• anorganisch (z.B. metallisch, Email, keramisch)

• diffusionsdicht mit Barrierewirkung

• Email-, Zement-, Eloxal-, Brünierschutzschicht

• Schichten aus organischen Polymeren

  (z.B. KTL, Lacke, Polymere…)

• Also nicht Fette, Öle, Wachse (Konservierungen)

• Nicht diffusionsdicht (ggf. osmotische Blasen)

• Vorbereitung dient der Freilegung einer ungestörten Oberfläche

—> Nasschemisch

• Reinigen

• Entfetten

• Beizen

—> Mechanisch

• Entlacken

• Entrosten

• Entzundern

—> Vorbereiten braucht man immer d.h. vor Beschichtungen oder Überzüge

• Oberflächenvorbehandlung führt dazu, dass sich die Haftung durch Zwischenschichten verbessert.

—> Meist geschieht das nasschemisch über Flüssigapplikationen

• es bildet sich eine Konversionsschicht

• Eine Art Grundierung die vor der eigentlichen Lackierung aufgetragen wird

-> nur für besonders hochwertige Lackierungen

• Öle, Fette, Kühlschmierstoffe

• Rost, Zunder

• Staub, Erde, Sand

• Salzablagerungen

• Altlack

—> Organische Reinigung -> Industriell unüblich

—> Wässrige Reinigung -> weit verbreitet

• Geschlossen

• Im spritzen oder tauchen

• In der industriellen Fertigung

• Elektrochemisches Entfetten als Tauchprozess

• Hochdruck- und Dampfstrahlverfahren beim Spritzen

—> Gasphasen-Verfahren -> Industriell unüblich

• Plasmareinigung nur als Feinreinigung üblich

—> Alkalisch

• Zink und Alu werden angegriffen -> zerbröselt

• verseift Fette -> reinigt dadurch gut

• sehr hoher PH-Wert

—> Mildalkalisch

• limitierter PH-Wert

• Lösung für Zink und Alu

—> Neutral

• empfindliche Oberflächen -> wie Spüli

—> Sauer

• schwächer als alkalische Reinigung

• zusätzliche Beizwirkung

Nasschemisch:

Beizen -> für angerostete oder verrostete Teile -> Nur Industriell

Entlackungsbad -> hoch alkalisch -> Nur Industriell

Mechanisch:

Strahlen -> industriell oder Baustelle

Handentrosten -> Baustelle oder Handwerk

Entrosten mit mech. angetriebenen Werkzeugen -> Baustelle Handwerk

-> entfernt Walzhaut, Rost, Zunder, Oxidbeläge vom Schweißen

-> Alu kann auch alkalisch gebeizt werden

-> entfernt keine Altbeschichtungen, Fette, Schlacke vom Lichtbogenhandschweißen

Maschine bei der das Werkstück ganz schnell und fest mit kleinen Körnern aus Hartguss, natürliche Mineralien beschossen wird.

• entfernt-> Rost, Zunder, Altlack

• nicht gut für stark beölte Flächen

-> ab Wandstärke von 3mm anwendbar

• Dünnwandige Bauteile können sich verziehen

Anwendungsbereich:

• vorwiegend unlegierte Stähle

Wirkungsweise:

• Überzug umschließt den Grundstoff allseitig und dicht

• verhindert den Angriff korrosiver Medien

-> ist bei moderaten Temperaturen Diffusionsdicht

• daher spielt der osmotische Effekt keine Rolle

1. Metallische Überzüge

   • Korrosionsschutz

   • Verschleißschutz

   • Dekoration

2. Nichtmetallische Überzüge

   • Emaille

   • Glaskeramik

   • Spritzschichten Keramik -> als Oxidationsschutz im Hochtemperaturbereich

stets anorganisch

Email -> eine Art Glas

Vorteile:

-> Schichtdicke ca. 1mm

-> robuster Korrosionsschutz-> vergleichbar mit Titan

-> unbeständig gegen Laugen und Fluride

-> praktisch gegen alle korrosiven Medien resistent

-> gute Temperaturbeständigkeit

-> Witterungsbeständig -> Farbecht

-> Dreck lagert sich nicht drauf

Nachteile:

-> Spröde, geringe Schlagzähigkeit

-> wegen der dicken Schicht nicht für filigrane Teile gedacht

Anwendung:

Brandschutz -> Fassadenverkleidung

Reaktoren, Wärmetauscher, Kraftwerksbereich

-> Das edlere Element zersetzt das unedlere Element

weniger schlimm -> da sich der Überzug (Zink) opfert und so lange das Substrat schützt bis es schließlich abgebaut ist

-> Kathodischer Schutz

ist zu vermeiden-> da das Substrat zusätzlich vom Überzug (Nickel) angegriffen wird. Substrat geht kaputt -> sehr gefährlich

Magnesuim-> keine Option -> selbst erhebliche Korrosionsprobleme

Zink-> guter Korrosionsschutz-> mäßige Eigenkorrosionsbeständigkeit-> bietet Stahl guten kathodischen Schutz

Aluminium-> mäßiger kathodischer Schutz, gute Eigenkorrosionsbeständigkeit

Unter normaler Bewitterung:

-> bildet Zink eine Patina -> Schutzschicht die Korrosion erheblich verzögert

Ausnahmen sind bei:

-> stark erschwerte Patinabildung

durch:

• Leicht saure oder stark basischen Bedingungen

• starke Chloreinwirkung

• Dauerbefeuchtung -> Weißrost

• entwässern immer über die gleiche Stelle -> stören der Patinabildung

1. Phase: wasserlösliches Zinkoxid wird gebildet

   -> wenig schützend

2. Phase: Bei Anwesenheit von Kohlendioxid aus der Atmosphäre bildet sich innehralb von Tagen-Monaten:

   • festhaftende geschlossene basische Zinkcarbonatschicht (Patina)

   • matt grau

wenn diese Schicht weiss wird -> ist schon alles zu spät —> kaputt

Je dicker die Zinkschicht desto besser Schützt sie in eingesetzten Gebieten

-> Gebäude -> 0,1müm ->C1

->unbeheizte Gebäude -> 0,1-0,7müm -> C2

-> hohe Luftfeuchtigkeit-> 0,7-2,1müm -> C3

-> Schwimmbäder -> 2,1-4,2müm -> C4

-> Küstenatmosphäre -> 4,2-8,4 müm -> C5

-> Offshorebereiche -> 8,4-25müm -> CX

Metallüberzüge

-> erreichte Schichtdicke gleichmäßig

-> Hohlräume werden erreicht

-> kein Kantenaufbau wie in der galvanik

-> chemische Abscheidung von:

• Zinn

• Eisen

• Nickel

• Kupfer

• Edelmetallen auf Leichtmetallen

• sogar Zink

-> chemische Nickelüberzüge sind vor allem technisch gebräuchlich

• verteilt sich gleichmäßig auf den Konturen

• keinen reinen Nickelüberzüge -> Ni/P-Legierung

• warmaushärtbar zwischen 200°C und 400°C

• bis 1000 HV sind erreichbar

• Korrosionsschutz steigt mit dem Phosphorgehalt

  -> Härte sinkt jedoch ab

• Gussoberflächen sind schwer zu beschichten

niedrigphosphorige (1-4%)

mittelphosphorige (5-9%)

hochphosphorige (10-13%) Bäder

Verfahren:

• gereinigtes Beschichtungsgut wird in Salzlösung als Kathode geschaltet

• Dabei werden gleichmäßige festhaftende Überzüge abgeschieden

Materialien:

• Mangan und Zink geht noch von den unedlen

• bei edleren Metallen wie Nickel, Zinn, Kupfer ist es problemlos

• mehrlagige Sandwichaufbauten sind verbreitet

Nachbehandlung:

• zur Verbesserung des Korrosionsschutzes

  • werden manche Schichten wie Zink oder Zinklegierungen nachpassiviert

• Außenbestromung -> Zn Anode und messing Kathode

• Wasserstoffentwicklung an der Kathode

• Auflösung Zn an der Zn-Anode

• Zementation Zn an der Messing-Kathode

Problem:

Unlösliche Anoden -> bei Legierungsabscheidung oder verchromen

-> Bildung von O2 an unlöslicher Anode

-> Bildung von H2 an Kathde (Wasserstoffversprödung!)

Interkristalliner Bruch:

Zugspannung + Wasserstoffversprödung = nicht gut

Wasserstoff entsteht nicht nur beim Galvanisieren sondern auch beim Beizen und bei der Korrosion.

Lösung:

nach dem Galvanisieren -> Tempern bei 200-230°C

• Strom nimmt den kürzesten Weg

• Zwei Anoden, eine Kathode

• mehr Schichtdicke auf den Ecken

• Innenbeschichtungen schlecht möglich -> faradayscher Käfig

• verzinkt nach dem Fügen -> fängt zu Rosten an

Galvanik industrieller Ausführung

• Zinnüberzüge -> älterster Korrosionsschutzüberzug für Stahl

• Schichtdicken -> 20müm

• verträglich mit Alu bei Zusammenbauten z.B.

• dekorativer Bereich

• Als Korrosionsschutz nur im Bergbau

  
  

Eigenschaften:

• Korrosionsrestistenz gut (abgesehen von Säuren)

• gute Schichtdickenverteilung

• wenig eingesetzt

  • teuer

  • kein kathodischer Schutz

Hauptanwendung:

• dekorativ

konkurrent zu chemisch Nickel

Dekoratives Chrom (Glanzchrom) -> vier Schichtenaufbau

• dünne Deckschicht

• Sandwichaufbau

• mittlere Schicht dient als Opferanode

• sehr guten Korrosionsschutz

• haftet auf Stahl, Buntmetallen, Alu

Funktionelles Chrom (Hartchrom) -

• vorwiegend Verschleißschutz 10- über 100müm

• Poren dienen als Ölreservoir zur Schmierung

Pulse Plating

• rissfreie Korrosionsschutzschichten möglich

• ab 5mü

• etwas weicher als Hartchrom

• sehr dichter Schichtaufbau

• matte Oberfläche

• Diskontinuierliche Verfahren am Einzelteil

-> Zinn, Zink, ZnAl5

• kontinuierliche Verfahren Band oder Draht

-> Zinn, Zink, Al, AlSi,

Schichtdicken: 7-80 mü

• geschmolzener Zinkbad ~450°C

• Die äußerste Schicht bildet sich nicht durch Diffusion sondern durch anhaften von geschmolzenem Zink an der Oberfläche

• Schichtdicken von 50-100mü

• 10-50Jahren wenn es nicht Dauerbefeuchtet wird

• kein Leichtbau

• Verzüge durch Zinkbad

• Bäder 10m Länge verfügbar

• Ablauflöcher achten

  • keine schöpfende Teile

  • Hohlraumbildende Teile können Probleme verursachen ->aufschwimmen

  • Explosionsgefahr

• keine Filigrane Teile

Verwendung:

Geländer, Gitter, Tore, Leitplanken

• wenig Verbreitet

• Arbeitstemp. 560°C-630°C

• Schichtdicke 25-80mü

• präzisere Schichtdickensteuerung

  -> weniger Nacharbeit

• höherer Energieaufwand

• matte Oberfläche -> keine Zinkblume

• sehr gut überlackierbar

• auch als Sendimierverzinkung bezeichnet

• Prozess

  • Glühen

  • Verzinken

  • Dressieren (Nachwalzen zur Einebnung der Oberfläche)

• Einsatz für Karosseriebau, Bauwesen

• Abdeckung, Gehäuse

• Ausführung mit und ohne Zinkblume

Reinzink -> Zink

• Unterkonstruktionen

Galfan -> 5%Alu - Zink

• als Draht

• Bleche für Gehäuse von Elektromotore

Galvalume, Aluzink -> Alu 55% - Zink 45%

• Dachbleche

• Trapezbleche

ZnAlMg -> Zink -Alu -Magnesium

• höhere Härte

• Unterkonstruktionen

• bessere Korrosionsschutz als nur Zink

Alu erhöht die Korrosionsbeständigkeit

• Schichtaufbaustahl, verzinkt, phosphartiert, Primer, Sichtseite zusätzlich Decklack

• kostengünstiger Korrosionsschutz

• optische Aufwertung

Anwendung:

Haushalt- Elektrogeräte

• Beschichtungsgut (Draht oder Pulver)-> in Spritzpistole

• mit Hilfe von Flamme, eines Lasers oder Lichtbogens aufgeschmolzen

• mit Trägergasstrom auf das Substrat geschleudert

-> aus geschmolzenen Zustand wie bei Feuerverzinken -> aber keine Thermische Belastung des Substrates

-> gute Haftung nach Vorbehandlung

-> Hohe Schichtdicken können angebracht werden

-> schwerer Korrosionsschutz

-> Nur bei Hochgeschwindigkeits und Kaltgasverfahren gibt es völlig dichte Überzüge.

-> einfache Verfahren liefern Korrosionsschutz nur mit:

• Zink und Zinklegierungen

-> Thermisches Spritzen funktioniert auch mit:

• nichtmetallischen Werkstoffen

  • Keramik

  • Kunststoffen

Prozess:

• Beschichtungsgut wird in einer Suspension von Metallpulver und Glasperlen mechanisch beaufschlagt

• nur Trommelverfahren

• Wasserstofffrei somit keine Wasserstoffversprödung

Aufbringung von:

• Zink-Zinn

• Zink-Aluminium-Zinn

• Aluminium-Zinn Legierungen

-> Niederlande, Belgien, Großbritannien -> Germany weniger verbreitet

• Zinkstaubgefüllten Trommel knapp unterhalb des Schmelzpunktes ~390°C

• von allen Packverfahren die niedrigste Temperatur

• Schichtdicke 20-50mü

• Korrosionsschutz den echten Schmelztauchverfahren vergleichbar

• muss nachpassiviert werden -> wenn nicht führt es zu Rotrost

-> Niedertemperaturaufkohlen austenitischer Stähle

• austenitische Stähle durch übliche Aufkohlungsprozesse oberflächlich zu härten -> schlechteren Korrosionsergebnissen

• Korrosionsschutz Chrom geht in der Randschicht durch Carbidbildung verloren

• Möglich ein Aufkohlen unter der Carbidbildung ~300°C

• Kohlenstoff wird interstitiell gelöst

• dadurch ist eine Härte von 1000HV möglich

• Korrosionseigenschaften bleiben erhalten

Welche Materialien:

• alle austenitischen Stähle

• Duplex Stähle

• Nickelbasislegierungen

Physical Vapor Deposition

• Schichtenaufbau durch Aufdampfen des Beschichtungsgutes auf das kalte Werkstück

• 150 und 500°C durchgeführt wird

• im Vakuum

• kein guter Korrosionsschutz -> Schichten sind nicht Porenfrei

• Schichtdicken -> 5-8mü

• Fräser, Bohrer -> goldene Schichten -> HSS Bohrer

-> Metalle wie Titan, Chrom und Aluminium können aufgedampft werden

Zu den PVD-Verfahren Vakuumverdampfung, Sputtern und Ionenplattierung ->Spiegelherstellung

System -> mix zwischen Beschichtung und Überzügen

• ähneln Lacken

• werden im Tauchschleuderverfahren aufgebracht und eingebrannt

• komplizierte Teile können auch gut beschichtet werden

• Probleme bei: Filigranen, flachen, schöpfenden Teilen

• Tauchen ohne schleudern und Spritzen ist auch möglich

  
  

  Eingebrannte Schichten sehen:

• matt silbrig metallähnlich aus -> zu beginn leitfähig

  
  

  bei gleicher Schichtdicke besseren Korrosionsschutz als Zinküberzüge

  -> Verbindungselemente

1. Beladung

   • Laden der Teile in den Korb

2. Tauchen

   • Tauchen und Bewegen im Beschichtungsmaterial

3. Schwenken

   • 60-85°

   • Korb rotiert und neigt sich bis 85°

4. Zentrifugieren

   • Überschüssiges Beschichtungsmaterial abschleudern

5. Entladen

   • Entladen und zum einbrennen der Beschichtung

—> wird häufig 2x durchgeführt für besseren Korrosionsschutz

1.Schicht heißt Basecoat

2.Schicht heißt Topcoat

Nachteil:

• Schichtdicken sind unterschiedlich

  -> an Gewindespitze ist es zu dünn

  -> an Gewindegrund zu dick

• 10-15mü muss eine Schicht sein

• kathodischer Schutz wird überschätzt

Vorteil:

• Korrosion tritt anfangs nur punktuell auf

  -> später zu dehnt es sich flächenartig aus

• Lackverbrauch ist geringer

• Schnelle Beschichtung

  -> auch bei komplexen Teilen