Fachwörter-Lexikon
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Magnesium, Normung
Für die Bezeichnung von Magnesium und seinen Legierungen gelten verschiedene Normen. In Deutschland beziehungsweise in Europa sind vor allem die Normen DIN EN 1754 für Anoden, Blockmetalle und Gusslegierungen sowie DIN 1700 für die derzeit in Deutschland genormten fünf Knetlegierungen nach DIN 1729-1 zu beachten. Weit verbreitet ist auch das aus der amerikanischen Norm ASTM B 275 stammende System (ASTM American Society for Testing and Material).
Chromschichten – Strukturchromschichten
Eine Spezialität ist die Herstellung von definierten Oberflächenstrukturen, beispielsweise von kalottenförmigen Vertiefungen im Bereich von wenigen Mikrometern. Solche Schichten zeichnen sich durch eine besonderes Benetzungsverhalten aus, weshalb sie insbesondere für Druckwalzen eingesetzt werden oder aber in Walzanlagen für die Blechverarbeiten, das sogenannte Dressieren.
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Strukzurchromschicht / Bildquelle: GWC
Thermische Spritzschichten
Durch thermisches Spritzen lassen sich dicke und besonders harte Beschichtungen auf nahezu jedem beliebigen Grundwerkstoff herstellen. Als Schichtwerkstoff kommen alle Materialien in Betracht, die bevorzugt in Form von Pulver verfügbar sind. Grundgedanke beim thermischen Spritzen ist, einen Werkstoff in einem Gasstrom zu erhitzen oder aufzuschmelzen und in diesem Zustand auf eine Werkstückoberfläche mittels kinetischer Energie zu fixieren. Da der Zustand der aufzutragenden Partikel zähflüssig oder teigig ist, bleiben diese auf der Oberfläche haften und führen im günstigen Fall zu einer mechanischen Verzahnung. Das Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Auftragsgeschwindigkeit (je nach Fläche einig 10 µm bis 100 µm pro Minute) und eine gute Haftung auf dem Grundmaterial aus. Das Auftragen von Metallen wurde bereits vor mehr als 100 Jahren in Form des sogenannten Schoopens (Auftrag von Zink) entwickelt. Heute werden bevorzugt harte Schichten mittels der verschiedenen Varianten des thermisches Spritzens hergestellte. Dabei kommen vor allem harte und sehr beständige Metalloxide, -nitride und -carbide zum Einsatz, die in Dicken von deutlich mehr als 100 µm mit keinem anderen Verfahren aufgetragen werden können.
Aufbau zum thermischen Spritzen / Bildquelle: OTTI
Spritzschicht / Bildquelle: B. Rüther
Die Schichten sind durch eine mehr oder weniger starke Porenstruktur gekennzeichnet. Diese können unter Umständen als Reservoir für Schmiermittel dienen, wodurch beispielsweise die Verwendung als Gleit- und Reibschicht profitiert. Dichtere Schichten von Aluminiumoxid, Titannitrid und -carbid, Chromoxid, Yttriumoxid, Lanthanoxid oder Zirkonoxid, um nur einige wenige der verwendeten Verbindungen zu nennen, stellen sowohl eine guten Korrosions- als auch Verschleißschutz dar. Für das Aufheizen und Beschleunigen der Partikel zwischen Spritzdüse und Werkstückoberflächen stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl wie Brenngas oder Plasmaheizung; die Benennung der Verfahren richtet sich in der Regel nach der Art der Erhitzung beziehungsweise nach der Art der Zufuhr des verspritzten Materials: beispielsweise Flammspritzen, Kaltgasspritzen, Plasmaspritzen, Lichtbogenspritzen, Drahtspritzen, Mehrdrahtlichtbogenspritzen mit Fülldrähten, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen. Die Auswahl der Verfahren richtet sich nach den zu erzielenden Eigenschaften der Schichten beziehungsweise den zu verarbeitenden Stoffen. Am einfachsten realisierbar ist die Beschichtung von rotationssymmetrischen Werkstücken, wobei mit Hilfe von Abdeckungen auch partielle Beschichtungen möglich sind. Das Kaltgasspritzen erlaubt auch die Beschichtung von temperaturempfindlichen Kunststoffen.
Lichtbogengespritzte Schicht auf Kunststoff / Bildquelle: S. Grund