Artikelarchiv -Galvanotechnik

Der technische Fortschritt hat den Anwendungsbereich der Galvanotechnik laufend ausgeweitet, was auch die diesjährige Messe wieder bewies. Immer mehr setzt es sich durch, daß die Bezeichnung „Galvanotechnik“ als ein weit umrissenes Fachgebiet zu verstehen ist, wozu die verschiedensten Arbeitsweisen für die Oberflächenbehandlung von Metallen zählen. Man rechnet dazu nicht allein die Verfahren zur galvanischen Metallabscheidung. Nach dem Urteil zahlreicher Aussteller aus unserem Fachgebiet lag die diesjährige Hannover-Messe nicht nur in der Besucherzahl über denen der Vorjahre, auch die reinen Interessenten waren mehr.

Die Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, entwickelten das „Nibodur“-Verfahren zur stromlosen (chemischen) Vernicklung unter Verwendung von Natriumboranat (NaBH₄) und Borazan. Borazan sind Anlagerungsverbindungen von Aminen mit dem in freier Form nicht bekannten Borwasserstoff BH₃, ausgehend von Natriumboranat. Verschiedene Typen von Bädern sind entwickelt worden, deren Einsatz und Arbeitsweise eingehend erläutert werden. Bei den bekannten Verfahren der stromlosen Vernicklung scheidet sich Nickel in der Apparatur ebenso ab wie auf dem zu vernickelnden Teil. Beim „Nibodur“-Verfahren wird eine Nickelabscheidung auf den Wänden der Anlage usw. von vorn herein ausgeschaltet, ohne daß die Badführung selbst eine Veränderung erfährt. Das Verfahren wird in Einzelheiten beschrieben, auch die Eigenschaften der Überzüge. Die Vernicklung von Metallen, Kunststoffen und Nichtleitern ist möglich. Ohne Verkupferung kann die Vernicklung glanzvernickelt oder verchromt werden.

Das von der International Nickel entwickelte Schnellvernicklungsverfahren auf Nickelsulfamatbasis wird ausführlich beschrieben. Die Härte des Niederschlages kann allein durch die Stromdichte variiert werden. Es handelt sich um die erste ausführliche Beschreibung des in neuer Zeit bekannt gewordenen „Ni-Speed“-Verfahrens. Daten, Arbeitsbedingungen, Eigenschaften und Anwendungsbereich werden ausführlich dargelegt. Besonders für die Galvanoplastik und die Dickvernicklung scheint das Verfahren interessant und auch wirtschaftlich. Obwohl Nickelsulfamat wesentlich teurer ist als Nickelsulfat, sei auf die Wirtschaftlichkeit hingewiesen. Bei einer Arbeitstemperatur von 60° C sind Stromdichten bis zu 43,2 A/dm² möglich (Abscheidegeschwindigkeit bis zu 0,5 mm/h).

Die Leipziger Jubiläumsmesse 1965 war eine Rekordmesse mit rund 9000 Ausstellern aus rund 70 Ländern. In der 800jährigen Geschichte der Leipziger Messe war ein solcher Besucherzustrom noch nicht zu verzeichnen. Zum 5. Mal wurde der Medaillenwettbewerb auf der Leipziger Messe durchgeführt. 220 Spitzenerzeugnisse aus über 20 Ländern wurden mit Goldmedaillen und Diplomen ausgezeichnet. Nachstehend ein Überblick zu dem Gezeigten auf unserem Fachgebiet.

Es trat die Frage auf, welche Art von Feuerlöschern in galvanischen Betrieben bei Anwesenheit von cyanidischen Bädern angewendet werden können. Aus den Ergebnissen praktischer Versuche gibt der Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften, Zentralstelle für Unfallverhütung, auf Anfrage die nachstehend veröffentlichte Stellungnahme. Der Fachausschuß „Allgemeines“ (Sachgebiet Feuerschutz) in Bonn schreibt dazu wie folgt: Bei einem Kleinbrand in einem Raum, in dem sich galvanische Bäder befinden können ohne weiteres die üblichen Handfeuerlöscher; Trockenpulver- und Kohlensäurelöscher verwendet werden.

Ausführliche Referate über Vorträge auf Veranstaltungen in den Bezirksgruppen der „Deutschen Gesellschaft für Galvanotechnik“.

• Ionenaustauscher in der Galvanotechnik
• Kalkulation in Lohngalvanisier-Betrieben
• Elektrochemische Metallbearbeitung
• Metallvorbehandlung
• Einsparungen von Spülwasser und Rückgewinnung von ausgeschleppten Elektrolyten
• Nachrichten der Österreichischen Gesellschaft für Oberflächentechnik
• Terminplan der Veranstaltungen von der Deutschen Gesellschaft für Galvanotechnik
• Wichtiges in Kürze
• Neues aus der Fachwelt
• Hier sprechen die Lieferfirmen
• Patentschau

• Schnellvernickelung
• Härte-Überzüge für Aluminium
• Abwasserbehandlung für kleine Galvanobetriebe
• Die galvanische Verchromung
• Galvanische Edelmetallüberzüge
• ...

Das vorliegende Heft widmet sich überwiegend dem aktuellen Thema der Galvanisierung von Kunststoffen. Es gibt dem Leser einen allgemeinen Überblick, wobei auch die Stellungnahmen von verschiedenen Warten aus Berücksichtigung fanden, die sich mit diesen Problemen beschäftigen. In der Literatur fand sich bisher noch keine zusammenfassende Betrachtung über dieses aktuelle Arbeitsgebiet der Galvanotechnik und der Inhalt des Heftes soll Anfang und Anlaß sein zu weiteren Veröffentlichungen über dieses Thema.

Die Galvanisierung von Kunststoffen ist durchaus kein als „neu“ zu bezeichnendes Verfahren, sie ist aber eines der aktuellsten Themen, die heute im Blickpunkt des Interesses stehen. Da einerseits die Kunststoff-Verarbeitung und andererseits die Verfahren der Galvanotechnik gleichermaßen daran beteiligt sind, sind die Grenzen und Möglichkeiten für den industriellen Einsatz oft nicht bekannt. Veröffentlichungen zum Thema sind nur vereinzelt zu finden, so daß die vorliegende Arbeit ein wesentlicher Beitrag ist zum Thema der Galvanisierung von Kunststoffen. Alle Fragen der Arbeitsweisen und auch diejenigen der geeigneten Kunststoffe und deren Eigenarten kommen zur Sprache.

Diese nachfolgende Betrachtung bezieht sich auf den Einfluß der Kunststoff-Verarbeitung im Hinblick auf die Galvanisierbarkeit. Ein besonderer Abschnitt in dem voranstehenden Aufsatz von Gerd Müller (Seite 402 dieses Heftes) geht auf dieses Thema bereits ein. An jener Stelle nimmt Herr Dr. Harold Ebneth von der Anwendungstechnischen Abteilung der Farbenfabriken Bayer AG, Leverkusen bereits Stellung zur Frage, weiche Kunststoffe für das Galvanisieren geeignet sind, wobei auch die Besonderheiten und ihre Verarbeitung mit einbezogen werden. Der nachfolgende Beitrag beschäftigt sich also mit den gleichen Fragen.

Beim Nibodur-Verfahren werden, wie vor kurzem ausführlich berichtet, mit Hilfe der Reduktionsmittel Natriumboranat oder Borazan auf Metallen sowie aktivierten Kunststoffen oder keramischem Material stromlos Überzüge aus einer Nickel-Bor-Legierung abgeschieden. Diese Schichten zeigen bei sachgerechter Vorbehandlung des Grundmaterials gute Haftung, sie können galvanisch verkupfert, (direkt) vernickelt und verchromt werden. Das Verfahren läßt sich daher auf die Galvanisierung von Kunststoffen anwenden.

Die Galvanisierung von Kunststoffen wird in Deutschland seit einigen Jahren in kleinem Umfang auf einigen Spezialgebieten betrieben. Die seinerzeit durchgeführten Verfahren der mechanischen Aufrauhung der Oberfläche des Kunststoffs, das Aufbringen von Leitlacken usw. dürfen heute als überholt gelten, nachdem man zuerst in Amerika erkannte, daß es gelingt, auf sogenannten ABS-Polymeren durch ein chemisches Vorbehandlungsverfahren haftfeste metallische Schichten aufzubringen. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich deshalb ausschließlich mit den Fragen, die im Zusammenhang mit der Verwendung von ABS-Material auftauchen, wobei die Kenntnis des allgemeinen Verfahrensweges als bekannt vorausgesetzt werden darf.

Durch die Entwicklung der Misch- bzw. Pfropf-Polymerisate Acrylnitrit-Butadien-Styrol, kurz der ABS-Kunststoffe, ist erst die Möglichkeit eines haftfesten Galvanisierens von Kunststoffen erschlossen worden. Der Ursprung dieser Entwicklung kam aus USA, wo die Marbon Chemicals als Kunststoffhersteller gemeinsam mit der Enthone Inc. als einer galvanotechnischen Fachfirma dieses Verfahren unter dem Namen „Enplate CU 400“ entwickelte und in die Praxis einführte. Der wesentliche technische Fortschritt dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß die ABS-Polymere durch einfache chemische Tauchbehandlung in einem besonderen Säuregemisch an der Oberfläche chemisch verändert werden.

Kunststoffe haben auf verschiedenen Gebieten der industriellen Fertigung durch ihre spezifischen Eigenschaften andere Werkstoffe ersetzt. Trotz technisch guter Eignung blieb ihnen jedoch manches Anwendungsgebiet aus dekorativen Gründen versperrt. So lag der Gedanke nah, Kunststoffoberflächen durch Metallabscheidung attraktiver zu machen. Entsprechende Anregungen, die vorwiegend aus der Automobil- und Rundfunkindustrie an uns herangetragen wurden, gaben der Entwicklung der LPW-Ultraplast-Verfahren zur Galvanisierung von ABS-Kunststoffen wichtige Impulse. Diese Entwicklungsarbeiten waren für uns kein Vorstoß in absolutes Neuland. Wir waren vielmehr in der Lage, Erfahrungen zu nutzen, die wir bereits vor drei Jahrzehnten zu sammeln begannen.

Das „Cupatier“-Verfahren, die galvanische Hochglanz-Verkupferung mit oder ohne Einebnung aus sauren Elektrolyten ist seit vielen Jahren in der Galvanotechnik bekannt. Dieses Verfahren wird auch für die Galvanisierung von Kunststoffen seit fast einem Jahrzehnt mit bestem Erfolg eingesetzt. Bereits Anfang des Jahres 1956 empfahl die Firma Degussa, Hanau, das „Cupatier“-Verfahren für die Bearbeitung von Kunststoff-Preßmassen. In einem Betrieb, der seit etwa 10 Jahren Kunststoff fortlaufend galvanisiert, wird das „Cupatierbad“ 957 ebenso lange für die Bearbeitung des elektrisch leitfähigen Kunststoffes Typ V 1158 der Firma SKW eingesetzt.

Durch mikrorissige Duplexchromschichten kann die Qualität glänzendverchromter Automobilteile wesentlich gesteigert werden. Der Aufsatz zeigt, welche Rißnetzstrukturen bei der Duplexverchromung entstehen können und wie diese vom Qualitätsstandpunkt zu bewerten sind. Zur Beschreibung der Chromrißdichte wird eine Richtreihe aus fünf Rißdichtegruppen mitgeteilt. Die typischen Schadensbilder duplexverchromter Teile aus dem Fährbetrieb und den gebräuchlichen Schnellkorrosionsversuchen werden erörtert. – Ferner wird auf einige fertigungstechnische und labormößige Arbeiten eingegangen, die sich zur Gewährleistung guter Duplexchromschichten als sinnvoll erwiesen haben. Die Duplexverchromung wird seit einigen Jahren großtechnisch an Automobil-Außenteilen, wie Stoßstangen und Radkappen, angewandt und hat sich gut bewährt.

Die Entgiftung von komplexsalzhaltigen Abwässern wird besprochen. Es besteht oft die aktuelle Frage, ob durch den Einsatz von cyanidfreien galvanischen Bädern (z. B. cyanidfreie Verzinkung) die Abwasserfrage erleichtert werden kann. Oft werden diese Bäder als „ungiftig“ bezeichnet. Im Hinblick auf den Cyangehalt trifft dies zu, man übersieht jedoch oft, daß solche cyanidfreien Bäder Metallsalze im Abwasser hinterlassen, die eine erhebliche Giftwirkung haben. Daneben sind Komplexbildner enthalten. Die Entgiftung von Cyaniden im Abwasser ist bekannt und bereitet keine weiteren Schwierigkeiten. Die Entgiftung von Schwermetallen im Abwasser ist demgegenüber oft erheblich schwieriger und bereitet z. T. noch ungelöste Probleme. Auf diese Tatsache geht die Arbeit ein.

Wenn man bedenkt, daß nach vorsichtigen Schätzungen immer noch ca. 70% aller Industrieabwässer unzureichend oder gar nicht gereinigt in die Flüsse abgelassen werden, kann man in etwa ermessen, wieviel auf dem Sektor der Abwasserbeseitigung noch zu tun ist. In keiner Weise soll die Bedeutung dessen geschmälert werden, was bisher schon für Millionen erreicht wurde, um unsere Vorfluter zu entgiften. Allein das heftig umstrittene Detergentiengesetz, welches besagt, daß nur noch biologisch abbaubare Stoffe bei der Herstellung von Waschmitteln verwendet werden dürfen, hat dazu geführt, daß die schon zum Bild unserer Flüsse gehörenden Schaumberge fast verschwunden sind.

Der Verbandstag 1965 der Graveure, Galvaniseure und verwandter Berufe fand in diesem Jahre am 7./8. 5. 1965 in Bad Dürkheim statt. Die Fachgruppensitzung der Galvaniseure war mit rund 80 Fachleuten gut besucht. Zwei Themen standen im Vordergrund der Gespräche und Diskussionen: cyanfreie Verzinkung und Abwasserfragen. Zuerst sprach Dr. Kurt Heymann, Berlin, über die cyanfreie Verzinkung. Das Verfahren ist in der Praxis bereits eingeführt. Die Anoden müssen von größter Reinheit sein und die Arbeitstemperatur des Elektrolyten muß durch Kühlung unter 30° C gehalten werden. Gegen Fremdmetall-Verunreinigungen ist das cyanidfreie Zinkbad empfindlicher als das cyanidische. Letzteres ist im Betrieb robuster. Auch der Glanzmittelverbrauch ist bei der cyanfreien Verzinkung größer, wodurch die Kosten gegenüber der cyanidischen Verzinkung höher liegen.

Nachstehend geben wir einen Überblick der Vorträge mit Inhaltsangaben in Kurzfassung. W. H. Salranek: Das wachsende Forschungsprogramm der AES. Steigende Einnahmen rechtfertigen eine Ausweitung des Forschungsprogramms der Gesellschaft. Bereits im Vorjahre wurden zwei neue Forschungsaufträge vergeben, zu denen nun noch zwei weitere kommen. A. Damjanovic: Mechanismus der Elektrokristallisation von Kupfer an Kupfereinkristallflächen. Elektrochemische Messungen kombiniert mit unmittelbarer visueller Beobachtung. Einflüsse von Stromdichte und geringen Elektrolytzusätzen wurden festgestellt. Eingehendes Studium der Wachstumsvorgänge.