Physik - Beschichten

Alle Kategorien » Physik Referate » Beschichten

Beschichten

Kurzzusammenfassung

Beschichten Fertigungstechnik - Maturaausarbeitung von Thomas Braunsdorfer Inhaltsverzeichnis Beschichten Die Fertigungsverfahren dieser fünften Hauptgruppe werden

Fachbereich: Physik
Sprache: Deutsch
Wörter: 3900
Note: n.v.

Beschichten

Beschichten

Fertigungstechnik -
Maturaausarbeitung
von Thomas
Braunsdorfer

Inhaltsverzeichnis

Beschichten

Die Fertigungsverfahren dieser fünften
Hauptgruppe werden in vier Gruppen eingeteilt (Abbildung 1).

Unter Beschichten versteht man ganz allgemein das
Aufbringen einer dünnen Schichte eines anderen Werkstoffes auf einen
Grundwerkstoff. Diese Beschichtung hat in den meisten Fällen die Aufgabe,
vor Korrosion oder vor Angriffen von Atmosphärilien zu schützen. sie
hat aber auch dekorative Aufgaben oder soll die Weiterverarbeitung erleichtern
bzw. ermöglichen.

Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik!Original document contains a graphic at this position!
Abbildung 1 - Einordnung des
Beschichtens in die Fertigungsverfahren
Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen
Zustand

Flammgrundieren
Die Oberfläche wird mit einer
Sauerstoffazetylenflamme „passiviert“, wobei viele kleine
Flämmchen nebeneinander in einem besonders konstruierten Brenner brennen.
Dadurch erreicht man eine Verbesserung des Haftgrundes für einen
nachfolgenden Anstrich.


Diffusionsverfahren
Das Werkstück wird in einer Mischung des
pulverförmigen Überzugmetalls in Gegenwart von Salzen,
Übertragungsstoffen und Sand eingebettet. Bei höheren Temperaturen
diffundieren Moleküle des Überzugsmetalls in das Grundmetall und
bilden eine Legierungsschicht, die die Oberfläche schützt, besonders
widerstandsfähig ist gegen Beschädigung, Abblättern und
Verformung. Genannt seien folgende Verfahren:


Sheradisieren Stahl
in Zinkpulver und Quarzsand 2 bis 4 Stunden bei 700 K (430 °C)
trommeln.


Kalorisieren
(Alitieren) Stahl in Alupulver
und Al203 und Chlorammonium 1 bis 3 Stunden bei 11 70 K
(900 °C) glühen.


Alumentieren Mit
Aluminiummetall spritzen, dann 4 Stunden bei 1100 K (830 °C)
glühen.


Tauchalitieren In
Alubad tauchen, dann bei 1270 K (1000 °C) glühen.


Inchromieren Stahl
mit Chromchlorid umgeben, bei 1270 K (1000 °C) glühen, Schichtdicke
ca. 0,1 mm.
Vakuumdampfverfahren

Kathodenzerstäubung
Im Vakuum treten freie Atome des
Überzugsmetalls aus festen oder flüssigen Metallen aus und breiten
sich geradlinig wie ein Lichtstrahl aus, sie bleiben auf festen Körpern
haften. Sie treffen dort mit großer Energie auf. Die aus der Kathode
austretenden Metallatome können auch mit dem Restgas chemisch
reagieren.


Hochvakuumaufdampfverfahren
Bei diesem Verfahren erfolgt das Loslösen
der Atome durch thermische Energie. Die Temperaturen liegen über 1300 K.
Die Trägerwerkstoffe sind aber an der Reaktion nicht beteiligt, dieses
Verfahren ist auch für Nichtmetalle (Papier und Kunststoffe) anwendbar
(Spiegelbelegung, Reflektoren, Kunststoffleuchten).
Beschichten aus dem flüssigen, breiigen oder pastenförmigen
Zustand

Schmelztauchverfahren
Das Schmelztauchverfahren ist eines der
ältesten Verfahren zur Herstellung metallischer Überzüge. Das
Grundmetall wird nach sorgfältiger Reinigung in einem Bad aus
geschmolzenem, flüssigem Überzugsmetall eingetaucht. Es können
deshalb nur Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt als Beschichtung verwendet
werden.


Naßverzinken
Die geheizten Werkstücke werden gespült
und gehen durch Salmiak in den Zinkkessel. Der Salmiak spielt hier die Rolle
eines Flußmittels (Abbildung 2).

Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik!Original document contains a graphic at this position!
Abbildung 2 -
Naßverzinken


Trockenzinkverfahren
Beim Trockenzinkverfahren werden nur trockene
Werkstücke in den Zinkkessel eingebracht und hinterher sofort
abgekühlt. Die Zinkschicht ist hier sehr dünn, die Werkstücke
sind hinterher biegefähig, ohne daß die Zinkschicht reißt
(Abbildung 3).

Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik!Original document contains a graphic at this position!
Abbildung 3 -
Trockenzinkverfahren


Sendzimirverfahren
Bei diesem großtechnischen kontinuierlichen
Verzinkverfahren wird zuerst im Ofen eine dünne Oxidschichte erzeugt, die
anschließend mit Ammoniak reduziert wird. Dadurch entsteht eine
gleichmäßige Verbindung zwischen dem Metall und dem
Zinküberzug.


Feuerverzinnen
Dieses ist noch älter als das
Schmelztauchverzinken. Bei einem Schmelzpunkt von 405 K (232 °C) bildet
sich ein dünner Zinnüberzug, auch die Eisenzinnlegierung, die zwischen
Zinn und Stahl liegt, ist verhältnismäßig
dünn.

Bei Blechen sprechen wir von Weißblech.
Verzinnte Gegenstände sind von allem für die Nahrungs-
und

Genußmittelindustrie sowie für die
Verpackung von besonderer Wichtigkeit. Die Teile werden nach sorgfältiger
Reinigung der Oberfläche durch eine Flußmitteldecke in das Zinnbad
eingetaucht.

Auch das Verzinnen von Gußeisen ist
möglich, hier ist eine genaue Vorbehandlung durch Beizen unbedingt
notwendig (der Graphit muß aus der Oberfläche entfernt werden).
Feuerverzinnt werden Bleche, Bänder und Drähte, es gibt hiefür
eigene Anlagen.


Aluminiumbeschichten
Hier wird in der gleichen Weise nach einem
Schmelztauchverfahren gearbeitet. Die Temperatur des Aluminiumbades beträgt
948 K (675 °C). Im Stahl bildet sich eine AI3Fe- und
AI2Fe-Zwischenschicht, die spröd ist, darüber eine
dünne Aluminiumschicht.


Feuerverbleien
Da sich auf der Oberfläche keine
Bleieisenlegierung bildet, muß eine Zwischenschicht erzeugt werden, oder
dem Blei müssen Zusätze (Antimon oder Zinn) hinzugegeben werden.
Verbleiung ist nur dort statthaft, wo die Werkstücke nicht mit Menschen
oder mit menschlicher Nahrung in Berührung kommen, z. B. bei
Gasmessern.


(Metall-)Spritzverfahren
Bei Teilen, die nicht eingetaucht werden
können, d. h. bei großen Konstruktionsteilen oder im Freien,-
muß,
dieses Verfahren angewendet
werden.

Metalle werden in Draht- oder in Pulverform einem
besonders konstruierten Brenner (er wird auch Spritzpistole genannt)
zugeführt, werden in ihm geschmolzen und die schmelzflüssigen Tropfen
mittels Druckluft oder mittels der Heizgase auf das Grundmetall geschleudert.
Aber auch auf Kunststoffen, Baustoffen und Papier ist es möglich, einen
Metallüberzug anzubringen.

Verspritzt werden Zink, Aluminium, Blei, Kupfer,
auch rostfreie Stähle, aber auch Spezialstahllegierungen mit hoher
Verschleißfestigkeit und keramische Stoffe. Molybdän wird als
Grundschicht verwendet. Die Oberfläche muß rauh sein. Die auf das
Grundmetall auftreffenden Tröpfchen verklammern sich mechanisch in ihm und
die nächsten wieder in diesen.

Mit Stahl gespritzte Oberflächen bilden
einen guten Untergrund für Lackierungen, sie können durch mechanische
Nachbehandlungen verdichtet und geglättet werden. Man erhält hier
einerseits einen guten Korrosionsschutz, andererseits aber auch Schutz gegen
Verschleiß auch an örtlich begrenzten Stellen,
z.B. bei Erneuerung von
Gleitflächen.


Organische Überzüge (Anstriche)
Anstrichstoffe verwendet man zum Schutz, aber
auch zum schöneren Aussehen der Werkstücke. Auch die Lebensdauer und
das Aussehen von Bauten, Anlagen und Geräten sowie Maschinen und
Fahrzeugen, Möbeln usw. hängen oft entscheidend von der Güte des
organischen Anstriches ab.

Anstrichstoffe sind flüssig, breiig oder
teigig und bestehen aus den sogenannten Pigmenten und/oder Farbstoffen, dem
Bindemittel, weiters benötigt man Verdünnungsmittel und
Zusatzstoffe.


Pigmente
Man unterscheidet:


Anorganische
Pigmente Erdfarben,
Zinkweiß, Bleimennige, Kobaltblau, Zinnober, Ultramarin, Chromgelb, um nur
einige zu nennen.


Metallische
Pigmente Aluminiumpulver,
Zinkpulver. Schwarze Pigmente: Ruß.


Organische
Pigmente Teerfarbstoffe,
Anilinfarben, Pflanzen- und Tierfarbstoffe.


Bindemittel
Bindemittel halten die Pigmente zusammen und
haften am Untergrund. Sie sind auch für die Oberfläche des fertigen
Anstriches verantwortlich.

Man unterscheidet physikalisch trocknende
Bindemittel (durch Verdunstung des Lösungsmittels) und durch chemische
Reaktion trocknende Bindemittel (z. B. durch Oxidation).

Die rein physikalisch trocknenden Bindemittel
nehmen an Bedeutung ab. Hierher gehören die Nitrolacke,
Chlorkautschuklacke.

Durch chemische Reaktion trocknende Bindemittel
werden in immer stärkerem Maße angewendet (Epoxidharze,
Polyurethanharze usw.). Bei ihnen genügt meist die Lufttrocknung,
während Phenolharze und Harnstoffharze eine Ofentrocknung
benötigen.

Die wichtigsten, mit Wasser nicht
verdünnbaren Bindemittel sind Öle, die durch Oxidation trocknen, wie
z. B. Leinöl. Es wird hauptsächlich für die sogenannten
Ölfarben, aber auch beim Glaserkitt verwendet. Für Mauerwerke werden
meist wäßrige Bindemittel gebraucht oder wäßrige
Kunstharzdispersionen.


Lösungs- und Verdünnungsmittel
Diese Mittel sollen die Anstrichmittel für
die Verarbeitung in eine geeignete Viskosität überleiten. Lackbenzin
oder Testbenzin, Terpentinöl, Xylol eignen sich für lufttrocknende
Lacke, Toluol, Benzol und Alkohole für ofentrocknende Lacke, Ketone und
Ester für physikalisch trocknende Lacke.


Zusatzstoffe
Diese werden den Lacken und Harzen beigegeben, um
Dehnbarkeit oder eine schnellere Trocknung oder bessere Zähigkeit zu
erhalten. Dazu zählen Weichmacher, Silikate oder Trocknungsstoffe,
Härter und Spezialzusätze, wie Netzmittel und Mattierungsmittel
usw.


Anstriche
Man unterscheidet farblose Anstrichstoffe,
transparente Anstrichstoffe und pigmentierte Anstrichstoffe. Das können
Ölfirnisse, Ölfarben, Lackfarben oder auch Lacke, [...]

Du musst angemeldet sein, um das komplette Referate anschauen zu können.

Jetzt bei referate.de anmelden

Oder nutze Facebook Share, um das Referat herunterladen zu können.

share

Nach dem Du die Facebook Share Funktion ausgeführt hast aktualisiert sich die Seite automatisch und Du bekommst das komplette Referat zum Download bereit gestellt.