Fachwörter-Lexikon
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Wasser in der Industrie
Wasser zählt in nahezu allen Industriebereichen zu den unentbehrlichen Betriebs- und Hilfsstoffen. Dies gilt in ganz besonderem Maße für die Oberflächenbehandlung mit den nasschemischen Verfahren, für die Wasser sowohl in den verschiedenen Prozesslösungen als Hauptbestandteil fungiert als auch für die zwischengeschalteten Reinigungsschritte, die stets in Wasser als Spülmittel oder in oft verdünnten wässrigen Lösungen erfolgt.
Darüber hinaus wird Wasser in noch größerem Umfang als Medium zur Wärmeübertragung eingesetzt. Von der klassischen Zentralheizung, über die Nutzung solarthermischer oder geothermischer Heizung (und Kühlung) bis hin zur Anlagen- und Geräteheizung oder Kühlung wird Wasser eingesetzt. In den meisten Fällen kommen hier geschlossene Kreisläufe zur Anwendung, die aber in größeren Wasserkreisläufen durch regelmäßige Ergänzung über eine bestimmte Wasserqualität verfügen müssen, um beispielsweise störende Ablagerungen zu vermeiden. Ein weiterer umfangreicher Einsatz von Wasser oder wässrigen Lösungen ist der Bereich der Kühl-Schmier-Mittel bei der mechanischen Bearbeitung durch Fräsen, Drehen, Schweißen oder beim Erodieren, aber auch bei der maschinellen Oberflächenbearbeitung beispielsweise durch Gleitschleifen. Hier ist einmal die Einstellung von Wasserqualitäten in Bezug auf deren Inhaltsstoffe wichtig, um Ablagerungen beispielsweise in Form von Kalk zu vermeiden oder die Bildung von Mikroorganismen zu verhindern.
Die umfangreichen Bemühungen zur Einsparung von Wasser sowie der effiziente und sparsame Umgang mit dem Rohstoff Wasser werden durch unterschiedliche Einrichtungen und Verfahrenstechnologien unterstützt. Dazu zählen Einrichtungen wie Ionenaustauscher in den unterschiedlichsten Ausführungen, aber auch verschiedene Arten der Filtration zur Entfernung von groben Partikeln bis hin zur Trennung von ionischen Bestandteilen.
Verschleißschutz – verschiedene Verfahren
In vielen Anwendungen wie beispielsweise bei Motoren oder beweglichen Maschinenelementen sind die Oberflächen von Bauteilen einer hohen Reibung ausgesetzt. Der Verschleiß der Oberflächen kann durch die Auftragung von Schichten unterschiedlicher Art verhindert werden. Dabei steht die Verteilung der Aufgaben bei der Auswahl der verwendeten Materialien im Vordergrund: Das Grundmaterial stellt die mechanische Festigkeit und Form, während die Oberfläche beziehungsweise die Schicht den Schutz gegen Verschleiß, Korrosion und/oder Oxidation übernimmt.
Die Effizienz von modernen Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge, insbesondere mit Hochleistungsmotoren verwenden für Kolben und Zylindern derartige Schichtsysteme. Geeignet als Schutz gegen Verschleiß sind insbesondere Chrom- und Nickel- beziehungsweise Nickeldispersionsschichten (mit Hartstoffen wie Siliziumcarbid). Die Schichten werden hierfür in Dicken zwischen 10 µm und etwa 40 µm abgeschieden. Zur Einhaltung der exakten geometrischen Form kommen einmal Honverfahren zum Einsatz. Neuere Entwicklungen arbeiten mit besonderen, angepassten Anodengeometrien, um die Stromdichtunterschiede sowie die daraus resultierenden Abweichung der Schichtdicke an Kanten zu vermeiden.
Während Kolben für Motoren wie klassische Einzelteile in einem Galvanikverfahren auf Gestellen behandelt werden, stehen für die Zylinder in den Motorblöcken Spezialanlagen zur Verfügung, bei denen nur der Zylinderbereich von Elektrolyt durchströmt wird, während der übrige Motorblock nicht mit den galvanischen Medien in Berührung kommt. Die hohen Strömungen erlauben auch die Anwendung von höheren Stromdichten, so dass die Abscheidegeschwindigkeiten auf einige Mikrometer pro Minute gesteigert werden können.
Vergleichbare Schichtsysteme können sowohl auf Stahl als auch auf Aluminium aufgebracht werden. Dadurch trägt Aluminium auch bei Motoren und sonstigen Teilen in Fahrzeugen zur Einsparung von Gewicht bei.
Nitrierstähle
Nitrierstähle sind legierte Stahlsorten, die sich zum Nitrieren und Nitrocarburieren besonders eignen. Sie enthalten Legierungselemente wie Cr, Al, Mo, V, Ti und Nb, die zur Nitridbildung neigen und Nitride mit hoher Härte bilden.