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Galvanisches Verzinken

Die Werkstücke werden nicht in eine Zinkschmelze, sondern in einen Zinkelektrolyten eingetaucht. Dabei wird das zu verzinkende Werkstück als Kathode in die Lösung gehängt. Als Anode benutzt man eine Elektrode aus möglichst reinem Zink. Beim galvanischen Verzinken ist der Zinkauftrag proportional zu Stärke und Zeitdauer des Stromflusses, wobei – abhängig von der Werkstückgeometrie – eine Schichtdickenverteilung über das gesamte Werkstück entsteht. Galvanisch verzinkte Bleche eignen sich besonders für die Pulverbeschichtung, da die Oberfläche so gut wie keine Oberflächenstruktur enthält.
Generell wird zwischen dekorativer und funktionaler Galvanotechnik unterschieden. Erstere dient vorwiegend der Verschönerung von Gegenständen und muss für diesen Zweck gewisse technische Mindesteigenschaften besitzen. Ein Beispiel für die dekorative Galvanotechnik sind die Kunststoffgalvanisierung, die Verchromung von Stahlrohrmöbeln und Motorräder und die Vergoldung von Schmuck und Essbesteck. Die funktionelle Galvanotechnik dient dem Korrosionsschutz , dem Verschleißschutz der Katalyse oder der Verbesserung elektrischer Leitfähigkeit und der Reduzierung von Friktionskräften. Hierzu zählen z. B. die Verzinkung von Schrauben, die Beschichtung von Maschinenteilen mit Hartchrom, die Herstellung von metallischen, meist nickel- oder platinhaltigen Katalysatoren für die chemische Industrie oder Brennstoffzellen sowie die Vergoldung und Versilberung von elektrischen Kontakten und das Glätten von z. B. medizinischen Materialien und Werkstoffen. Elektrische Kontakte, sogenannte Pins, aus unterschiedlichen Kupferwerkstoffen, werden zumeist galvanisch verzinnt. Um zu verhindern, dass Stoffe des Grundmaterials durch die Zinnschicht hindurch diffundieren, wird  vor der Verzinnung i. d. R. eine Nickel- oder Kupfersperrschicht aufgetragen. Auch die Herstellung optischer Datenträger (CD’s/DVD’s in einem Presswerk basiert auf diese Galvanotechnik.
Oftmals wird hier auch von einem „galvanischen Käfig“ gesprochen. Beschichten lassen sich heute alle gängigen Grundwerkstoffe  aus Metall sowie die meisten bekannten Nichtleiter/Kunststoffe. Bei der Kunststoffbeschichtung haben sich nur zwei gängige Verfahren der Polymerbeschichtung etabliert. Direktmetallisieren  nach dem sogenannten Futoron-Verfahren sowie die konventionelle Prozessreihenfolge über Beizen aktivierte stromlose Metallisierung als erste metallische Prozessstufe (Schichtfolge: Vornickel, Glanzkupfer, Glanznickel, Chrom) sind hier speziell im dekorativen Segment anzutreffen. In der Automobilbranche z. B. ist man durch hohe Qualitätsmerkmale und Forderungen  der Hersteller gezwungen, bis zu vier verschiedene Nickelschichten im Verbund abzuscheiden, um optimale Beständigkeit, Funktion und Aussehen zu erreichen. So ein Werkstück konstruiert man galvanogerecht, in dem man bestimmte Grundsätze berücksichtigt, welche den geplanten Galvanoprozess begünstigen und mögliche Probleme vermeiden. Hier sind Durchgangslöcher günstiger als Sacklöcher. Letztere  können je nach Durchmesser und Tiefe das Eindringen und Auslaufe der Prozessflüssigkeiten erschweren oder verhindern (Luftblasen). Verspätetes Austreten von Flüssigkeiten aus den Sacklöchern erschwert die Spülprozesse und kann zu nachträglicher Korrosion führen. Abgerundete Konturen sind hier günstiger als scharfkantige Außen- und Innenwinkel. Es ergibt sich eine erhöhte Abscheidung  (bis hin zur Grat- und Knospenbildung) an scharfen Außenkanten und ebenso führt es auch zu verminderte oder keine Abscheidung an scharfen Innenwinkeln.  Eine durchgehende V-Naht ist günstiger  als ein Überlappungsstoß oder eine punktgeschweißte Verbindung. Werden zwei Flächen nicht dichtverschweißt, dann werden die Flüssigkeiten mittels Kapillarwirkung im Spalt „festgehalten“. Die Schicht wird dann beim Trocknen  durch diese Flüssigkeiten wieder zerstört.  Dasselbe gilt für Bördelungen und Nietverbindungen. Bei einem rundherum geschlossenen Werkstück mit zu kleinen Öffnungen  kann in dem Werkstück kein elektrisches Feld entstehen. In diesem Bereich wirken nur rein chemische Verfahren. Bei einem elektro-chemischen Verfahren ist die Eindringtiefe normalerweise gleichzusetzen mit  der Öffnung, d. h., bei einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 2 cm wird eine Beschichtung bis zu der Tiefe von 2 cm in das Rohr erreicht.
Stähle mit sehr hohem Kohlenstoffgehalt können die Haftfähigkeit  der Schicht verschlechtern. Bei hochfestem Stahl besteht die Gefahr der Versprödung. Kombinationen mit verschiedenen Werkstoffen an einem Werkstück  können zu Problemen führen, z. B. wenn es bei der Vorbehandlung verschiedene Indikationen und eine gegenseitige Kontraindikation gibt. Konstruktion und Werkstoffauswahl haben sehr großen Einfluss auf einen späteren Galvanoprozess  in Bezug auf mögliche Probleme und Wirtschaftlichkeit. Deshalb sollte bei Neukonstruktionen von Beginn an eine interdisziplinäre  Arbeitsweise gewählt werden.
Verzinkte Stahlteile sind durch die Zinkschicht sehr gut vor Korrosion (Rotrost) geschützt. Die Zinkschicht selbst ist aber den Korrosionsbelastungen ausgesetzt und besonders bei Seeklima kann es relativ schnell zur Zinkkorrosion  (Weißrost) kommen. Durch geeignete Nachbehandlungen  kann das Auftreten von Zinkkorrosion  stark verzögert und verlangsamt werden, wodurch der gesamte Korrosionsschutz bis zum Auftreten von Grundmetallkorrosion nochmals verlängert wird. Solche Nachbehandlungen zählen zu den Passivierungsverfahren und können sowohl für galvanisch verzinkte Teile  wie auch für feuerverzinkte Teile angewendet werden. Speziell für galvanisch verzinkte Teile  wurden verschiedene Chromatisierungsverfahren entwickelt, die sich im Grad des Korrosionsschutzes und in der Farbe unterscheiden. Einige dieser Chromatisierungsschichten enthalten giftiges Chrom (VI). In letzter Zeit wurden aber neue chrom(VI)-freie Verfahren entwickelt.

Gegenlauffräsen

Beim Gegenlauffräsen bewegt sich die Schneide des rotierenden Werkzeugs im Eingriffsbereich entgegen der Vorschubrichtung des Werkstücks und bildet einen vom Eintrittspunkt zum Austrittspunkt der Schneide sich verdickenden Span (Kommaspan). Vor dem Eintreten der Schneide in den Werkstoff gleitet sie auf der Arbeitsfläche und verfestigt das vorhandene Gefüge. Dadurch entsteht erst eine hohe Reibung und anschließend muss die Schneide durch das verfestigte Material dringen. Infolge der zunehmenden Spandicke ist die Maschine unterschiedlich belastet und neigt zu Vibrationen (Siehe hierzu auch: Regenerativeffekt). Auch ist dadurch bedingt der Kraftaufwand langsam ansteigend. Bei Schneideneintritt ist er gering, weil noch wenig Material abgenommen werden muss, wächst aber dann während des Fräsvorgangs an und erreicht kurz vor Schneidenaustritt seinen maximalen Wert, bevor der Kommaspan schließlich abgetrennt wird.
Der während des Fräsvorgangs durch die Verdichtung entstehende hohe Druck verursacht einen starken Verschleiß der Freiflächen an den Schneiden, wodurch sich die Standzeit verringert. Aufgrund dieses Nachteils ist das Gegenlauffräsen somit nur ökonomisch sinnvoll, wenn Werkstücke harte und verschleißend wirkende Randzonen aufweisen (geringerer Verfestigungseffekt) oder wenn der Tischantrieb nicht ohne Spiel ist. Die im Gegenlauf gefrästen Flächen besitzen zwar eine durch den Gleitvorgang der Schneide glatte, jedoch wellige Struktur.
Zum spielbehafteten Tischantrieb, der in der Regel nur bei älteren oder defekten Fräs- oder Bohrwerken vorkommt, empfiehlt sich das Gegenlauffräsen, denn bei diesem drückt der Fräser den angetriebenen Werkstücktisch mit gleichmäßiger Flächenlastverteilung gegen die Antriebsgewindespindel. Auf diese Weise werden Spielfreiheit für den Vorschub erreicht und ungewollte Schlittenbewegungen ausgeschlossen.

Glasperlenstrahlen

Dieses Verfahren ist mit dem Sandstrahlen zu vergleichen. Hier werden nur als Strahlmittel  kleine Glaskügelchen benutzt. Die zu bearbeitende Oberfläche ist geringer schmutzanfällig und wird nicht so intensiv aufgerauht. Es wird auch als Kugelstrahlen oder Verfestigungsstrahlen bezeichnet. Es wird mit einer sehr hohen Geschwindigkeit kleine Strahlkörner auf die zu bearbeitende Oberfläche gebracht. Mit Hilfe einer Druckluft-, Schleuderrad- oder Injektorstrahlanlage  werden die Kügelchen auf das entsprechende Werkstück geschleudert. Hierbei wird eine Druckeigenspannung erzeugt, die die Dauerfestigkeit des Werkstücks erhöht und eine bessere Korrosionsbeständigkeit gewährleistet. Risse können hier deshalb nicht entstehen.
 Nur durch zu hohen Druck oder zu geringem Abstand vom Strahlgut kann eine Schwächung des Werkstücks hervorgerufen werden, die dann zu einer verkürzten Dauerfestigkeit  des Materials führt.

Gleichlauffräsen

Beim Gleichlauffräsen bewegt sich die Schneide des rotierenden Werkzeugs im Eingriffsbereich in Richtung des Vektors der Werkstückvorschubrichtung. Baut sich beim Gegenlauffräsen die Kraft langsam auf, so ist sie beim Gleichlauffräsen unmittelbar bei Schneideneintritt am größten, nimmt dann aber kontinuierlich ab. Der Span wird zum Schneidenaustritt hin immer dünner und schließlich abgeschält, wodurch eine im Verhältnis zum Gegenlauffräsen glattere Oberfläche entsteht (auch hier ist der Span kommaförmig, nur wird in diesem Fall anfangs viel Material abgenommen und am Ende wenig).
Die kraftrichtungsbedingte Neigung des Fräsers, das Werkstück ruckartig in Vorschubrichtung zu reißen, begünstigt ungewollte Änderungen in der Schlitten- bzw. Werkstückposition. Deshalb muss die Vorschubeinrichtung des Schlittens der Werkzeugmaschine absolute Spielfreiheit bzw. hohe Steifigkeit aufweisen. Aufgrund der geringeren Ratterneigung sind die erreichbaren Oberflächengüten beim Gleichlauffräsen gegenüber dem Gegenlauffräsen unter sonst gleichen Zerspanungsbedingungen besser – vorausgesetzt, diese begünstigen nicht die Bildung von Aufbauschneiden.
Wegen des geringeren Schneiden- und Freiflächenverschleißes kann mit gleicher Standzeit gegenüber dem Gegenlauffräsen die Vorschubgeschwindigkeit um 50 % erhöht werden.