Galvanik
Namensursprung: nach Luigi Galvani (1737-1798), italienischen Naturforscher
Beschichtbare Materialien sind unter anderem:
Metalle u. Legierungen: Eisen/Stahl, Kupfer, Messing, Silber, Gold, Aluminium
Kunststoffe: ABS, ABS/PC, PC und PA
Wie geht’s:
Bei allen Materialien werden durch eine Art chemische Aufrauhung (Beize) im Nanobereich mikroskopisch kleine Krater herausgeätzt (0,0005 µm, also quasi nix) in die sich durch spezielle Prozesse zersetzte Reinmetalle (Nickel oder Kupfer) oder eingelagerte Spuren in Salzen wie bei Chrom oder Gold chemisch / elektrolytisch einlagern (Bild 1;Aufnahme mit RasterElektronenMikoskop von ABS Kunststoff). Die daraus folgende Haftung des Metalls auf Kunststoffen oder auf anderen Metallen kann man bildlich als mechanisch bezeichnen – weil die Haftung auf dem Druckknopfprinzip beruht. Die Einlagerung in den herausgebeizten, mikroskopisch kleinen Hohlräumen bilden die „Wurzeln“ der neuen Schicht mit enormen Zugkraftbeständigkeiten.
Zuerst werden also die Hohlräume gefüllt und darüber lagert sich dann eine geschlossene Schicht des "aufgalvanisierten" Materials an.
Dieser Vorgang lässt sich mit jedem, speziell auf das zu beschichtende Metall (Dekapierung) entwickelten Prozess ähnlich wiederholen. Es gibt mehrere Verfahren, die in eingesetzter Chemie und Komponenten der jeweiligen Hersteller (z.B. atotech, McDermid, enthone) variieren.
Schichtaufbau auf dem Träger nach deutschen KFZ- Richtlinien für Chrom- aussen:
Schicht 1: Kupfer: 25 – 40 µm (Bild 2; auf Kunststoff u. Metall)
Schicht 2: Nickel: 15 µm (mikroporig/mikrorissig)
Schicht 3: Chrom: 0,9 µm (Bild 3; Metall; Bild 4; Kunststoff)
Gefahren:
Vor allem bei Leichtmetallen und bei vielen Eisen-/Stahlarten ergeben sich durch die die chemisch unterschiedlichen Wertigkeiten Korrosionsgefahren. Dabei zerstört das höherwertige Metall die niederwertigere Träger- und Zwischenschicht. Begünstigt durch Witterungseinflüsse (Salze, Wasser, Luftsauerstoff) und Induktionsströme kann dies sehr schnell geschehen.
Das ist besonders bei Alu ein elementares Problem, denn die Zerstörung ist meist nicht sichtbar. Deshalb haben die OEMs (OriginalEquipmentManufacturer; die oft externen Hersteller der Originalteile = Auftragsentwickler und Zulieferer) bis heute auf z.B. verchromte Leichtmetallfelgen verzichtet. Vielleicht ist dies auch der Grund warum der TÜV verchromte Rahmen meist ablehnt.
Fazit:
Galvanische Beschichtungen (Cu, Ni, Cr, Ag, Au) von tragenden Eisen/Stahl oder Alu-Legierungen sind optisch aufwertend ABER nicht immer ungefährlich.
Nachsätze:
Wer irgend etwas Galvanisch veredeln lassen und möglichst geringe Kosten haben möchte sollte zuerst mal mit dem Galvanobetrieb sprechen.
Die Oberflächen werden durch den Prozeß nicht besser. Bestehende Riefen werden hervorgehoben, also nicht wie beim Lackierer gnädig vom Lack verdeckt. Was vorher nicht glänzt schaut auch hinterher sch…. aus.
Absolut sauber polierte Oberflächen sind gefragt. Wer's nicht selbst kann muß eben zahlen.
Für den Lackierer sehr gut taugliche, "aufgezinnte" Stellen sind "Selbstmord". Das Zinn löst sich bei den vorbereitenden Prozessen. Schweissstellen (autogen oder elektrisch) oder Hartlote (Cu, Ag, etc) sind unbedenklich.
Auf den genannten Kunststoffen hält die galvanische Beschichtung genauso gut wie auf Metallen. Bei mehr als 80 Grad würde der Kunststoff ohnehin wegschmelzen. Sehr dünne Kunststoffe eignen sich weniger (Rückfrage beim Galvanikmann).
Der Kunststoff kommt in eine Chromschwefelsäure 70°C~ 12 min., die ätzt Löcher ins z.B. ABS (fachlich: das Butadien wird herausgebeizt...) dann kommt er in ein Palladiumbad welches die Besiedelung vorbereitet.
Mit dem eingelagerten Palladium ist die Oberfläche metallisch, also leitfähig, und bildet die Grundlage für die nachfolgenden galvanischen Tauchbäder wie Nickel oder Kupfer.
Auf das Palladium kann auch chemisch (also stromlos) Cu oder Ni aufgebaut werden.
Chemisch veredeln
Bei Metall (ist ja leitfähig) hat man gleich + und - und dann lagert sich das in der Säure zersetzte Metall an den eingetauchten Warenträger ab. Geht auch ohne Strom, aber mit geht's viel schneller.
Eloxal
ist eine funktionale Veredelung (künstliche Oxidschicht) und dient als Korrosionsschutz.
Im Gegensatz zu Chrom auf Kunststoffen recht simpel bei der Bearbeitung.
Standardtests KFZ-OEM (VW TL 520 Richtline)
a. Klimawechseltest 64 Zyklen -40°C bis +80°C je ca. 6 Stunden
b. CASS, Salzsprühtest 260h
c. Gitterschnitt 0-1
d. Temperaturschocktest: Teil erst in Eiswasser und dann in kochendes Wasser (98°C) ca. 4-10x
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