Fachwörter-Lexikon
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Entfetten
Bei der Verarbeitung von Werkstoffen, insbesondere bei der Be- und Verarbeitung von Metallen, werden Öle und Fette eingesetzt. Sie dienen beispielsweise zum Schutz der Metalloberfläche gegen Oxidation, aber auch zur Unterstützung einer mechanischen Umformung, indem sie das Gleiten der Werkstückoberfläche auf der Werkzeugoberfläche verbessern. Besonders Werkzeuge mit metallischer Oberfläche – zum Beispiel Biegewerkzeuge – können bei hoher Belastung zum partiellen Verschweißen (auch als Fressen bezeichnet) neigen. Werden Werkstücke aus Metall nach der Formgebung beschichtet, so wirken Öle und Fette als Trennmittel zwischen Grundmaterial und Beschichtung. Dies gilt im Prinzip für jede Art von Beschichtung – galvanische Metallabscheidung, Lackieren, PVD-Beschichtung. Außerdem können Öle und Fette bei längerer Verweildauer oder Einwirkung von Licht oder Wärme verhärten oder im Falle höherer Temperaturen auch Verbrennen (Cracken). Die verbleibenden Rückstände können eine weitere Bearbeitung des Grundmaterials stören oder behindern. Aus den genannten Gründen müssen Werkstoffe auf jeden Fall vor einer Beschichtung entfettet werden.
Fortschrittliche Prozesstechnologien bei der Herstellung von hochqualitativen Produkten, beispielsweise aus dem Bereich der Feinwerktechnik, können auch zwischen den Arbeitsschritten mehrere Entfettungsschritte beinhalten, um die bestmögliche mechanische Bearbeitung von Werkstoffen oder die Montage von Teilen zu Zwischenprodukten zu begünstigen. Für die Entfettung eignen sich prinzipiell flüssige, organische Verbindungen, sogenannte Lösemittel (Lösungsmittel), wie beispielsweise Methanol und andere Alkohole (für schwache Verunreinigungen), Aceton, Benzole, Methylenchlorid, Tetrachlorethen oder Trichlorethan (für starke Verunreinigungen). Aufgrund der nachteiligen Wirkung der organischen Lösemittel auf die Gesundheit von Lebewesen oder die Zerstörung von Ozon in der Atmosphäre dürfen Lösemittel nur eingeschränkt oder in vollständig geschlossenen Anlagen (emissionsfrei) verwendete werden. Als Alternative zu den organischen Lösemitteln werden vermehrt wässrige Reinigungsmittel eingesetzt. Nachteil der wässrigen Reinigungsmittel ist die geringere Reinigungswirkung und – im Falle der Reinigung von Metallen – die Gefahr, Korrosion auszulösen.
Verschleißmessgrößen
Die Verschleißmessgrößen beschreiben 1D-, 2D- und 3D-Veränderungen der Geometrie und sind Maßzahlen für die Änderung der Geometrie von Körper und/oder Gegenkörper. Diese Größen werden insbesondere bei tribologischen Tests zur Bewertung herangezogen. Hiermit können Verschleiß/Zeit-Diagramme erstellt werden.
Auftragschweißen
Auftragen ist das Aufbringen von dünnen, fest haftenden Schutzschichten auf Bauteiloberflächen. Nach DIN EN 14610 wird beim sogenannten Auftragschweigen das Beschichten eines Werkstücks durch Schweißen verstanden, d.h. es entsteht eine schmelzmetallurgische Verbindung. Es wird sowohl das Beschichtungsmaterial als auch ein dünner Bereich der Werkstückoberfläche mittels Energiezufuhr (elektrisch, thermisch, mechanisch) geschmolzen, so dass sich durch Diffusion eine porenfreie und haftfeste Oberflächenschicht bildet. Dieses Beschichtungsverfahren erzeugt Beschichtungen mit generell höherer Haftfestigkeit als mit anderen Verfahren aufgebrachte Beschichtungen. Sofern nicht spröde Phasen bei ungeeigneten Verbindungskombinationen die Haftung beeinflussen, wird die Verbindungszone zwischen Schicht und Grundwerkstoff niemals die Schwachstelle des Verbundes darstellen. Dadurch ist das Verfahren besonders für den Einsatz von Bauteilen mit hohen Verschleißbeanspruchungen geeignet. Auftragsschweißen findet seine Anwendung in der Reparatur, der Veredelung oder der Modifikation von Bauteiloberflächen. Es können besonders verschleißfeste oder korrosionsbeständige Werkstoffe auf einen preiswerteren Grundwerkstoff aufgetragen werden.
Je nach Arbeitsweise unterscheidet man zwischen manuellem und automatisiertem Auftragsschweißen. Beim manuellen Auftragsschweißen wird der Zusatzwerkstoff als dünner Draht (Æ0,15 bis Æ0,6 mm) manuell zur Bearbeitungsstelle geführt. Der Laserstrahl schmilzt den Draht auf. Die entstandene Schmelze verbindet sich fest mit dem Grundwerkstoff, der ebenfalls angeschmolzen wird, und erstarrt wieder. Das Arbeiten mit Inertgas (strömendes Argongas) ist erforderlich. Beim automatisierten Auftragsschweißen wird der Zusatzwerkstoff hingegen maschinell zur Bearbeitungsstelle geführt. Als Zusatzwerkstoff dient ein Metallpulver, das schichtweise poren- und rissfrei mit dem Grundwerkstoff verschmolzen wird. Nach dem Erkalten entsteht eine Metallschicht, die eine hochfeste Schweißverbindung darstellt und mechanisch bearbeitet werden kann.
Generell können beim Auftragschweißen dieselben Schweißverfahren wie beim Fügen angewendet werden. Zusätzlich werden sie aber noch nach dem Schutz der heißen Auftragschweißzone gegenüber der Umgebung einteilen. Man unterscheidet offene Verfahren mit Gasflamme, Verfahren mit Abdeckung der Schmelze (E-Hand, RES, UP) und Schutzgasverfahren (MIG, WIG, Plasma). Für hochqualitative Beschichtungen ist es erforderlich. die Schmelze im heißen Zustand zur Porenvermeidung generell abzudecken oder durch Schutzgasbeaufschlagung gegen Sauerstoffzutritt zu schützen.