{"id":17372,"date":"2022-07-19T12:39:56","date_gmt":"2022-07-19T12:39:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sifcoasc.com\/blog\/alternativen-zum-hartverchromen\/"},"modified":"2023-01-30T13:06:31","modified_gmt":"2023-01-30T13:06:31","slug":"alternativen-zum-hartverchromen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sifcoasc.com\/de\/blog\/alternativen-zum-hartverchromen","title":{"rendered":"Alternativen zum Hartverchromen"},"content":{"rendered":"
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Die Hartverchromung ist seit mehr als sechs Jahrzehnten die bevorzugte L\u00f6sung f\u00fcr Hersteller in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Die Gesundheits- und Umweltbedenken, die mit dieser h\u00e4ufig verwendeten Abscheidungen verbunden sind, sind jedoch bekannt, und da die Gesetzgebung in Europa der Hartverchromung ein Ende setzt, m\u00fcssen Ingenieure und Bauleiter \u00fcber Alternativen nachdenken. <\/strong><\/p>\n

Danijela Milosevic-Popovich, unsere Forschungs- und Entwicklungsleiterin bei SIFCO ASC, untersucht m\u00f6gliche Alternativen zur Hartverchromung.<\/strong><\/p>\n

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F\u00fcr Hersteller, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie t\u00e4tig sind, liegen die Vorteile der Hartverchromung klar auf der Hand. Die Hartverchromung ist sowohl f\u00fcr das Milit\u00e4r als auch f\u00fcr die Luft- und Raumfahrt in Bezug auf Herstellung und Wartung von entscheidender Bedeutung. Sie sorgt f\u00fcr verschlei\u00dffeste und korrosionsbest\u00e4ndige Oberfl\u00e4chen f\u00fcr wichtige Ausr\u00fcstungen, von Hydraulikkolbenstangen und Propellernaben bis hin zu Fahrwerken, Getriebewellen und Gesch\u00fctzrohren.<\/p>\n

Die Gefahren von sechswertigem Chrom <\/h2>\n

Trotz ihrer vielen Vorteile hat die Hartverchromung jedoch einen gro\u00dfen Nachteil: die Verwendung von sechswertigem Chrom. Als eines der ber\u00fcchtigten vier Cs – zusammen mit Cadmium, Cyanid und chlorierten L\u00f6sungsmitteln – ist sechswertiges Chrom ein bekanntes Karzinogen, das Sch\u00e4den an wichtigen Organen wie Herz, Lunge und Nieren verursacht.<\/p>\n

Die Exposition gegen\u00fcber sechswertigem Chrom kann in jeder Phase des Beschichtungsprozesses auftreten und erfordert eine langwierige Vorbereitung und anschlie\u00dfende Reinigung. Diese Tatsache und die Entstehung von giftigen Abf\u00e4llen w\u00e4hrend des Beschichtungsprozesses haben dazu gef\u00fchrt, dass die Verwendung dieses Materials grundlegend \u00fcberdacht wurde.<\/p>\n

Die Gesetzgebung treibt diese Agenda voran, insbesondere in der EU (Europ\u00e4ische Union) – wo die Verwendung von sechswertigem Chrom in elektronischen Ger\u00e4ten durch die Richtlinie zur Beschr\u00e4nkung gef\u00e4hrlicher Stoffe und die EU-Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschr\u00e4nkung chemischer Stoffe verboten ist.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus wurde die europ\u00e4ische Richtlinie REACH mit dem Ziel eingef\u00fchrt, die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor gef\u00e4hrlichen Chemikalien zu sch\u00fctzen. Obwohl die Richtlinie nur f\u00fcr Chemikalien gilt, die in der EU hergestellt oder in die EU eingef\u00fchrt werden, hat sie weiterreichende Auswirkungen. <\/p>\n

Da die Luft- und Raumfahrtindustrie beginnt, sich dem globalen Trend zu nachhaltigeren Produkten anzupassen, suchen immer mehr Hersteller nach einer Alternative zur Hartverchromung.<\/p>\n

Die Dominanz der Hartverchromung in Frage stellen<\/strong><\/p>\n

Bei der Suche nach einem Ersatz f\u00fcr Hartchrom liegt das Problem in den Vorteilen, die die Hartverchromung f\u00fcr die Luft- und Raumfahrtindustrie bietet. Es h\u00e4lt extrem hohen Temperaturen stand, hat eine ausgezeichnete Korrosions- und Verschlei\u00dfbest\u00e4ndigkeit und bietet in Verbindung mit H\u00e4rtegraden von 700-1.000 HV eine hervorragende Oberfl\u00e4cheng\u00fcte f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen. Mit all diesen Eigenschaften ist es eine Herausforderung, eine alternative L\u00f6sung zu finden, die alle Bereiche abdeckt. <\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus verleitet die Dominanz der Hartverchromung viele Menschen dazu, ihre Grenzen zu ignorieren, einschlie\u00dflich der Tatsache, dass es sich um ein relativ langsames Verfahren handelt, w\u00e4hrend die Art der Beschichtung zu inneren Spannungen und Eigenspannungen f\u00fchren kann, die eine schlechte Haftung oder die Bildung von Mikrorissen zur Folge haben k\u00f6nnen. Die Verchromung ist jedoch ein universeller “One-Stop-Shop” und ist zur Standardoption f\u00fcr die Luft- und Raumfahrtindustrie geworden. Das hei\u00dft aber nicht, dass es keine anderen M\u00f6glichkeiten gibt.<\/p>\n

Ein breites Spektrum an neuen Technologien<\/strong><\/p>\n

Die Hersteller k\u00f6nnen aus einer breiten Palette von Technologien w\u00e4hlen, bei denen kein sechswertiges Chrom verwendet wird. Dazu geh\u00f6ren verschiedene Spr\u00fchtechniken wie thermisches Spritzen, PVD und CVD, die jedoch eine hohe Temperatur, ein hohes Vakuum oder einen hohen Schmelzpunkt des Substrats erfordern. Es gibt auch eine neue Art von Superst\u00e4hlen. Beide haben zwar Vorteile, aber auch Nachteile, wie z. B. im Falle der neuen Legierungen die Tatsache, dass sie kostspielig sind und sich noch nicht bew\u00e4hrt haben.<\/p>\n

Daher kann es schwierig sein, die richtige Wahl zu treffen. Hinzu kommt, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie in der Regel sehr vorsichtig ist. Jede Ver\u00e4nderung – insbesondere in dieser Gr\u00f6\u00dfenordnung – ist mit einem hohen Risiko verbunden. Insbesondere bei den f\u00fcr die Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellten Bauteilen sind viele darauf ausgelegt, mehrere Jahrzehnte lang ohne Wartung zu funktionieren, so dass ihre Langlebigkeit gew\u00e4hrleistet sein muss. Im Verteidigungssektor, wo Hartchrombeschichtungen in gro\u00dfem Umfang zum Schutz missionskritischer Ausr\u00fcstung eingesetzt werden, steht sogar noch mehr auf dem Spiel. Ganz einfach, keine dieser Alternativen bietet die universelle Anziehungskraft einer Hartverchromung. Im Zuge der Umstellung der Industrie auf eine umweltfreundlichere Zukunft gibt es jedoch noch eine weitere L\u00f6sung, die nachweislich eine Vielzahl von Vorteilen bei verschiedenen Anwendungen bietet: Nickel-Wolfram, das eine praktikable Alternative zur herk\u00f6mmlichen Beschichtung der Industrie darstellen kann.<\/p>\n

Die Vorteile von Nickel-Wolfram-Lagerst\u00e4tten<\/strong><\/p>\n

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Nickel-Wolfram hat eine Reihe von Eigenschaften, die mit denen von Hartchrom vergleichbar sind, darunter Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, Verschlei\u00dffestigkeit und H\u00e4rte, selbst bei hohen Temperaturen. Au\u00dferdem ist es ungiftig, was es zu einer echten Alternative macht. Dar\u00fcber hinaus ist es bereits in verschiedenen Industrienormen spezifiziert, wie AMS2451C, MIL-STD-2197 A (SH) und MIL-STD-865D. Diese einzigartigen Eigenschaften haben dazu gef\u00fchrt, dass es in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, seit die Hersteller nach einer umweltfreundlicheren Methode zum Schutz von Bauteilen vor den anspruchsvollen Bedingungen in der Industrie suchen.<\/p>\n

Nickel-Wolfram in der selektiven Beschichtung<\/strong><\/p>\n

Die Anwendung von Nickel-Wolfram folgt dem Prinzip der selektiven Beschichtung – ein von SIFCO ASC entwickeltes Verfahren zur galvanischen Beschichtung lokal begrenzter Bereiche ohne Verwendung eines Tauchbeckens. Es bietet hohe H\u00e4rtegrade (660-690 HV, wie plattiert) zusammen mit ausgezeichnetem Verschlei\u00dfverhalten (zehnmal geringere Gleitverschlei\u00dfrate als Hartchrom). Au\u00dferdem ist aufgrund der geringeren Oberfl\u00e4chenrauhigkeit weniger Nacharbeit erforderlich als bei Hartchromablagerungen.<\/p>\n

Mit der Notwendigkeit, eine bew\u00e4hrte L\u00f6sung zu implementieren und dabei einem vertrauten Anwendungsverfahren zu folgen, k\u00f6nnen mit Nickel-Wolfram in vielen Anwendungen vergleichbare – und manchmal sogar bessere – Ergebnisse als mit Hartverchromung erzielt werden.<\/p>\n

Selektive Beschichtungsl\u00f6sungen f\u00fcr spezifische Anwendungen finden <\/h2>\n

Es gibt viele Alternativen zum Verchromen, aber keine ist so universell einsetzbar. Dies zwingt die Branche zu einem Umdenken. Anstatt nach einem direkten und vollst\u00e4ndigen Ersatz f\u00fcr alle Anwendungen zu streben, ist es vielleicht besser, L\u00f6sungen zu finden, die f\u00fcr bestimmte Anwendungen Ergebnisse liefern. So kann ein Teil beispielsweise die Verschlei\u00dfeigenschaften einer Verchromung erfordern, nicht aber deren H\u00e4rte oder Korrosionsbest\u00e4ndigkeit. Ebenso hat die Hartverchromung in der Regel einen h\u00f6heren Reibungskoeffizienten als Nickel-Wolfram, was sie f\u00fcr bestimmte Bauteile weniger geeignet macht. Anstelle von “einer f\u00fcr alle” ist es also an der Zeit, \u00fcber “viele f\u00fcr bestimmte” nachzudenken.
\nNiW auf gekerbtem Stab mit Cu-Vorplatte 4<\/p>\n

Die Entwicklung von Verbundwerkstoffen mit Metallmatrix <\/h2>\n
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In j\u00fcngster Zeit wurden Verfahren entwickelt und Verarbeitungsfaktoren f\u00fcr Chromalternativen in Form von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen (MMC) ermittelt. MMC-Beschichtungen werden durch Materialien definiert, die aus mindestens zwei Bestandteilen bestehen. Sie bestehen aus zwei Phasen: einer duktilen metallischen Matrix, die sich aus den in der L\u00f6sung gel\u00f6sten Ionen abscheidet, und einer dispergierten Phase, die aus den mitabgeschiedenen Partikeln besteht.<\/p>\n

MMCs wie Kobalt-Chrom-Karbid, Nickel-Wolfram-Karbid und Nickel-Chrom-Karbid k\u00f6nnen einzigartige und \u00fcberlegene Eigenschaften gegen\u00fcber Metallbeschichtungsl\u00f6sungen bieten, einschlie\u00dflich H\u00e4rte, Verschlei\u00dffestigkeit und Oxidationsschutz bei hohen Temperaturen. Mit der richtigen Kombination von Werkstoffen lassen sich die Eigenschaften \u00fcber die M\u00f6glichkeiten von reinen Metallen und Legierungen hinaus anpassen.<\/p>\n

Es besteht jedoch ein Bedarf an einer Alternative zur Hartverchromung, die eine \u00e4hnlich gro\u00dfe Anziehungskraft hat. Die L\u00f6sung liegt in der B\u00fcrstenbeschichtung mit Nickel-Wolfram. Mit einer breiten Palette von Abscheidungseigenschaften, die eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erf\u00fcllen k\u00f6nnen, und mit ausgezeichneter Koh\u00e4sion und Adh\u00e4sion zum Grundmaterial ist es in den meisten Aspekten der Hartverchromung gleichwertig oder \u00fcberlegen – und in vielen \u00fcberlegen. Der vielleicht gr\u00f6\u00dfte Vorteil ist jedoch die Tatsache, dass es sicher und verf\u00fcgbar ist und sich in der Luft- und Raumfahrt bew\u00e4hrt hat.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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