozeß als vorgestanztes Band in entsprechender Anlagentechnik selektivgalvanisch beschichtet werden.
- Erfolgt Integration der Stecker leiste als Bestandteil einer Leiterplatte, so werden die als Zungen, Stege o.a. ausgebildeten Kontaktelemente ebenfalls partiell beschichtet.

Voraussetzung für hohe Qualität

Die Ausführungen über den Verfahrensablauf bei der galvanischen Verzinkung beruhen auf Erfahrungen eines Lohnbetriebes mit ca. 85 Beschäftigten und eigenem Anlagenbau. Von den ca. 400 t Tagesdurchsatz fallen ca. 3/4 auf Zink. Hiervon ungefähr die Hälfte auf die galvanische Verzinkung im Trommel- und Gestellbad, die andere Hälfte auf die Feuerverzinkung und mechanische Verzinkung. Der dann noch verbleibende Rest des Durchsatzes wird durch Cadmierung im Trommelbad und Phosphatierung mit verschiedenen Nachbehandlungen erreicht.
Das eigentliche Thema wird an einem Normteil dargestellt, d. h. die Frage: „Was passiert bei der galvanischen Verzinkung“ wird am Beispiel der Schraubenverzinkung erläutert. Das Lohnveredelungsteil wird also vom Ein- gang beim Lohnverzinker bis zur Auslieferung verfolgt und dabei festgestellt, was passiert.

Metallisches Aluminium ist unedel und korrodiert daher unter dem Einfluß der Atmosphäre schnell. Zum Unterschied von vielen anderen unedlen Metallen nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit bei Aluminium jedoch bald ab und das Metall nimmt einen passiven Zustand an. Ursache dafür ist, daß sich eine dünne, aber dichte Oxidschicht bildet, die als Barriere für die weitere Korrosion wirkt. Gewöhnlich reicht eine solche Schicht aber nicht aus, um die Korrosion zu verhindern, sondern kann nur ihre Geschwindigkeit reduzieren.
Soll die Korrosionsbeständigkeit des Aluminiums verbessert werden, kann dies durch eine Erhöhung der Oxidschichtdicke geschehen. Eine der dazu angewandten Methoden ist die im weiteren beschriebene anodische Oxidation in sauren Medien.

Phosphor-Nickel-Legierungschichten sind im Maschinenbau weit verbreitet. Grund da- für ist vor allem ihre hohe Härte, die sich beim Erhitzen auf 350-400°C noch weiter erhöht. Das häufigste Herstellungsverfahren ist die autokatalytische Vernicklung, bei der die Abscheidung mit Hilfe von Natriumhypophosphit oder eines anderen Reduktionsmittels erfolgt. Das Verfahren hat jedoch Nachteile wie hohe Arbeitstemperatur, eingeschränkte Lebensdauer des Bades und daher begrenzte Schichtdicke, Probleme mit dem Umweltschutz und andere.
Nicht nur aus diesem Grund, sondern auch wegen der ihr eigenen guten Eigenschaften, die z. B. von Weil [1] beschrieben worden sind, kann eine elektrolytische Abscheidung vorteilhafter sein. Zu den Vorteilen der elektrolytisch abgeschiedenen Schichten gehört u. a., daß die Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Young Modul) besonders bei niedrigem Phosphorgehalt besser sind.

Einleitung


Der galvanischen und der stromlosen Abscheidung von Dispersionsschichten ist als neuem funktionellen Galvanisierverfahren viel Aufmerksamkeit geschenkt worden [1-7]. Die funktionalen Eigenschaften der Dispersionsschichten beruhen sowohl auf den dispergierten Partikeln in der Metallmatrix als auch auf den freiliegenden Partikeln, und hier insbesondere auf den nur teilweise eingebeteten Partikeln an der Schichtoberfläche. Den Eigenschaften der Metallmatrix kommt für das Erscheinungsbild der Dispersionsschichten eine bedeutende Rolle zu [8, 9].
In der vorliegenden Studie wurde der Versuch unternommen, sowohl einen neuen Typ von farbigen dekorativen Überzügen als auch von fluoreszierenden Metallschichten mit Hilfe von Dispersionsgalvanisierverfahren zu erzeugen.
Die Faktoren, die die Mitabscheidung von organischen fluoreszierenden Metallpigmenten mit Metallen beeinfiussen, wurden mit dem Ziel untersucht, derartige farbige Schichten zu erzeugen.

Fortsetzung aus Heft 7/90

Kosten und Umwelt sind heute Faktoren, die jedes Verfahren beeinflussen und prägen. Beides in vertretbaren Maßen zu berücksichtigen, führte in der Gleitschlifftechnik zu einem Verfahren, das die Materialkosten erheblich senkt und nur geringe Schadstoffe an die Umwelt abgibt.

Ein neuer Anlauf zur Edelstahlplattierung

Wie viele Galvanotechniker haben nicht schon über verrostete Anlagen geflucht. Rostfreier Stahl ist zu teuer, man kann ihn sich nicht leisten. Aber dank einem Italiener, der nach Südafrika ging und schließlich in Wales landete, ist jetzt Abhilfe zur Hand.
Nino Cacace ist der Erfinder von Nuovinox, einem edelstahlplattiertem Stahl. Die Plattierung wird bei hohen Drucken und Temperaturen von 1200°C aufgebracht, so daß eine feste Verbindung entsteht. Die Plattierung kann in der Dicke unterschiedlich sein, jedoch sollte sie 20 % des Gesamtquerschnittes ausmachen. Im Betonbau verwendete Bewehrungsstäbe aus Nuovinox kosten z. B. nur die Hälfte (3750 DM pro t) wie solche aus rostfreiem Stahl (7500 DM pro t).

Oberflächentechnik Im Verbund der industriellen Fertigung

Einige interessante Beobachtungen für den Galvanotechniker


Fortsetzung aus den Heften 7/90 und 8/90

Meß-, Steuer- und Regeltechnik

Auch bei der MSR-Technik stehen Vereinfachung der Bedienung und Ersatz von routinemäßigen Tätigkeiten durch den Einbau von Mikroprozessoren und die Computerisierung der Geräte im Vordergrund. Trotz der dadurch gegebenen Möglichkeiten, nahezu unbegrenzt Zusatzfunktionen in die Geräte zu integrieren, ist das Bemühen unübersehbar, Qualitätssicherung - soweit sie mit Gerätetechnik sicherbar ist - auch kleineren und mittleren Betrieben dadurch zugänglich zu machen, daß Gerätschaften vereinfacht, Funktionen auf das Notwendigste reduziert werden und dadurch preiswertere Lösungen entstehen.

Bericht von der 28. DGO-Jahrestagung 1990 vom 20. bis 22. Juni 1990 in Trier

60 Prozent der Besucher einer DGO-Jahrestagung nehmen an ihr teil, weil sie sie als Forum der Fachwelt und Treffpunkt mit Berufskollegen schätzen. 55 Prozent werden durch die interessanten Vorträge angezogen, 40 Prozent nutzen die Möglichkeit, sich über den Stand der Oberbehandlungstechniken allgemein, also nicht nur über die Galvanotechnik, ein Bild zu machen. Dies ergaben die Antworten einer Fragebogenaktion, die der DGO-Fachausschuß Organisation, Vorträge, Jahrestagung unter den Mitgliedern der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V. veranstaltet hatte.

Porträt der Firma IMO Ingo Müller Oberflächentechnik in Königsbach-Stein

In einer Lohngalvanik erwartet man im allgemeinen Galvanikautomaten zur Beschichtung von Gestell- und Trommelware mit den gängigen Metallen und Metallkombinationen sowie die dazugehörige Peripherie. In den Firmen MSP Müller Spot Plating GmbH und IMO Ingo Müller Oberflächentechnik stellt sich das Erscheinungsbild völlig anders dar. Der Schwerpunkt des in Königsbach in der Nähe von Pforzheim angesiedelten Unternehmens liegt auf der selektiven Veredlung von Bändern für die Elektrotechnik/Elektronik, wozu Verfahrens- und anlagentechnische Lösungen erforderlich sind, die von der üblichen Norm abweichen - Grund genug, diesen interessanten Betrieb näher vorzustellen.

Bericht zur Firmengeschichte von Dr. Hesse & Cie, Bielefeld

Im September 1990 feiert die Firma Dr. Hesse & Cie., Speziaifabrik für Galvanotechnik, in Bielefeld, ihren 100. Geburtstag.
Am Ende des 19. Jahrhunderts, insbesondere nach der Jahrhundertwende, in den Zeiten enormen industriellen Aufschwungs, steckte die Technik des Galvanisierens noch in den Kinderschuhen. Aber die großen Entwicklungsmöglichkeiten und besonderen Zukunftsaussichten waren nicht zu übersehen. So begann Ludwig Osthushenrich in Bielefeld die bestehenden Aktivitäten auf diesem Spezialgebiet zielstrebig zu forcieren.
Ein unternehmerischer Weitblick, der bald zunehmende Erfolge zeitigte. Aus einem kleinen „Labor“ wuchs in den Jahren der Spezialbetrieb heran, daraus wirtschaftlich-taktischen Gründen 1921 nach Heidenau bei Dresden verlegt wurde.

Vom 8. bis 10. Juni 1990 fand in Valbella die diesjährige Generalversammlung des Verbandes Galvanobetriebe der Schweiz (VGAS) statt. Eine recht erfreuliche Anzahl Verbandsmitglieder traf sich bereits am Freitag nachmittag im Posthotel Valbella zum Erfahrungsaustausch. Nach einer Einführung durch Peter Epp, Sekretär des Verbandes, stellten Heinz Federer und Bruno Roth im Hinblick auf die mögliche Einführung von EDV-Anlagen durch Verbandsmitglieder ihre eigenen Programme vor, erläuterten die Gründe des Einstieges und das Vorgehen {Pflichtenheft, Evaluation, Kosten etc.) sowie die bis jetzt gemachten Erfahrungen. Die Vorführung einer Anlage durch Bruno Roth sowie die sehr rege Diskussion zeigten auf, daß das diesjährige Thema einem echten Bedürfnis entsprach.

Chronologischer Bericht über Fachliches und Nichtfachliches von einer interessanten Woche (23. bis 29. Mai 1990)

Die Studienreisen des Verbandes Galvanobetriebe der Schweiz (VGAS) sind nicht nur für seine Mitglieder, sondern auch für die sie begleitenden Ehefrauen zur angenehmen Tradition geworden. Kann man sich doch nicht nur darüber informieren, wie Galvanotechnik in einem anderen Land gehandhabt wird, man lernt auch seine Schönheiten und Leute - soweit es die kurze Zeit zuläßt - kennen. Und nicht nur das; auch die „Reisenden“ lernen sich besser kennen, finden gemeinsame Interessen und Sympathien und setzen ihre Freundschaft nicht selten zu Hause fort.
Traditionell ist auch die chronologische Berichterstattung über die Reise und auch sie hat nicht nur einen dazu veranlaßt, sich für die nächstfolgende Studienreise des VGAS anzumelden. Dies soll auch der Zweck der jetzigen Berichterstattung sein.

Vorbehandlung beimstromlosen Vernickeln


Frage: Trotzdem wir der Meinung sind, unser chemisches Nickeibad gut im Griff zu haben und auch bei strenger Endkontrolle kaum Ausschuß finden, behauptet unser Außendienst, die vernickelten Teile würden sich im
praktischen Gebrauch hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit unterschiedlich verhalten. in einigen Fällen sei vorzeitiges Rosten festgestellt worden und es gäbe keinen Verdacht, daß dies mit Unachtsamkeiten bei der Handhabung oder Montage zusammenhinge. Wir haben daraufhin – auch wenn noch keine Reklamationen vorliegen – das ganze Verfahren genauestens untersucht. Das Bad selbst Ist unserer Meinung nach in Ordnung. Könnte die Ursache bei der Vorbehandlung liegen? Wir behandeln die nicht besonders verschmutzten Stahlteile (im allgemeinen nur Schmieröl und Pigment, d. h. hauptsächlich Staub) in der Abkochentfettung, spülen, dekapieren in verdünnter Salzsäure, spülen und vernickeln. Schwierigkeiten mit der Haftfestigkeit haben wir noch nie gehabt.

Abfall Ist zu vermelden, zumindest zu minimieren und nur noch In „Ausnahmefällen“ zu entsorgen! So sieht es der Gesetzgeber per Verordnung vor.
Die Bürger sind mobilisiert gegen jede Art von Abfalldeponie oder gar Verbrennung. Man hat ihnen ja lange genug Ängste mit den potentiellen Gefahren von z. B. Dioxinemissionen suggeriert.

1 Einleitung

Oberflächentechnik, insbesondere Galvanotechnik ist sehr eng mit dem Thema Umweltschutz verbunden. Verfahrensbedingter Umgang mit auch schon vor 50 Jahren als gefährlich angesehenen Chemikalien, z. B. Cyaniden aller Art, haben bereits sehr frühzeitig zu Behandlungsverfahren im Bereich Abwasser, Abluft und Recycling geführt, die man heute als Umweltschutzmaßnahmen einstufen würde.
Einige Beispiele seien – wieder einmal – in Erinnerung gerufen:

- Absorptionsverfahren für Stickoxide zur Abluftaufbereitung nach Buntmetallbeizen seit etwa 
1935. 

- Sparspültechnik für warm betriebene Kupfer- 
und Nickelelektrolyte zur Entlastung der Abwässer und zur Rohstoffrückführung – im modernen Sprachgebrauch Recycling – ebenfalls seit etwa 1935. 

- Kaskadenspülung mit und ohne Spritzspülung mit Spülwasserverbrauchs-Senkung bis hin zur Abwasserfreiheit seit etwa 1960. 

- Spülwasserkreislaufführung über Ionenaustauscher mit Verminderung des Spülwasserbedarfs um über 95 % bei gleichzeitiger erheblicher Wasserqualitätsverbesserung seit etwa 1965 in großem Umfang. 

- Einführung der Kammerfilterpressentechnik zur Reduzierung des bis dahin üblichen Naßschlammvolumens auf ca. 5 % mit nur noch 50 bis 70 % Feuchtegehalt seit ca. 1970 in großem Umfang. 


Emissionsverhalten


Möglichkeiten der Emissionsreduzierung im Abluft- und Abwasserstrom

1 Einleitung


Vor dem Hintergrund wachsenden Umweltbewußtseins in der Öffentlichkeit und gezwungen durch die Verschärfung gesetzlicher Rahmenbedingungen, ist jeder Einsatz von Prozeßchemikalien kritisch zu überprüfen. Der Verbleib der Einsatzstoffe und die Verteilung auf die einen Betrieb verlassenden Ströme muß ermittelt werden, um eine effektive und damit kostengünstige Emissionsreduzierung zu ermöglichen. Hierbei erschwert die Vielfalt der genutzten Chemikalien einen Überblick und gezielte Maßnahmen.
 Die Liste der eingesetzten Prozeßchemikalien reicht von Aluminiumammoniumsulfat, Aluminiumbromid bis zum Zinn(ll)-sulfat und Zinn(IV)-sulfid, sie umfaßt Stoffe wie Natriumhydroxid, Eisen(lll)chlorid oder Ethylalkohol aber auch Spezialitäten wie Nickelformiat, Rhodium(lll)-oxid oder 4-Sulfophthalsäure. Doch nicht die Exklusivität einer Chemikalie ist entscheidend, sondern ihr Einfluß auf die Umwelt bei einer Emission in die Ökosphäre.  Eine Kenntnis der Inhaltsstoffe in Chemikaliengemischen tut demnach Not, um unlieb- same Überraschungen bei Genehmigung und Betrieb einer Anlage zu vermeiden.