Chemisch abgeschiedene Nickel-Dispersionsschichten – ­Alternative oder Ergänzung zu Hartchromschichten?

Oberflächen 09. 05. 2022
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Von Jürgen Meyer, Wängi/Schweiz

Chemisch abgeschiedene Nickel-Dispersionsschichten kommen aufgrund ihrer Eigenschaften als Ersatz für Hartchrom in Betracht. Je nach eingelagertem Feststofftyp eignen sie sich als Verschleißschutzschicht oder reibwertreduzierende Schicht, wobei bisher die positiven Eigenschaften von Hartchrom nicht in allen Einsatzfällen in dem selben Umfang erzielt wurden. Durch die Verwendung von Schichten mit Partikeln von deutlich weniger als 1 µm Durchmesser lässt sich das Anwendungsspektrum dieser Schichten deutlich erweitern, da in dieser Zusammensetzung auch ein Einsatz bei überlagernden Beanspruchungen möglich ist, insbesondere aufgrund von hervorragenden Verschleißschutzeigenschaften und niedrigen Reibwerten. Als Partikelmaterial finden aktuell Diamant, Siliziumcarbid und hexagonales Bornitrid Verwendung.

1 Hintergrund

Hartchromschichten spielen seit Jahrzehnten im Bereich der funktionellen Beschichtungen eine wichtige Rolle. Es gibt wohl kaum ein Beschichtungsverfahren, dass so viele herausragende Eigenschaften zu unschlagbar niedrigen Kosten bietet. Im Bereich des Verschleißschutzes sind besonders die gute Beständigkeit gegen Abrasiv- und Adhäsivverschleiß zu nennen, einhergehend mit einem in vielen Materialpaarungen niedrigen Reibwert. In vielen technischen Anwendungen, beispielsweise der Kunststoffverarbeitung, sind auch die antiadhäsiven Eigenschaften der Oberfläche von Vorteil.

Dies sind nur einige der erwähnenswerten Eigenschaften von Hartchromschichten. Es stellt sich die Frage, weshalb überhaupt über Alternativen zu Hartchromschichten nachgedacht werden muss. Hier ist natürlich zunächst das drohende Verbot von Chrom(VI)­verbindungen im EU-Raum zu nennen, das aber für die De Martin AG als in der Schweiz agierendes Unternehmen nicht zum Tragen kommt. Hier gilt vielmehr die Chemikalien-Risi­koreduktions-Verordnung, die ­langfristig die Verwendung von ­Hartchromelektrolyten auf Chrom(VI)basis erlaubt, solange die strengen Arbeitsschutzmaßnahmen nachweislich eingehalten werden. Die Suche nach Alternativen zu Hartchromschichten ist unter diesen Rahmenbedingungen deshalb meist technisch getrieben. Die Beanspruchungen an technische Oberflächen nehmen stetig zu und lassen sich mit Hartchromschichten nicht in jedem Fall erfüllen.

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