04_Oberflächenmodifikation_Buch_FT

6.1 Überblick

6.1.2 Zweck des Beschichtens und des Stoffeigenschaftänderns

• Zweck des Beschichtens:

  • Schutz vor Korrosion ist primär.

  • Verhindert milliardenschwere Schäden jährlich durch Korrosion.

• Stoffeigenschaftändern:

  • Veränderung von mechanischen oder chemischen Eigenschaften durch Umlagern, Aussondern oder Einbringen von Stoffteilchen.

• Korrosionsschutzmittel:

  • Metallische und nichtmetallische Überzüge:

    • Metallisch: Zink (Zn), Aluminium (AI) usw.

    • Nichtmetallisch: Lacke, Keramik usw.

6.1.2.1 Schutz vor Korrosion

• Korrosionsschutzmechanismen:

  • Überzüge: Zinküberzug, Cadmium, Hartchrom, etc.

  • Spannungen in mV zu beschädigenden Metallen:

    • Zink -794 mV, Stahl St4 -350 mV, Messing +510 mV

6.1.1 Allgemeines

• Die Spannungsreihe:

  • Zwei Metalle in Anwesenheit eines Elektrolyten sind eine Spannungsquelle.

  • Elektrolyt: z.B. angesäuertes Wasser oder natürliche Feuchtigkeit.

6.1.2 Zweck des Beschichtens

• Ziele des Beschichtens:

  • Korrosion vermeiden, elektrische Kontaktfähigkeit verbessern.

  • Wartungskosten reduzieren, insbesondere bei wirtschaftlicher Nutzung (geringere Stillstandzeiten).

6.2 Vorbereitende Arbeiten

6.2.1 Allgemeines

• Vorbereitende Arbeiten sind entscheidend für die Qualität des Beschichtungsprozesses. Unterscheidet sich je nach bearbeitetem Werkstück.

6.2.2 Verfahren

• Reinigung, Strukturveränderung, Polieren:

  • Nassreinigung, Strahlen, chemisch oder mechanisch reinigen.

  • Schnelles Entfernen von Schmutz, Zunder und Rost ist wichtig.

6.2.3 Trocknen

• Trocknung im Hochvakuum oder durch heiße Luft ist oft erforderlich.

• Die Produkte durchlaufen alle Schritte, vom Reinigen bis zum Trocknen und Beschichten.

6.3 Verfahren des Beschichtens

6.3.1 Beschichten aus dem gasförmigen Zustand

• Verfahren wie CVD (Chemical Vapor Deposition) sind entscheidend:

  • Aufbringen von Schichtwerkstoffen aus gasförmigem Zustand.

  • Durchführung in Vakuum unter kontrollierten Bedingungen.

6.3.2 Beschichten aus dem flüssigen Zustand

• Flüssiges Beschichten umfasst Tauchen und Spritzen, dazu gehört:

  • Feuerverzinken, Emaillieren und Lackieren.

  • Universelle Anwendung durch verschiedene chemische Lösungen.

6.3.3 Beschichten aus dem ionisierten Zustand

• Verfügbar sind Verfahren wie:

  • Elektrophorese und ionenstrahlenbehandlungen zur gezielten Oberflächenbearbeitung.

  • Nutzung elektrischer Felder für das Abscheiden von Materialien.

6.3.4 Beschichten aus dem festen Zustand

• Methoden wie Aufschmelzen und Plattieren:

  • Verwendung von hochfesten Materialien für Verbundwerkstoffe.

  • Kontrolle der Schichtdicke während des Verfahrens.

6.3.5 Zuordnung Verfahren/Schichtwerkstoff

• Überblick über bedeutende Verfahren und ihre jeweiligen Schichtwerkstoffe.

  • Beispiele: CVD für Nitrieren, PVD für CARBIDE.

6.4 Prüfung von Oberflächenschichten

6.4.1 Mechanische Prüfungen

• Diverse Prüfverfahren zur Überwachung der Schichtqualität und Korrosionsbeständigkeit.

• Notwendig sind normierte Verfahren für präzise Maßstäbe.

  • Langzeitverhalten durch Korrosionsversuche, Messung der Schichtdicke.