Oberflächenbehandlung ist eine Technik zur Erzeugung einer Oberflächenschicht mit mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften, die sich vom Grundmaterial unterscheiden.
Ziel der Oberflächenbehandlung ist es, die besonderen funktionalen Anforderungen des Produkts hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Verzierung und anderen Faktoren zu erfüllen. Mechanisches Schleifen, chemische Behandlung, Oberflächenwärmebehandlung und Oberflächenspritzen gehören zu den am häufigsten eingesetzten Oberflächenbehandlungstechniken. Der Zweck der Oberflächenbehandlung besteht darin, die Oberfläche des Werkstücks zu reinigen, zu bürsten, zu entgraten, zu entfetten und zu entzundern. Wir werden heute das Verfahren der Oberflächenbehandlung untersuchen.
Häufig kommen Vakuumgalvanisierung, Galvanisieren, Eloxieren, elektrolytisches Polieren, Tampondruck, Verzinken, Pulverbeschichten, Wassertransferdruck, Siebdruck, Elektrophorese und andere Oberflächenbehandlungsverfahren zum Einsatz.
Ein physikalisches Abscheidungsphänomen ist die Vakuumbeschichtung. Das Zielmaterial wird in Moleküle zerlegt, die von leitfähigen Materialien absorbiert werden, um eine gleichmäßige und glatte Oberflächenschicht aus Metallimitat zu erzeugen, wenn Argongas unter Vakuum eingeleitet wird und auf das Zielmaterial trifft.
Zutreffende Materialien:
1. Eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, weiche und harte Polymere, Verbundwerkstoffe, Keramik und Glas, können vakuumbeschichtet werden. Aluminium ist das am häufigsten galvanisierte Material, gefolgt von Silber und Kupfer.
2. Da die Feuchtigkeit in natürlichen Materialien die Vakuumumgebung beeinflusst, sind natürliche Materialien nicht für die Vakuumbeschichtung geeignet.
Prozesskosten: Die Arbeitskosten für die Vakuumbeschichtung sind relativ hoch, da das Werkstück besprüht, geladen, entladen und erneut besprüht werden muss. Allerdings spielen auch die Komplexität und Menge des Werkstücks eine Rolle bei den Arbeitskosten.
Umweltbelastung: Die Vakuumgalvanisierung belastet die Umwelt in etwa so wenig wie das Sprühen.
Mithilfe eines elektrischen Stroms werden beim elektrochemischen Prozess der „Galvanisierung“ Atome eines in einen Elektrolyten getauchten Werkstücks in Ionen umgewandelt und von der Oberfläche entfernt, wodurch kleine Grate entfernt und die Oberfläche des Werkstücks aufgehellt wird.
Zutreffende Materialien:
1. Die meisten Metalle können elektrolytisch poliert werden, wobei das Polieren der Edelstahloberfläche die beliebteste Anwendung ist (insbesondere bei austenitischem Edelstahl in Nuklearqualität).
2. Es ist unmöglich, viele Materialien gleichzeitig oder sogar in derselben Elektrolytlösung zu elektropolieren.
Betriebskosten: Da das elektrolytische Polieren im Wesentlichen ein vollautomatischer Vorgang ist, sind die Arbeitskosten relativ gering. Auswirkungen auf die Umwelt: Beim elektrolytischen Polieren werden weniger gefährliche Chemikalien verwendet. Es ist einfach anzuwenden und benötigt nur wenig Wasser. Darüber hinaus kann es Korrosion von Edelstahl verhindern und dessen Eigenschaften verbessern.
3. Tampondrucktechnik
Eine der wichtigsten Spezialdrucktechniken besteht heute darin, Text, Grafiken und Bilder auf die Oberfläche unregelmäßig geformter Objekte drucken zu können.
Für den Tampondruck können fast alle Materialien verwendet werden, mit Ausnahme derjenigen, die weicher als Silikontampons sind, darunter PTFE.
Mit dem Verfahren sind geringe Arbeits- und Formkosten verbunden.
Umweltbelastung: Dieses Verfahren hat eine hohe Umweltbelastung, da es nur mit löslichen Tinten funktioniert, die aus gefährlichen Chemikalien bestehen.
4. Das Verzinkungsverfahren
Ein Verfahren zur Oberflächenmodifizierung, bei dem Stahllegierungen mit einer Zinkschicht überzogen werden, um ästhetische und rostfreie Eigenschaften zu erzielen. Als elektrochemische Schutzschicht kann die Zinkschicht auf der Oberfläche Metallkorrosion verhindern. Galvanisieren und Feuerverzinken sind die beiden am häufigsten verwendeten Techniken.
Anwendbare Materialien: Da das Verzinkungsverfahren auf der metallurgischen Verbindungstechnik beruht, kann es nur zur Behandlung von Oberflächen aus Stahl und Eisen verwendet werden.
Prozesskosten: kurzer Zyklus/mittlere Arbeitskosten, keine Formkosten. Dies liegt daran, dass die Oberflächenqualität des Werkstücks stark von der physikalischen Oberflächenvorbereitung vor dem Verzinken abhängt.
Umweltauswirkungen: Der Verzinkungsprozess wirkt sich positiv auf die Umwelt aus, da er die Lebensdauer von Stahlkomponenten um 40–100 Jahre verlängert und Rost und Korrosion am Werkstück verhindert. Darüber hinaus entstehen bei der wiederholten Verwendung von flüssigem Zink keine chemischen oder physikalischen Abfälle, und das verzinkte Werkstück kann nach Ablauf seiner Nutzungsdauer wieder in den Verzinkungsbehälter gegeben werden.
Der elektrolytische Prozess des Aufbringens einer Metallschicht auf die Oberflächen von Bauteilen, um deren Verschleißfestigkeit, Leitfähigkeit, Lichtreflexion, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik zu verbessern. Zahlreiche Münzen weisen auch eine galvanische Außenschicht auf.
Zutreffende Materialien:
1. Die meisten Metalle können galvanisiert werden, allerdings variieren Reinheit und Wirksamkeit der Beschichtung je nach Metall. Am häufigsten sind Zinn, Chrom, Nickel, Silber, Gold und Rhodium.
2. ABS ist das am häufigsten galvanisierte Material.
3. Da Nickel hautschädigend und reizend ist, darf es nicht zum Galvanisieren von Gegenständen verwendet werden, die mit der Haut in Berührung kommen.
Prozesskosten: Keine Formkosten, aber Vorrichtungen zur Befestigung der Komponenten erforderlich; Zeitaufwand variiert je nach Temperatur und Metallart; Arbeitskosten (mittel bis hoch); abhängig von der Art der einzelnen Plattierungsteile; beispielsweise ist das Plattieren von Besteck und Schmuck mit sehr hohen Arbeitskosten verbunden. Aufgrund der strengen Anforderungen an Haltbarkeit und Schönheit wird dieser Prozess von hochqualifiziertem Personal durchgeführt.
Umweltauswirkungen: Da beim Galvanisierungsprozess viele schädliche Materialien zum Einsatz kommen, ist eine fachmännische Umleitung und Entsorgung erforderlich, um die Umweltschäden so gering wie möglich zu halten.
Beitragszeit: 07.07.2023
