Fachwörter-Lexikon
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Gleitschichten
Für gleitende Belastungen eignen sich Oberflächen mit geringer Rauheit und hoher Festigkeit. In Betracht kommen Chromschichten auf Nickeluntergründen. Für dekorative Oberflächen ist der Ersatz von Nickel durch Weißbronze denkbar (Problem Nickelallergie). Neben Chrom eignen sich bei gleitender Belastung Hartstoffschichten mit Härten zwischen 2000 HV und 5000 HV, die in Dicken unter 1 µm aufgebracht werden. Die geringe Rauheit eines solchen Verbundes wird durch die galvanische Unterschicht erzeugt, die zudem ein gutes Tragevermögen besitzen muss. Unter Tragevermögen ist eine geringe Verformung unter Last zu verstehen, so dass die oben liegende Hartsstoffschicht nicht bricht.
Ein gutes Gleitverhalten wird durch chemische abgeschiedene Nickelschichten, eventuelle mit Teflon-, Siliziumcarbid- oder Aluminiumoxidpartikeln in Form einer Dispersionsschicht. Solche Schichten werden in Dicken zwischen etwa 5 µm und bis zu 30 µm abgeschieden, je nachdem, welche sonstigen Anforderungen (z.B. Korrosion) bestehen.
Neben Metallschichten wird aber auch mit bestimmten Lacken mit höherer Festigkeit ein sehr gutes Gleitverhalten erreicht. Geeignete Lacksysteme basieren auf dem chemisch sehr beständigen PTFE (auch bekannt unter dem Markennamen Teflon). PTFE zeichnet sich neben den guten mechanischen Eigenschaften durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Einsatztemperatur
(> 200 °C) aus. Dadurch ist es möglich, beispielsweise Bleche oder Bänder vor einer Umformung mit PTFE-Lack zu beschichten. Als Vorteil ist die einfachere Lackierung von Halbzeug (als Endlosmaterial) im Vergleich zu Formteilen und vor allem der Wirkung von PTFE als Umformhilfe und Schutz gegen mechanische Beschädigung der Oberfläche beim Umformen zu nennen.
Nitrierschicht – Gasnitrieren
Beim Gasnitrieren wird das Werkstück im Ammoniakgasstrom (reines Ammoniak NH3 oder NH3 mit Inertgaszusätzen, wie z.B. Stickstoff) bei Temperaturen zwischen 500 °C und 550 °C (je nach erforderlicher Dicke der Nitrierschicht) 4 h bis 100 h behandelt. Das Ammoniak wird an der Werkstückoberfläche thermisch zersetzt. Ein Teil des dabei frei werdenden Stickstoff diffundiert in die Oberfläche des Werkstücks ein und baut die Nitrierschicht auf. Das Gasnitrieren wird in der Regel nur für legierte Stähle angewandt, da sich bei unlegierten Stählen eine spröde, zum Abplatzen neigende Nitrierschicht bildet.
Porosität von galvanischen Metallschichten
Galvanische Metallabscheidungen sind ab Schichtdicken von 2 µm bis 4 µm porenfrei. Allerdings hängt die Porosität von galvanisch abgeschiedenen Metallschichten sehr stark von der Sauberkeit der Grundmetalloberfläche (Reste von Fett, Öl, Polier-/Schleifrückstände oder Oxiden aus den Vorstufen der Bearbeitung), dem Anteil und der Art an Metallverbindungen bei Legierungen oder der Mikrorauheit der Oberflächen ab. Ungünstige Metallverbindungen oder starke Mikrorauheiten können die Porosität der Metallschicht erhöhen beziehungsweise deutlich höhere Metallschichtdicken zum Erzielen einer porenfreien Beschichtung erforderlich machen.