{"id":184,"date":"2019-02-21T16:04:46","date_gmt":"2019-02-21T15:04:46","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=184"},"modified":"2019-02-21T16:50:18","modified_gmt":"2019-02-21T15:50:18","slug":"duennschichttechnik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/duennschichttechnik\/","title":{"rendered":"D\u00fcnnschichttechnik"},"content":{"rendered":"

\u00ab G\u00fcnstiges Konversionsverfahren f\u00fcr zahlreiche Metalle \u00bb<\/h2>\n

Die D\u00fcnnschichttechnik<\/a> umfasst eine Vielzahl von Verfahren zur Erzeugung von Oberfl\u00e4chenschichten, die maximal 100 Nanometer dick sind. Ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters. Von dieser Ma\u00dfeinheit leitet sich der Name f\u00fcr die Nano-Technologie ab, die zunehmend auch bei der Vorbehandlung von Metalloberfl\u00e4chen eingesetzt wird.<\/strong><\/p>\n

Die chemische Oberfl\u00e4chenvorbehandlung von Metallen<\/h2>\n

Bei der chemischen Vorbehandlung verbinden sich Bestandteile von Salzen, Laugen oder S\u00e4uren mit Metallionen des Werkstoffs. Dabei gehen Metallionen aus dem Werkstoff in die L\u00f6sung \u00fcber. Dort reagieren sie mit Ionen des Behandlungsmittels zu komplexen, unl\u00f6slichen Salzen, die aus der L\u00f6sung ausfallen. Die abgeschiedenen Salze bilden eine d\u00fcnne feste Schicht auf der Oberfl\u00e4che. Bei dieser chemischen Reaktion (F\u00e4llungsreaktion) wird Metall in Salz umgewandelt. Der Prozess wird als Konversion bezeichnet. Der Begriff stammt aus der lateinischen Sprache und bedeutet formal \u00fcbersetzt Umwendung oder Umkehr. Die Schicht, die sich gebildet hat, ist eine Konversionsschicht.<\/p>\n

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Die Konversionsschicht stellt einen tempor\u00e4ren Korrosionsschutz dar. Sie ist die Voraussetzung daf\u00fcr, dass im Anschluss aufgebrachte Farben oder Lacke fest haften und verhilft ihnen zur Bildung einer gleichm\u00e4\u00dfigen, dichten Schicht.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Konversionsverfahren<\/h2>\n

Der Aufbau einer Konversionsschicht erfolgt durch Br\u00fcnieren, Phosphatiren, Chromatieren oder durch chromfreie Verfahren. Die Methoden unterscheiden sich vor allem durch die eingesetzten Chemikalien. Von diesen Stoffen h\u00e4ngen die Eigenschaften und die Dicke der erzeugten Konversionsschichten ab. Der Prozess erfolgt in drei Schritten. Zuerst werden die Oberfl\u00e4chen gr\u00fcndlich ges\u00e4ubert. Fette, \u00d6le, Zunder oder Rost w\u00fcrden die Schichtbildung st\u00f6ren oder verhindern. Die Reinigungsl\u00f6sung wird gr\u00fcndlich entfernt. Den Abschluss der W\u00e4sche bildet Sp\u00fclen mit vollentsalztem Wasser.<\/p>\n

Die sauberen Oberfl\u00e4chen werden durch Spritz- oder Tauchverfahren mit der Behandlungsl\u00f6sung in Kontakt gebracht. Hierbei sind f\u00fcr jedes Konversionsverfahren<\/a> vorgegebene Temperaturen und Verweilzeiten zu beachten. Im letzten Schritt werden die Reste der Behandlungsl\u00f6sungen durch mehrmaliges Sp\u00fclen entfernt. Durch diesen Prozess werden alle Oberfl\u00e4chenbereiche von Bauteilen, auch Innenseiten und Bohrungen, erreicht. Die Teile werden zuvor komplett fertiggestellt und als Ganzes behandelt. Durch eine sp\u00e4tere mechanische Bearbeitung k\u00f6nnte die Schicht zerst\u00f6rt werden.<\/p>\n

\"konversionsverfahren\"<\/a><\/p>\n

D\u00fcnnschichttechnik mit chromfreien Behandlungsl\u00f6sungen<\/h2>\n

Die Behandlungsl\u00f6sungen bei der D\u00fcnnschichttechnik sind Elektrolyte. Sie bestehen aus Wasser, in dem die ben\u00f6tigten Chemikalien gel\u00f6st sind. Weite Verbreitung finden die seit langem bekannten Konversionsverfahren mit w\u00e4ssriger Phosphatl\u00f6sungen. Dabei werden abh\u00e4ngig vom konkreten Phosphatierungsverfahren Schichtdicken von 0,15 bis 20 \u00b5m erreicht. In der Vergangenheit wurden \u00fcberwiegend Chromelektrolyte zum Aufbau von Konversionsschichten verwendet. Dabei wird zwischen Gelbchromatierung mit Chrom (IV)- und Gr\u00fcnchromatierung mit Chrom (III)-Ionen unterschieden. Chrom (IV)-Verbindungen sind giftig und erbgutver\u00e4ndernd. Deshalb werden sie nur noch in absoluten Ausnahmef\u00e4llen eingesetzt.<\/p>\n

Die Chromatschichten haben eine Dicke von 0,01 bis 1,25 \u00b5m. Die herk\u00f6mmlichen Verfahren sind mit hohen Belastungen der Umwelt und damit auch mit hohen Kosten f\u00fcr Umwelt- und Arbeitsschutz verbunden. Deshalb wurden chromfreie Behandlungsl\u00f6sungen entwickelt. Die beim chromfreien Konversionsverfahren eingesetzten Elektrolyte basieren auf Titan- und Zirkoniumverbindungen und f\u00fchren zu Schichtdicken von 0,02 bis 0,05 \u00b5m. Das sind 20 bis 50 nm. Deshalb werden diese Methoden der Nano-Technologie zugeordnet.<\/p>\n

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Einige Vorbehandlungsmethoden der D\u00fcnnschichttechnik mit chromfreien Behandlungsl\u00f6sungen erfordern keine Sp\u00fclvorg\u00e4nge vor den nachfolgenden Prozessen. Diese werden als no-rinse-Verfahren bezeichnet. Sind Sp\u00fclvorg\u00e4nge nach dem Aufbau der Konversionsschicht notwendig, handelt es sich um rins-Verfahren.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Vorteile der D\u00fcnnschichttechnologie<\/h2>\n