Fachwörter-Lexikon
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Zinkschicht - Duktilität
Die Duktilität von Werkstoffen ist annähernd konträr zur Härte: Werkstoffe mit geringer Härte zeigen eine höhere Duktilität (Verformbarkeit) und Werkstoffe mit hoher Härte eine niedrige Duktilität. Reine Zinkschichten sind daher duktiler als Zinklegierungsschichten.
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.
Nickelschichten – Korrosionsschutz
Mit zu den wichtigsten Aufgaben von Nickelschichten zählt der Korrosionsschutz, für den eine Kombination von Halbglanz- und Glanznickel vorteilhaft ist. Diese beiden Nickelarten unterscheiden sich in ihrer Korrosionsbeständigkeit: Halbglanznickel ist beständiger als Glanznickel. Da Nickelschichten fast ausschließlich mit einer zusätzlichen Chromschicht versehen werden, wird mit dieser Schichtenkombination ein besonderer Korrosionsschutz erreicht. Chrom verhält sich edler als Nickel, so dass im Falle einer oberflächlichen Beschädigung durch den Korrosionsangriff zunächst die darunter liegende Nickelschicht aufgelöst wird und sich unter der Chromschicht eine Kaverne bildet. Sobald die Korrosion soweit fortgeschritten ist, dass das Korrosionsmedium auf die Halbglanznickelschicht trifft, wird der Angriff gestoppt und breitet sich in beschränktem Maße lateral unter der Chromschicht aus. Oftmals führen die entstehenden Korrosionsprodukte zum Verstopfen der Kaverne und reduzieren dadurch die Korrosionsgeschwindigkeit deutlich. Insgesamt stellt das System aus den beiden Nickelschichten und der Deckschicht aus Chrom eines der wirkungsvollsten Korrosionsschutzsysteme dar.