Oberflächenveredeln und Plattieren von Metallen

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1 Oberflächenveredeln und Plattieren von Metallen Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. habil. Alfred Knauschner 2., verbesserte Auflage 240 Bilder und 107 Tabellen VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Inhaltsverzeichnis 1. Einführung Vor-, Zwischen- und Nachbehandlung von Metalloberflächen Übersicht Haupteinflussfaktoren Verunreinigungen auf der Metalloberfläche Metallvorbehandlungsverfahren Mechanische Oberflächenbehandlung Reinigen und Entfetten Spezialverfahren mit Entfettungs- und Beizeffekt Beizen, Entzundern und Brennen Chemisches oder elektrochemisches Glänzen Zwischen- oder Nachbehandlungsarbeitsgänge Nichtmetallische Schichten durch Zwischen- oder Nachbehandlung Temporärer Korrosionsschutz Phosphatieren Chromatieren Allgemeine Hinweise Reinigen und Entfetten in Elektrolyten und Lösungen Grundlagen Vorgänge an den Phasengrenzflächen Molekulare Lösungsvorgänge Kolloidchemische Vorgänge Weitere physikalisch-chemische Vorgänge Reinigungsmittel und -verfahren Alkalische Reiniger Lösungsmittelentfettung Elektrolytische Entfettung Apparative Einrichtungen Tauchentfettung mit alkalischen Reinigern Spritzentfettung mit alkalischen Reinigern oder verdünnten Lösungsmittelemulsionen Tauch- und Dampfentfetten mit organischen Lösemitteln Elektrolytische Reinigung und Entfettung

2 Hinweise zu wichtigen Einsatzgebieten Metallreinigung in der Galvanotechnik Metallreinigung vor dem lieren Metallreinigung vor dem Lackieren und Plastbeschichten Qualitätskontrolle Eigenschaften der Entfettungsmittel Reinheit der Metalloberfläche Ausschleppverluste Chromatieren Phosphatieren Grundlagen Verfahren und Anlagen Eigenschaften der Phosphatschichten Elektrochemische Metallabscheidung Grundlagen Allgemeine Darstellung des Prozesses Elektrochemische Grundlagen Stoffumsatz bei elektrochemischen Reaktionen Chemische und elektrochemische Gleichgewichte Kinetik elektrochemischer Reaktionen Prinzipien der Elektrokristallisation Elementarschritte Wachstumsformen Sekundäre Einflussgrössen auf die Metallabscheidung Mitabscheidung von Wasserstoff Komplexbildner Inhibitoren Technologische Aspekte Auswahl einer speziellen Technologie Festlegung der Zielfunktion Auswahl geeigneter Verfahren, Verfahrenskombinationen und -bedingungen Auswahl von geeigneten Verfahren der Vor- und Zwischenbehandlung sowie Nachbehandlung Auswahl geeigneter Anlagen und Ausrüstungen Ökonomische Bewertung und Variantenvergleich Störgrössen bei der Einstellung der Verfahrensbedingungen Beschaffenheit der Ausgangsoberfläche Änderung der Elektrolytzusammensetzung Abweichungen von der Arbeitsstromdichte Abweichungen von der Arbeitstemperatur Hydrodynamische Bedingungen Stromdichteverteilung Primäres elektrisches Feld

3 Makrostreufähigkeit Mikrostreufähigkeit und Einebnung Submikrostreufähigkeit, Submikroeinebnung und Glanzbildung Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung spezieller Metalle Allgemeine Eigenschaften der Elektrolyte aufgrund der verwendeten Anionen im Grundelektrolyten Verfahren zur Abscheidung von Metallen Abscheidung von Legierungen Stromlose Metallabscheidung Ausrüstungen und Anlagen für die galvanotechnische Metallabscheidung Arbeitstechniken Eigenschaften elektrolytisch abgeschiedener Metallschichten Eigenschaften der Form der Schichten Oberflächenbeschaffenheit und Rauhtiefe Porosität Glanz Physikalisch-mechanische Eigenschaften Härte und Verschleissfestigkeit Zugfestigkeit und Duktilität Innere Spannungen Anwendungsbeispiele für Verfahren der elektrolytischen Metallabscheidung Elektrolytisches Verzinnen von Stahlblech (Weissblech) Verfahren zum elektrolytischen Verzinnen von Stahlband Verzinnungselektrolyte Gefügeaufbau Messingabscheidung auf Stahldrähten Anhang Verwendete Formelzeichen Schmelztauchverfahren Feuerverzinken Übersicht über Verzinkungsverfahren Grundlagen der Schichtenbildung zwischen Eisen und Zink beim Feuerverzinken Allgemeine Gesetzmässigkeiten Zeit-Temperatur-Abhängigkeit Legierungszusätze zum Zinkbad Kontinuierliche Feuerverzinkungsanlagen für Stahlband Einlaufabschnitt Wärmebehandlungsabschnitt Beschichtungsabschnitt Nachbehandlungsabschnitt Eigenschaften und Verarbeitbarkeit feuerverzinkter Bleche Feuerverzinken von Stahldraht Feuerverzinken von Rohren Feuerverzinnen

4 Verzinnen von Stahlblech Feuerverzinnungsverfahren Grundlagen des Feuerverzinnens mit Flussmitteln Feuerverzinnungsanlage für Tafelbleche Eigenschaften von Weissblech Verzinnen von Kupferdrähten Verfahren Zwischenschichten Lötbarkeit Verbleien Schichtenbildung beim Feuerverbleien Verfahren zum Verbleien Feuerverbleien (Schmelztauchverbleien) Homogenes Verbleien (Aufschmelzverbleien) Andere Verfahren Feueraluminieren Schichtenbildung beim Feueraluminieren von Stahl Zeit-Temperatur-Abhängigkeit Einfluss von Legierungszusätzen zum Aluminiumbad Verfahren Eigenschaften von feueraluminiertem Stahlblech Vakuumbedampfen Grundlagen des Vakuumbedampfens Verdampfen und Transport Kondensation Einflussgrössen beim Vakuumbedampfen auf die Qualität der Aufdampfschicht Verdampfen von Legierungen Ionenplattieren Vakuumbedampfungsanlagen für Stahlband Bandreinigung Vakuumerzeugung Bandvorwärmung Bedampfung Beheizung des zu verdampfenden Materials Verdampfertiegel Aufgaben für die weitere Intensivierung der Bandbedampfung Nachbehandlung von bedampftem Stahlband Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten von metallbedampftem Stahlband Aluminiumbedampftes Stahlband Stahlband mit Auf dampf schichten aus anderen Metallen Entwicklungsmöglichkeiten Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Stahl in Gasatmosphären

5 6.1. Vorgänge bei der Bildung von Randschichten aus der Gasphase Übersicht über technisch wichtige Reaktionen zwischen Eisenwerkstoffen und Gasen bei erhöhten Temperaturen Wissenschaftliche Grundlagen Allgemeine Grundsätze Reaktionsrichtung, Triebkräfte, chemische Gleichgewichte Zeitgesetze, Reaktionsmechanismen, geschwindigkeitsbestimmende Teilschritte Voraussage des Verlaufs von Stofftransportvorgängen zwischen Gasphase und Stahl; technologisch nutzbare Einflussparameter Anlagen und technologische Probleme einiger ausgewählter Prozesse Kennzeichnung des Prozesses der chemisch-thermischen Behandlung in Gasatmosphären Entkohlung von Elektroblechen Gasaufkohlen, Einsatzhärten von Einsatzstählen Gasnitrieren Gasinchromieren Titankarbidbeschichten Verfahrenstechnische Entwicklungsrichtungen Werkstoffeigenschaften Thermisches Spritzen Angaben zum Verfahren Einrichtungen für das thermische Spritzen Spritzwerkstätten Strahlraum und Strahltechnik Mechanische Haftgrundvorbereitung Spritzraum Nachbehandlung Spritzgeräte Flammenspritzpistolen Lichtbogenspritzpistolen Plasmaspritzpistolen Explosionsspritzgeräte Plastspritzgeräte Spritzwerkstoffe Technologie des thermischen Spritzens Eigenschaften der Spritzschicht Haftfestigkeit Zugfestigkeit, Dehnung, Schrumpfung Druckfestigkeit Härte Verschleissbeständigkeit Laufeigenschaften Dauerfestigkeit

6 Thermische Ausdehnung Wärmeleitfähigkeit Dichte Porosität Elektrische Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit Anwendung des thermischen Spritzens Schutzschichten gegen Korrosion Schutzschichten gegen Verschleiss Weiteie Anwendungsgebiete für Spritzschichten Formenspritzen Elektrotechnik Dekoratives Spritzen Ausbesserung von Gussteilen Arbeitsschutz beim thermischen Spritzen Plattieren Arten und Eigenschaften plattierter Werkstoffe Grundlagen der Bindung Bindung an Metalloberflächen ohne Zwischenschichten Bindung von Metalloberflächen bei Anwesenheit von Zwischenschichten Technische Bedingungen für das Zustandekommen der Bindung Metallkombination fest-fest Oberflächenfeingestalt Chemische Zusammensetzung der Metalle Oberflächen- und Zwischenschichten Auswirkungen des Spannungszustands auf den Bindungsvorgang Flächenvergrösserung der Bindeebene während der Umformung plattierter Werkstoffe Temperatur Metallkombination fest-flüssig Ungleichmässige Umformung der Schichten Veränderung des Schichtdickenverhältnisses beim Flachwalzen von Verbundkörpern Veränderung des Schichtdickenverhältnisses bei der Umformung plattierter Rohre Verfahren zur Herstellung plattierter Metalle Verbundguss Flüssig-flüssig Fest-flüssig Stranggiessen flüssig-flüssig Paketwalzverfahren (fest-fest) Vierschichtiges, symmetrisch aufgebautes Paket Zweischichtiges, unsymmetrisches Paket Vierschichtiges, symmetrisches Paket mit vorplattiertem Auflagewerkstoff Dreischichtiges Paket Spezielle Paketformen

7 Trennmittel Strangpressen von plattierten Rohren Strangpressen von plattierten Profilen Explosionsplattieren Plattiervorgang Hinweise für die Anwendung des Verfahrens Andere Plattierverfahren Wärmebehandlung plattierter Werkstoffe Diffusion in plattierten Metallen Kohlenstoffdiffusion in plattierten Stählen Nickelzwischenschichten Trennen plattierter Bleche Scheren und Stanzen Brennschneiden Biegen plattierter Bleche Schweissen plattierter Bleche Plastbeschichten von Stahlband Grundlagen des Beschichtungsvorgangs Spezifische Adhäsion Mechanische Adhäsion Benetzung Aufbau und Eigenschaften von Beschichtungsstoffen Beschichtung mit Duroplasten (Flüssigauftrag) Beschichtung mit Thermoplasten (Flüssigauftrag) Beschichtung mit Folien Stahlband für die Plastbeschichtung Moderne Linien zur Bandbeschichtung Aufbau moderner Beschichtungsanlagen Massnahmen gegen Wasser- und Luftverunreinigung Vorteile plastbeschichteter Bleche und Entwicklungstendenzen Verarbeitung plastbeschichteter Stahlbänder Verarbeitbarkeit plastbeschichteter Stahlbleche Fügen Schneiden Biegen Tiefziehen Anwendungsgebiete für plastbeschichtete Bleche und Bänder Prüfverfahren für plastbeschichtete Bleche lieren Allgemeine Gesichtspunkte Begriffe und Arten des s Prinzip des lierens Aufgaben und Anwendung des s

8 10.2. Wissenschaftliche Grundlagen des s und lierens Grundwerkstoff Stahlblech Gusseisen Aluminium Stoffkundliche Grundlagen des s Glaszustand und Glasstruktur Eigenschaftscharakteristik der Silikatschmelzen und Silikatgläser Charakteristik des s Haftung des s Spannungen im Technologie des lierens liergerechte Gestaltung der Rohware Metallvorbehandlung Glühen und Beizen von Stahlblech Spezialvorbehandlungen von Stahlblech Vorbehandlung von Gusseisen Vorbehandlung von Aluminium herstellung Vorbereitung der auftragsmasse Auftragen des s Nassauftrag Trockenauftrag Dekorauftrag Einbrennen des s Entwicklungstendenzen Metallische Grundwerkstoffe s Technologie Eigenschaften des s und des Systems Metall Physikalisch-mechanische Eigenschaften Thermische Eigenschaften Chemische Beständigkeit Optische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften Prüfmethoden Prüfung des metallischen Grundwerkstoffs Schlickerprüfung Prüfung des Schmelzverhaltens und der Ausdehnung Schlagfestigkeitsprüfung Prüfung der Abriebfestigkeit Prüfung der Temperaturwechselbeständigkeit Porenprüfung Säure- und Laugenbeständigkeitsprüfung

9 Farb-, Weissgehalts- und Glanzmessung Schichtdickenmessung Zerstörungsfreie Verfahren Radiometrische Verfahren Rückstreuverfahren Absorptionsverfahren Röntgenfluoreszenzverfahren Magnetische Verfahren Haftkraftverfahren Magnetflussverfahren Magnetinduktive Verfahren Elektrische Verfahren Leitfähigkeitsverfahren Kapazitives Verfahren Wirbelstromverfahren Thermoelektrisches Verfahren Optische Verfahren Direkte Dickenmessung Lichtschnittverfahren Pneumatisches Verfahren Zerstörende Verfahren Metallographische Verfahren (Schliffverfahren) Messuhrverfahren Wägeverfahren Elektrochemische Verfahren Elektronisches Ablöseverfahren Coulometrisches Verfahren Chemische Verfahren Chemisches Ablöseverfahren Strahl-, Tropf-und Tüpfelverfahren Durchschlagsspannungsverfahren Eindringverfahren Weitere Verfahren Einsatz der Verfahren Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis

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