Artikelarchiv -Galvanotechnik

6. Teil: Luftfahrtindustrie, Wartung und Überholung

Fortsetzung aus den Heften Nr. 2, 3, 4, 5 und 6/82

Die Luftfahrt kann als eine Art Prüfstein für das Tampongalvanisieren gewertet werden. Einmal wegen der hohen Anforderungen an Haftung, mechanische und metallurgische Eigenschaften, die die Schichten erfüllen müssen, um hier zum Einsatz zu kommen. Zum anderen, weil das Tampongalvanisieren ohne dieses Anwendungsgebiet niemals das heutige technische Niveau und damit auch seine Verbreitung in vielen anderen Anwendungsgebieten erreicht hätte. Die Fachfirmen, die Chemikalien und Vorrichtungen zum Tampongalvanisieren anboten, fanden in der Luftfahrtindustrie, den Einrichtungen zum Warten und Überholen von Fluggerät nahezu ideale Partner, die nicht nur zahlreiche Probleme hatten, die mit Hilfe dieses Verfahrens gelöst werden konnten, sondern auch bereit und in der Lage waren, neue unkonventionelle Verfahren zu prüfen und weiter zu entwickeln.

Im Zeichen von ständig steigenden Rohstoff- und Energiepreisen werden in zunehmendem Maße Recyclingtechniken vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt her betrachtet, immer interessanter. Durch sinnvolles Recycling werden nicht nur die Betriebskosten erheblich gesenkt, sondern gleichzeitig die steigenden Anforderungen des Umweltschutzes berücksichtigt.

Aufgrund einer Abwassergenehmigung, die den Sulfatgehalt unseres Abwassers auf 400 mg/l festlegt, wurde nach Lösungen gesucht, um die Sulfatfracht entsprechend zu senken. Ein Eingriff in die metallabscheidenden Elektrolyten schied von vornherein aus; bei den Untersuchungen fiel aber die kurze Standzeit der Reinigungslösungen, insbesondere bei der Ultraschallreinigung besonders auf.
In Zusammenarbeit mit Fachfirmen auf dem Gebiete der Metallreinigung wurden daher Versuche durchgeführt, um Methoden und Geräte zu finden, die es ermöglichen, die Standzeit der Entfettungslösungen zu verlängern.

Einführung


Messing und Zinkdruckguß werden vorwiegend in hochglanzpoliertem Zustand galvanisiert. Beim Reinigen muß daher der Pigmentschutz, der vom Schleifen und Polieren stammt, entfernt und die Oberfläche entfettet werden.
Die Beseitigung der Pigmentverschmutzung erfordert einen gewissen mechanischen Aufwand, der auf den Qualitätsanspruch des vorliegenden Falles abgestimmt sein muß. Je größer die mechanische Unterstützung der Renigung ist, umso geringer können die Anforderungen an das Arbeitsverfahren und an die Reinigungsmittel sein. Diese werden zudem von der Beschaffenheit der Verschmutzung und den Eigenschaften der Metalloberfläche mitbestimmt.

Jeder Galvaniseur kennt die Grundregel, daß eine gute Vorbehandlung den halben Erfolg ausmacht. Die besten Elektrolyte für das Abscheiden galvanischer Überzüge können nicht ausgleichen, was dort versäumt wird.
Aufgabe der Vorbehandlung ist es, den Werkstoff in eine galvanisierfähige Oberfläche zu verwandeln, auf der es möglich ist, mit einem bestimmten Verfahren Überzüge erwünschter Eigenschaften abzuscheiden. Die Voraussetzung dafür bildet eine entsprechende Mikrostruktur und -geometrie der Oberfläche, die frei von allen Verunreinigungen und homogen sein muß. Die ersten beiden Forderungen erfüllt eine entsprechende mechanische Vorbehandlung, etwa durch Schleifen oder Polieren. Verunreinigungen entfernt man durch Entfetten (zutreffender wäre Reinigen).

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

- Ein ElPC-Symposium in Berlin –

Die Veranstaltung fand am 1. und 2. April 1982 im Beuthsaal der Technischen Fachhochschule Berlin statt

Am 18, März 1982 führte die Standard Elektrik Lorenz AG(SEL), Unternehmensgruppe Audio-Video-Elektronik, eine Tagung für die Fachpresse durch. Anlaß für die Einladung war die Fertigstellung des neuen ITT-Kundendienst- und Schulungszentrums.
Auf der gut organisierten Veranstaltung wurden neben interessanten Referaten über die ITT-Unternehmensstrategie und den derzeitigen Entwicklungsstand der Lieferprodukte auch die Möglichkeit geboten, das SEL-Leiterplattenwerk im Tagungsort Pforzheim zu besichtigen.

Beschichtungsverfahren
Leiterplatten werden beschichtet mit Fotolacken, sogenannten Flüssigresisten, Schutzlacken und Lötstopplacken. Für den Auftrag stehen Walzlackiermaschinen zur Verfügung, die in verschiedenen Variationen zum Einsatz kommen. Für Spezialfälle werden Lackgießmaschinen eingesetzt, die hier nicht näher beschrieben werden sollen.

Gleichlaufauftrag

Für den herkömmlichen Einsatzfall werden Gleichlauf-Auftragsverfahren eingesetzt, die Auftragsstärken in begrenzter Schichtdicke ermöglichen.


Allgemeines

Im Zuge der Leiterplattenfertigung fallen Abwässer, Halbkonzentrate und Konzentrate mit sogen, „harten“ Komplexbildnern, wie z. B. EDTA, Äthylendiamintetraessigsäure, an. Durch diese Chemikalien wird die ausreichende Fällung der komplexierten Metalle, in erster Linie Kupfer, bei den herkömmlichen Behandlungsverfahren soweit behindert, daß die festgesetzten Metallgrenzwerte für die Einleitung der Lösungen in das Kanalsystem zum Teil erheblich überschritten werden. Hier bieten sich Thiocarbaminate zur Metallfällung an; die Löslichkeiten der entstehenden Verbindungen (Metallorganosulfide) gewährleisten, daß die Metallwerte noch unter den geforderten Grenzwerten für die Abwassereinleitung liegen; die Metalle sind ohne vorangehende Hilfsreaktionen – Umkomplexierungen – fällbar, Belästigungen durch Schwefelwasserstoffbildungen treten nicht auf, die Endpunkte der Metallfällungen sind potentiomefrisch erfaßbar.

Bericht von Dipl.-Chem. T. W. Jelinek über eine Vortragsveranstaltung

Die Idee der Bezirksgruppe Düsseldorf der Deutschen Gesellschaft für Galvanotechnik, eine Vortragsveranstaltung zu diesem Thema zu organisieren, lief offene Türen ein. 120 Teilnehmer (bei weitem nicht nur aus dem „Einzugsgebiet“ der Bezirks- gruppe) versammelten sich am 30. April 1982 in der Stadthalle in Langenfeld, um näheres über neue „Konkurrenzverfahren“ zu hören und darüber, ob und inwieweit sie überhaupt als Alternativen zu galvanischen Verfahren in Betracht kommen.
Bezirksgruppenleiter Laser wies in seinen Begrüßungsworten darauf hin, daß die Bezeichnung „alternativ“ (laut Duden: wahlweise) nicht ganz zutreffend ist, denn es geht nicht um Verfahren, die das galvanische Verzinken und die so erzeugten Zinkschichten mit allen ihren Eigenschaften ersetzen können, sie werden vielmehr da eingesetzt, wo sie größere oder das galvanische Verfahren geringere Vorteile bringen. Auch sind die Verfahren nicht ganz „neu“.

Bericht über ein Seminar an der Technischen Akademie Esslingen am 19. und 20. April 1982

Das Seminar hatte das Ziel, über solche Verfahren zur Qualitätsmessung zu berichten, deren technisches Niveau den mit neuester Technologie und entsprechendem know-how hergestellten Produkten adäquat ist. Es handelt sich um eine Wiederholung der Veranstaltung vom Juni 1980 über die in der „Galvanot0chnik‘‘71 (1980) berichtet wurde. Wir beschränken uns daher nur auf Referate, die in den Lehrgang neu aufgenommen wurden.

Bericht über eine gemeinsame Veranstaltung der Bezirksgruppen Frankfurt und Gießen

Fragen der Entsorgung sind nach wie vor eines der wichtigen Probleme, mit denen sich die Fachwelt immer wieder auf Tagungen, in Diskussionen und in der Fachpresse auseinandersetzt Wir haben uns damit der Feststellung, die Herr Claus in seinen einführenden Worten aussprach, voll angeschlossen und bringen nachstehend Kurzfassungen der einzelnen Vorträge und Diskussionsbeiträge.

Der Begriff „Entsorgung“ schließt heute nicht nur Maßnahmen zum Schutze der Umwelt, sondern auch zur Erhaltung der Resourcen ein. Dies sei auch der Grund – so in den Begrüßungsworten von Herrn Claus – dafür, daß sich die ursprünglich als regionale Tagung gedachte Veranstaltung der Teilnahme nahezu aus allen Teilen der Bundesrepublik Deutschland erfreuen konnte.

Redaktioneller Bericht über Neuheiten und Trends

Viel Umfeld, aber wenig Galvanotechnik

Bei der Vielzahl von Messen, die heute angeboten werden, ist es verständlich, daß die kommerzielle Absicht und der Ausstellungscharakter immer mehr dem Zweck der Information und des Anknüpfens von Kontakten weichen. Besonders gilt das für die Oberflächentechnik allgemein und die Galvanotechnik speziell. Es geht hier um Verfahren, die bei aller Wichtigkeit der Oberfläche und ihrer Eigenschaften, immer noch als Randtechnologien betrachtet werden. Sie werden zwar von den Galvanotechnikern durchgeführt, die Entscheidungen liegen aber bei den Konstrukteuren, Maschinenbauern, Verfahrenstechnikern, Ökonomen und Managern, die sich nur sehr schwer genügende Mengen von vergleichenden Informationen beschaffen können.

Leistungsvermögen und Anwendungsgrenzen

Galvanisch abgeschiedene Überzüge können bezüglich ihrer Anwendung eingeteilt werden in

a) dekorative Aufgaben zur Erzeugung von Oberflächen bestimmten Aussehens und zur Sicherstellung dieses Zustandes der Oberfläche für einen bestimmten Zeitpunkt,

b) technisch funktionelle Aufgaben zur Herstellung galvanisch erzeugter Überzüge mit bestimmten Eigenschaften, z. B. Härte, Korrosionsbeständigkeit, Abriebbeständigkeit, Lötbarkeit, elektrische Leitfähigkeit und eines bestimmten Übergangswiderstandes.

Die sogenannte funktionelle Galvanotechnik gewinnt immer mehr an Bedeutung, da es hierdurch möglich ist, weitgehend unabhängig vom Grundwerkstoff die Eigenschaften eines Teiles durch die Oberflächenbehandlung so zu beeinflussen, wie es entsprechend der Beanspruchung gewünscht wird und erforderlich ist.

Leserumfrage des DIN NMR 162 „Prüfung für metallische Überzüge“ von G. Oelsner und H. Flog*)

Im Arbeitsausschuß DINNMP 162 „Prüfung für metallische Überzüge" wird zur Zeit die Frage diskutiert, ob eine Norm über die Prüfung der Haftfähigkeit von metallischen Überzügen erstellt werden soll. Da es beim gegenwärtigen Stand der Entwicklung kein ausgereiftes Verfahren gibt das Normungswürdig erscheint, ist der Vorschlag gemacht worden, die ISO-Norm ISO 2819/1 „Metallic coatings on metallic substrates – Electrodeposited and chemically deposited coatings – Review of methods for testing adhesion" als deutsche Norm zu übernehmen. Die Meinung hierüber war im Arbeitsausschuß NMP 162 geteilt. Um zu vermeiden, daß eine Norm erstellt wird, die letztlich von niemandem für erforderlich gehalten wird, wurde beschlossen, eine gekürzte Fassung in einer Fachzeitschrift zu veröffentlichen, um die Meinung der Fachwelt zu ergründen. Dem Leuze-Verlag sei an dieser Stelle gedankt, daß er sich für diese Aufgabe bereitwillig zur Verfügung gestellt hat.

Industrielles Wachstum in Wales


Die Rezession in der Stahlindustrie, die in Wales einer der Hauptgründe der hohen Arbeitslosenzahl ist, hat die Welsh Development Agency bewogen, im Jahre 1980 eines der größten Industrialisierungsprogramme auszuarbeiten, die es bisher in England gab. Der Plan war der, daß innerhalb von 5 Jahren in Wales nicht weniger als 1000 neue Werke errichtet und in Betrieb genommen werden sollten.
Nachdem zwei Jahre nach der Erstellung dieses Planes vergangen sind, läßt sich heute feststellen, daß 500 Werke schon errichtet wurden und weitere 350 bis Jahresende in Betrieb gehen. Diese Intensität einer Industrialisierung ist heute die höchste in Europa. Die Attraktivität von Wales wird durch die Entwicklungsgesellschaft auf verschiedenen Wegen gefördert: so werden neuerrichtete Werke nicht nur steuerbegünstigt, sondern erhalten auch billige Anleihen.

Schadenfälle aus der Praxis

Mitteilung aus dem Institut für Werkstoffkunde der Technischen Hochschule Darmstadt (Institutsleiter: Prof. Dr.-Ing. K. H. Kloos)

Fortsetzung aus früheren Veröffentlichungen

Zink

Funktionell galvanisch verzinkt Schadenfall f-2.S

Schaden

Galvanisch verzinkte (12 /am) Schrauben der Festigkeitsklasse 12.9 (R^ = 1260 N/mm^) aus einem niedriglegierten Vergütungsstahl (entsprechend etwa dem Typ 34 Cr 4) brachen im Zeitstandversuch (Verspannungs- versuch mit 0,6 bis 0,8 x R„, in Hülle mit schräger Kopfauflage – Kopfauflagefläche um 10° gegen die Senkrechte zur Schraubenlängsachse geneigt – in sauberer, trockener Luft) am Übergang Kopf/Schaft. Auch eine thermische Nachbehandlung bei 200 °C über mehrere Stunden – unmittelbar im Anschluß an das Verzinken vorgenommen – brachte keinen Erfolg.

5.Teil: Anwendung bei der Herstellung von Leiterplatten

Fortsetzung aus den Heften Nr. 2, 3, 4 und 5/82

Die Anwendung des Tampongalvanisierens verzeichnet eine steigende Tendenz bevorzugt bei der Wiederinstandsetzung beschädigter Leiterplatten, aber auch bei der Fertigung. Die Firma Radio Collins in den USA konnte nach Einführung dieser Methode einen zusätzlichen jährlichen Gewinn von $ 400 000 aufweisen. Ein großer Leiterplattenhersteller von der Westküste der USA meldet einen Gewinn von rund $ 220 000. Bei der Gesellschaft General Electric wurden mit Hilfe einer einzigen Einrichtung Einsparungen von $ 344 000 erzielt.
In Tabelle 1 sind einige Anwendungen des Tampongalvanisierens auf dem Leiterplattensektor zusammengestellt [1].

Die hier erörterte Technologie beruht auf dem lonentransport durch Membrane, der durch Elektromigration hervorgerufen wird. Die auf dieser Grundlage erstellte Anlage für den Entzug von Chromsäure aus Spülwässern funktioniert so, daß diese in einem geschlossenen Umlaufsystem durch den Kathodenraum fließen und hier auf nahezu konstanter Konzentration gehalten werden. Gleichzeitig wandert die Chrom- und ev. vorhandene Schwefelsäure durch die Membrane in den Anodenraum und wird hier zur Wiederverwendung aufkonzentriert. Die benützten Membrane sind sehr dauerhaft und gegen innere Verunreinigungen unempfindlich. Das System ist sehr einfach, in modularer Form angeordnet und benötigt weder Chemikalien noch eine besondere Bedienung. Die Betriebskosten werden durch die zurückgewonnene Chromsäure und die Wiederbenutzung des Spülwassers weitgehend ausgeglichen.