DURNI-COAT PLATING. plating. Gute Maßhaltigkeit. Ausgezeichnete Härte Korrosionsbeständigkeit. Elektrische Leitfähigkeit. Optimales Gleitverhalten

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1 DURNI-COAT Funktionelle Veredelungen Chemische Vernickelungen Hohe Verschleißfestigkeit Gute Maßhaltigkeit Ausgezeichnete Härte Hervorragende Korrosionsbeständigkeit Gleichmäßiger Schichtaufbau Elektrische Leitfähigkeit Gute chemische Beständigkeit Optimales Gleitverhalten PLATING plating

2 Chemische Vernickelungen Was ist DURNI-COAT? DURNI-COAT, kurz DNC, ist eine auf Werkstoff, Bearbeitung und Einsatz abgestimmte Oberflächenveredelung. Die DNC-Oberflächenveredelung hat die wesentliche Aufgabe, Komponenten aus allen Branchen gegen Verschleiß und Korrosion zu schützen, erfüllt aber zudem weitere funktionelle Anforderungen. Wie entstehen DURNI-COAT -Schichten? Die außenstromlose Abscheidung von DURNI-COAT -Schichten basiert auf einer Reduktion der in der wässrigen Prozesslösung vorliegenden Nickelionen zu Nickelmetall. Chemische Reaktionspartner und Lieferanten der hierzu notwendigen Elektronen sind die in Lösung befindlichen Hypophosphit-Ionen, die im Verlaufe der Reaktion selbst zu Orthophosphit oxidiert werden und darüber hinaus auch für den Phosphorgehalt der abgeschiedenen DURNI-COAT -Schichten verantwortlich sind. (Alle in diesem Prospekt aufgeführten technischen Werte gelten unter den dort genannten Testbedingungen. Wir weisen deshalb ausdrücklich darauf hin, dass auf Grund der unterschiedlichen Einsatzbedingungen nur ein Praxistest beim Anwender Aufschluss über die Leistungsfähigkeit der Schicht bzw. des Schichtsystems geben kann.) PLATING 2

3 Chemische Vernickelungen Vorteile von DURNI-COAT -Schichten gegenüber galvanisch abgeschiedenen Schichten Die Oberflächen geometrisch kompliziert geformter Teile werden konturengetreu abgebildet; Kanten und Vertiefungen, zugängliche Hohlräume sowie Bohrungen werden gleichmäßig beschichtet. Die gleichmäßige DURNI-COAT - Schicht lässt enge Schichtdickentoleranzen zu. Üblich sind Toleranzen von ± 10% der geforderten Schichtdicke, mindestens jedoch ± 3 µm. Eine DURNI-COAT -Beschichtungsstraße mit Vor-, Haupt- und Nachbehandlungseinrichtungen Dieser Schliff zeigt die gleichmäßige DURNI-COAT -Abscheidung auf einem M4-Gewinde plating 3

4 Chemische Vernickelungen DURNI-COAT -veredelbare Werkstoffe Die Palette der DURNI-COAT - veredelbaren Grundwerkstoffe umfasst die meisten in der Technik eingesetzten Metalle sowie Kunststoffe: Allgemeine Schichteigenschaften Die DURNI-COAT -Schichten sind sehr gut geeignet für Einsatzfälle mit besonderen Anforderungen wie: alle niedriglegierten ferritischen Stähle Eisenguss-Werkstoffe Edelstähle Buntmetalle wie Kupfer, Messing und Bronze Aluminium-Legierungen hervorragende Korrosionsbeständigkeit Erosions- und Kavitationsbeständigkeit hohe Verschleißfestigkeit Bruchdehnung bis 2% gleichmäßiger Schichtaufbau Zinkdruckguss Titan-Werkstoffe Magnesium-Legierungen Sintermetall-Werkstoffe LCP weitere Metall- und Keramik- Werkstoffe nach vorangegangenen Musterbeschichtungen gute Maßhaltigkeit ausgezeichnete Härte magnetische Eigenschaften Kontakt- und Lötfähigkeit Leitfähigkeit der Oberfläche optimales Gleitverhalten gute chemische Beständigkeit Chemische Zusammensetzung und Struktur Übliche Schichtdicken DURNI-COAT -Schichten sind Nickel-Phosphorlegierungsschichten. Über die Elektrolytzusammensetzung und Verfahrensbedingungen wird der Phosphorgehalt in den DURNI-COAT -Schichten gesteuert. Er kann variiert werden zwischen 3 und 14 %. Die Phosphorkonzentration ist für viele funktionelle Schichteigenschaften maßgebend und kann somit für spezielle Anwendungs- fälle zugeschnitten werden. DURNI-COAT -Schichten sind im Abscheidungszustand im allgemeinen röntgenamorph. Durch Warmbehandeln findet eine Rekristallisation unter Bildung von Nickelphosphiden statt. Elektrische und magnetische Eigenschaften sowie andere mechanische und chemische Eigenschaften können hierbei verändert werden. Für Verschleiß- und Korrosionsbeanspruchungen sind nach DIN EN ISO 4527 folgende Schichtdickenbereiche üblich: milde Beanspruchungen Bei dem Einsatz von DURNI-COAT - 5 bis 10 µm Schichten als Löthilfe sind Schichtdicken (Verschleißbeanspruchung) von 2 bis 5 µm ausreichend. 2 bis 10 µm Bei der Wahl der DURNI-COAT - (Korrosionsbeanspruchung) Varianten und der Schichtdicke mäßige Beanspruchungen sind darüber hinaus Korrosionsbedingungen, 10 bis 25 µm Art und Beschaffenheit starke Beanspruchungen des Grundwerkstoffes und seiner 25 bis 50 µm Oberfläche, das Tribosystem und sehr starke Beanspruchungen die erforderliche Lebensdauer zu > 50 µm berücksichtigen. PLATING 4

5 Chemische Vernickelungen Titelbild: Pumpe zur Förderung aggressiver Wässer. Vorne links ist das Ventilgehäuse zu sehen, das nach dem bleifreien Verfahren DURNI-COAT 471 chemisch vernickelt wurde. Oberflächenveredelte Teile nach dem DURNI-COAT -Verfahren Oberflächenveredelte Teile nach dem DURNI-COAT -Verfahren Das automatische Umschaltventil für Gasflaschen (Medizintechnik) ist nach dem DURNI-COAT -Verfahren chemisch vernickelt DURNI-COAT -oberflächenveredelte Transportschnecken aus Aluminium DURNI-COAT -geschützte Diodenteile aus der Autoelektronik DURNI-COAT -veredelte Tennisschlägerform plating 5

6 Einsatzgebiete Einsatzgebiete Die DURNI-COAT -Oberflächenveredelung ist eine funktionelle Beschichtung für unterschiedliche Bauteile in vielen Industriezweigen: Allgemeiner Maschinenbau Armaturenbau Automobilbau Bergbau Büro- und Datentechnik Chemische Industrie Druckmaschinenbau Eisenbahntechnik Elektronik / Elektrotechnik Energie- und Reaktortechnik Flugzeugbau Haushaltsgeräteindustrie Hydraulik- und Pneumatikindustrie Kommunikationstechnik Lebensmittelindustrie Mess- und Regeltechnik Pharmazie und medizinischer Gerätebau Textilindustrie Wehrtechnik Niedervolt-Beleuchtungssystem mit DNC-beschichteten Stahl-, Aluminium- und Messing- Komponenten PLATING 6

7 Einsatzgebiete Nach dem DURNI-COAT -Verfahren chemisch vernickeltes Coax-Ventil z. B. für die Hydraulik- und Pneumatikindustrie DNC-beschichtete Bauteile eines konzentrischen Nehmerzylinders für Nutzfahrzeug-Kupplungen Weltraumstuhl für die bemannte Raumfahrt, vier Führungsleisten aus 90MnV8 wurden nach dem DURNI-COAT -Verfahren vernickelt Spannsystem aus Aluminium für 3D-Messmaschine mit 25µm DURNI-COAT plating 7

8 Verfahrensvarianten DURNI-COAT DNC 471 Bleifrei, besonders duktil und korrosionsfest Schichteigenschaften: Phosphorgehalt: 10 14% Bruchdehnung: 1,5 2,0% (Folien, Kalottenmethode) Abrieb: < 35 mg nach Taber-Abraser-Test mit CS 10-Schleifrolle nach Umdrehungen Härte: ca. 570 HV 0,05 mehr als 500 h Beständigkeit nach DIN EN ISO 9227* (essigsaurer Salzsprühtest) Kesternich-Test, Beständigkeit nach DIN *: > 7 Zyklen SFW 2,0 * gemessen an 50 µm Schichtdicke, Rautiefe RZ 1 µm, Grundmaterial St. 52 DNC 520 Besonders korrosions- und verschleißfest Schichteigenschaften: Phosphorgehalt: 9 13% Bruchdehnung: 0,5 1,0% (Folien, Kalottenmethode) DNC 571 Merkmale: lötfähig hochglänzend DNC 471 entspricht den Bestimmungen der Trinkwasserverordnung** DNC 471 erfüllt die Anforderungen an die Verkehrsfähigkeit gemäß den Regularien der Food and Drug Administration (FDA)** Anwendungen: Metall-Armaturen (Edelstahl-Look) Bauteile mit hohen Korrosions- und Chemikalienbeanspruchungen **ist für DNC 471/Ox im Einzelfall abzuprüfen Abrieb: < 35 mg nach Taber- Abraser-Test mit CS 10-Schleifrolle nach Umdrehungen Härte: ca. 570 HV 0,05, nach Wärmebehandlung bis HV 0,05 DNC 471/Ox Nachbehandlung durch Auftragen von Chrom-Mischoxid (mikrorissfrei) Merkmale: mehr als h Beständigkeit nach DIN EN ISO 9227 erzielbar*** (essigsaurer Salzsprühtest) Reibungszahl: ca. 0,1 Farbe: schwarz Lichtabsorptionsgrad α: 93% Bremssattelgehäuse (links), beschichtet mit DNC 471/Ox ***gemessen an 20 µm µm Schichtdicke, Grundmaterial 42CrMo4 mehr als 200 h Beständigkeit nach DIN EN ISO 9227* (essigsaurer Salzsprühtest) Kesternich-Test, Beständigkeit nach DIN *: > 3 Zyklen SFW 0,2 * gemessen an 40 µm Schichtdicke, Rautiefe RZ 1 µm, Grundmaterial St. 52 Bleifrei, besonders korrosions- und verschleißfest Schichteigenschaften: Phosphorgehalt: 9 13% Bruchdehnung: 0,5 1,0% (Folien, Kalottenmethode) Abrieb: < 35 mg nach Taber- Abraser-Test mit CS 10-Schleifrolle nach Umdrehungen Härte: ca. 570 HV 0,05, nach Wärmebehandlung bis HV 0,05 mehr als 200 h Beständigkeit nach DIN EN ISO 9227* (essigsaurer Salzsprühtest) Kesternich-Test, Beständigkeit nach DIN *: > 3 Zyklen SFW 0,2 * gemessen an 40 µm Schichtdicke, Rautiefe RZ 1 µm, Grundmaterial St. 52 Merkmale: hochglänzend DNC 571 entspricht den Bestimmungen der Trinkwasserverordnung. DNC 571 erfüllt die Anforderungen an die Verkehrsfähigkeit gemäß den Regularien der Food and Drug Administration PLATING (FDA) 8 Anwendungen (DNC 520 und DNC 571): Pumpenkörper und -küken für Erdgas- und Erdöl-Einsatz Maschinen für die Nahrungsmittelindustrie Düsen Verdichter Verschraubungen Automobiltechnik Getriebebau Elektrotechnik Elektronik

9 Verfahrensvarianten DURNI-COAT Brechkupplung mit Steckerstiften und Haltebuchsen, die nach dem bleifreien Verfahren DURNI-COAT 571 chemisch vernickelt wurden Waschtischmischer aus Messing, beschichtet mit Crystal-Nickel plus DNC 471 (DURNI-COAT bleifrei) Korrosions- und verschleißfester Extrudermischkopf für Farbdosierungen, St 60 mit 25 µm DNC 520 Koordinatentisch (ca. 400 x 400 x 150 mm), mit DNC 520 veredelt, Rahmen mit Technisch Eloxal Schwarz plating 9

10 Verfahrensvarianten DURNI-COAT DNC 700 Besonders verschleißfest Schichteigenschaften: Phosphorgehalt: 3 7% Abrieb: 10 mg nach Taber- Abraser-Test mit CS 10-Schleif- DNC 771 Bleifrei, besonders verschleißfest Schichteigenschaften: Phosphorgehalt: 3 6% Abrieb: < 20 mg nach Taber- Abraser-Test mit CS-10-Schleifrolle nach Umdrehungen bzw. 14 mg nach Wärmebehandlung DUPLEX-DNC Für höchste Beanspruchungen DUPLEX-DNC, z. B. die Doppelschicht mit dem Vorzug der harten, DNC-AL Für Aluminium und Aluminium- Legierungen Schichteigenschaften: Typische DNC-Eigenschaften je nach Verfahrensvariante (471, 520, 571 oder 700), also besonders DNC-ZNGD rolle nach Umdrehungen bzw. 9 mg nach Wärmebehandlung 1h/400 C Härte: ca. 700 HV 0,05, nach Wärmebehandlung bis HV 0,05 Härte: ca. 680 HV 0,05, nach Wärmebehandlung bis ca HV 0,05 Merkmale: Druckeigenspannung hochglänzend abriebfesten DNC 700- und einer duktilen, korrosionsbeständigen höher phosphorhaltigen DNC- Schicht. Für höchste mechanische, dehnfähig und korrosionsfest, oder hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit, oder außergewöhnlich verschleißfest und hart. Anwendungen: Bauteile für Textilmaschinen Druckmaschinen Anwendungen: Bergbaugeräte und -komponenten Armaturen und Klappen hochbeanspruchte Buntmetall-Legierungen Fahrzeugteile Anwendungen: Bergbaugeräte und -komponenten Armaturen und Klappen hochbeanspruchte Buntmetall-Legierungen Fahrzeugteile korrosive und chemische Beanspruchungen unter starken Druckschwankungen. Verpackungsmaschinen Steuerungstechnik Elektronik, Elektrotechnik Fahrzeugteile PKW-Dieselkolben beispielsweise werden sicher gegen Kavitationserosion geschützt. Für Zinkdruckguss DNC-LCP Für Kunststoffe DNC-LCP ist ein Verfahren zur haftfesten Metallisierung von LCP (Liquid Crystalline Polymer). Maximale Schichtdicken reiner DNC- Mit der DURNI-COAT -Variante DNC-ZNGD lassen sich aluminiumhaltige Zink-Druckgusslegierungen gegen Verschleiß und Korrosion schützen. Typische Schichtdicken liegen zwischen 20 und 30 µm. LCP-Schichten liegen bei 20 µm ± 2 µm. Als Endfinish können z. B. Gold-, Zinn- oder Nickel-Schichten dienen. Durch die Metallisierung des Kunststoffes lassen sich gezielte PLATING funktionelle Eigenschaften einstellen. 10 Anwendungen: Fahrzeugindustrie (u.a. Vergaser, Beschläge, Typenzeichen) Elektrotechnik/Haushaltgeräte Kleinmaschinen- und Apparatebau Anwendungen: Ganzflächige Beschichtung für EMV-Anwendungen sowie als Verschleißschutz u.a. für Haushaltselektronik Kfz-Elektronik System- und Steuerungstechnik Telekommunikation

11 Verfahrensvarianten DURNI-COAT Ellipsoidspiegel (AlMgSi0,5) mit 20 µm DNC-AL beschichtet Kupplungsnabe für Kupplungsscheibe mit Leerlauf-Torsionsdämpfer (10 µm DNC 700) Kantenansicht eines Gewaltbruchs einer Nickel-Phosphor-Duplex-Schicht (REM-Aufnahme: Vergrößerung 1 : 2000) Gehäuse aus Magnesium-Druckguss für Industrierechner (Laptop); die Gehäusekomponenten wurden mit 18 µm DNC-MG beschichtet Stellantrieb-Gehäuse aus Zink-Druckgusslegierung, beschichtet mit DNC-ZNGD Metallographischer Querschliff, 14 µm Chemisch Kupfer-Anschlagschicht auf LCP plating 11

12 PTFE-DURNI-DISP DURNI-COAT + PTFE = Die chemische Vernickelung Der Fluorkunststoff PTFE-DURNI-DISP Besonders verschleißfest und gleitfähig Die chemische Vernickelung mit eingelagertem PTFE Die PTFE-DURNI-DISP-Oberflächenveredelung besteht aus einer außenstromlos (chemisch) abgeschiedenen Nickel-Phosphor- Anwendungen Vorteile: hohe Härte gute Abriebfestigkeit gute Korrosionsbeständigkeit Eigenschaften: Zugspannung: N/mm² Hitzebeständigkeit: kurzzeitig bis 300 C, langzeitig bis 250 C Reibungskoeffizient: je nach Belastung, Rauheit und Gleitgeschwindigkeit 0,05 0,20 Eigenschaften: Reibungszahl: je nach Tribosystem 0,1 0,2 PTFE-Einlagerungsrate: ca Vol.% Härte: ca. 230 HV 0,01 (Mischhärte) übliche Schichtdicke: 7 15 µm Legierungsschicht nach dem DURNI-COAT -Verfahren, in die gleichmäßig und homogen verteilt PTFE-Gleitstoffpartikel eingelagert sind. Die Dispersionsschicht vereinigt die Eigenschaften der DURNI-COAT -Schicht und Vorteile: sehr gute chemische Beständigkeit sehr gute Trockenschmiereigenschaften gute Korrosionsbeständigkeit gute Abriebfestigkeit gute Selbstreinigungseigenschaft Vorteile: sehr gute adhäsive Verschleißfestigkeit sehr gutes Trockenlaufverhalten gute Temperaturverträglichkeit hervorragende Gleit- bzw. Antihafteigenschaften gute Korrosionsbeständigkeit (mit Zwischenschicht) des PTFEs. Die Korrosionsbeständigkeit und Härte der reinen DURNI-COAT -Schichten werden durch die dispergierten Gleitstoffe nur gering beeinträchtigt, die tribologischen Eigenschaften jedoch wesentlich verbessert. Getriebebauteile Förderanlagen Druckmaschinen Lager- und Formenbau pneumatische sowie hydraulische Bauelemente Dichtungen Elektroschaltteile Gebläseräder Walzen Ventile Formteile für Kunststoffherstellung Filtersiebe Textilmaschinenteile Reifenformen Bäckereimaschinen Steuerhebel Türschlossteile Wellen PLATING Lagersitze 12

13 PTFE-DURNI-DISP Last (N) mittl. Reibungs- Umdrehungszahl Verschleiß (10-15 m 2 /N) koeffizient (µ) mit µ < 0,35 Scheibe Kugel 1 0, ,70 0,00 2 0, ,32 0,00 5 0, ,31 0, , ,99 0,00 Optimales Gleitverhalten Mit einem Stift-Scheibe-Tribometer ermittelte Reibungs- und Verschleißwerte in Abhängigkeit von der Last; v = 6 m/min; Kugel: 100Cr6; Scheibe PTFE-DURNI-DISP; 15 µm, ungetempert Sehr gutes Trockenlaufverhalten Gleitversuch mit Stift-Scheibe-Tribometer; F N = 5 N, v = 6 m/min, Stift (Kugel): 100Cr6; Kurve orange: Scheibe PTFE-DURNI-DISP; 15 µm, ungetempert; Kurve blau: Scheibe PTFE-DURNI-DISP; 15 µm, getempert [2h, 350 C] Mit 15 µm PTFE-DURNI-DISP veredelte Ventilkörper und Stecker einer Multi-Kupplung Elektromagnetisch betätigte Zahn- und Überlastkupplung. Die Verzahnungen sind mit PTFE- DURNI-DISP reibungsmindernd und verschleißarm geschützt Spritzgussform aus St 2767 zur Herstellung von Polyamid 6-Gehäusen für Heißluftschweißgeräte, beschichtet mit 15 µm PTFE-DURNI-DISP REM-Aufnahme: Kantenansicht eines Bruches einer PTFE-DURNI-DISP- Schicht (Vergrößerung 1 : 1000) plating 13

14 SIC-DURNI-DISP DURNI-COAT + SIC = Die chemische Vernickelung Der Hartstoff SIC-DURNI-DISP Besonders verschleißfest Vorteile: hohe Härte gute Abriebfestigkeit gute Korrosionsbeständigkeit Eigenschaften: Härte nach Mohs: ca. 9,5 Härte nach Vickers: ca HV 0,05 Schmelzpunkt: ca C Dichte: 3,2 g/cm³ mittlere Korngröße: ca. 0,6 µm 1,5 µm Eigenschaften: Abrieb: 5 8 mg mit CS 17-Schleifrolle nach Umdrehungen Härte: ca. 700 HV 0,05 (Mischhärte) Einbaurate: Vol.% Vorteile: sehr hohe Härte gute chemische Beständigkeit sehr gute Verschleißfestigkeit Vorteile: sehr hohe Härte sehr hohe Abriebfestigkeit Die chemische Vernickelung mit eingelagertem SiC Anwendungen Die SIC-DURNI-DISP-Oberflächenveredelung besteht aus einer außenstromlos (chemisch) abgeschiedenen Nickel-Phosphor- Legierungsschicht nach dem DURNI-COAT -Verfahren, in die gleichmäßig und homogen verteilt der Hartstoff Siliziumcarbid eingelagert ist. Bremsscheiben Zylinderlaufflächen Kolben Ventilplatten Die Dispersionsschicht vereinigt die Eigenschaften der DURNI-COAT - Schicht und des Hartstoffes. Die Korrosionsbeständigkeit der reinen DURNI-COAT -Schichten werden durch die dispergierten Hartstoffe nur gering beeinträchtigt. Die Härte des Verbundsystems und die Abriebfestigkeit der Schicht werden jedoch beträchtlich erhöht. pneumatische und hydraulische Bauelemente Fülltrichter Walzen Laufrollen PLATING 14

15 SIC-DURNI-DISP Hohe Verschleißfestigkeit Schnittmodell einer Drehdurchführung mit einer SIC-DURNI-DISPbeschichteten Welle Ausgezeichnete Härte REM-Aufnahme: Kantenansicht einer SIC-DURNI-DISP-Schicht (Vergrößerung 1 : 3000) Abriebwerte, gemessen mit dem Taber-Abraser CS 10, Last: 10 N, Einlagerungsrate: Vol. % SiC Deckel, Gehäuse und Laufrad dieser Kleinkreiselpumpe sind mit einer 30 µm dicken SIC-DURNI-DISP-Schicht veredelt SIC-DURNI-DISP-Schicht auf einer Bremsscheibe aus Aluminium. Der plating ebenfalls abgebildete Bremssattelträger ist mit HART-COAT -PLUS beschichtet 15

16 SIC-DURNI-DISP Reibungserhöhende Beschichtung SIC-9-DURNI-DISP Die reibungserhöhende Schichtvariante ist eine etwa 7 µm dicke DURNI-COAT -Schicht, in die gleichmäßig und homogen Siliziumcarbid-Partikel mit einer Korngröße von etwa 9 µm eingelagert sind. Die Schicht ist cadmiumfrei. Wegen der Korngröße der SiC-Partikel wird die Beschichtung SIC-9-DURNI-DISP genannt. Die SiC-Partikel stehen aus der Chemisch Nickel-Matrix heraus. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung greifen die scharfkantigen Hartstoffe in den Gegenpartner ein und hinterlassen auf dessen Oberfläche Eindrücke. Eine Wiedermontage der Fügepartner ist ohne weiteres möglich. Anwendungen Verbindungselemente, die zur Reibwerterhöhung mit SIC-9- DURNI-DISP beschichtet sind, können überall dort eingesetzt werden, wo eine kraftübertragende, verzögernde oder beschleunigende Wirkung erzielt werden soll. Hierzu gehören beispielsweise die Motorentechnik, der Maschinenbau und insbesondere der Druckund Textilmaschinenbau. REM-Aufnahme einer SIC-9-DURNI-DISP-Schicht Scheiben aus ferritischem Stahl (Werkstoffzustand plastisch-elastisch) mit SIC-9-DURNI-DISP-Schicht AHC/07.10./1.500