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Schutzschichten verbessern Aluminiumhärte
Wegen seiner mechanischen Eigenschaften ist Stahl der am häufigsten verwendete Werkstoff im Formebau. Der Einsatz des Werkstoffs Aluminium gewinnt aus wirtschaftlichen Gründen aber immer mehr an Bedeutung. Ein Hauptargument gegen Aluminium war bisher die fehlende Härte und – daraus resultierend – die geringere Standzeit der Formen. Durch Beschichten mit Chemisch-Nickel können der Verschleiß- und Korrosionsschutz von Aluminiumlegierungen jedoch gesteigert und die Standzeiten der Formen erhöht werden! Das zeigt eine Untersuchung der Firmen Corus Aluminium Walzprodukte, Koblenz, und dem Beschichtungsexperten Novoplan, Aalen.
Unter die Lupe genommen wurden die Aluminium-Legierungen AlMg4,5Si1Mn Giantal, AlCu6,5Mn0,3 Weldural und AlZnMgCu2 Hokotol. Als Beschichtungen wurden verschiedene Chemisch-Nickel-Schichten im Abscheide- und im getemperten Zustand eingesetzt. Gemessen, dokumentiert und beurteilt wurden Schichtverteilung und Härte. Die Haftfestigkeit wurde ermittelt, indem die beschichteten Proben auf 150 °C erwärmt und in kaltem Wasser abgeschreckt wurden. An keinem der Probenstücke traten Schichtbeeinträchtigungen auf! Die Abscheidung der Chemisch-Nickel-Schichten geschieht bei maximal 90 °C absolut ohne Wärmeverzug. Die Beschichtung erfolgt planparallel auch in Bohrungen und Rippen, es kommt zu keinem Kantenaufbau.
Die klassische Legierung Giantal AlMg4,5Si1Mn hat eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitung (120 W/mK). Ihre Härte beträgt 70 HB (85 HV0,2). Durch Hart-Chemisch-Nickel HCN wurden im Abscheidezustand 800 bis 941 HV0,2 gemessen; mit HCN etempert (Wärmebehandlung bei 300°C) gar 1000 bis 1165 HV0,2. Auch eine fotogeätzte Oberfläche wurde planparallel beschichtet.
Weldural AlCu6,5Mn0,3 ist eine eher universelle Legierung. Sie hat eine hohe Festigkeit und ist hochtemperaturbeständig. Ihre Härte beträgt 130 HB (170 HV0,2). Mit HCN beschichtet, steigert sich die Härte auf 780-860 HV0,2; mit HoCN zwischen 700 und 755 HV0,2. Untersucht wurde ebenfalls eine Doppelbeschichtung aus Hochglanz-Chemisch-Nickel und Chemisch-Nickel-Bornit. In der Praxis wird diese Kombination als Reparaturbeschichtung und zur Verbesserung der Gleitfähigkeit eingesetzt.
Die Legierung Hokotol AlZnMgCu2 besitzt höchste Festigkeit. Ihre Härte liegt bei 180 HB (215 HV0,2). Mit Hart-Chemisch-Nickel HCN überzogen, wurden 825 bis 965 HV0,2 gemessen. Die Doppelbeschichtung Hochglanz-Chemisch-Nickel und Chemisch-Nickel-PTFE dient in der Praxis als Reparaturbeschichtung kombiniert mit einer Antihaftbeschichtung als Entformungshilfe.
Die Untersuchungen sowie auch praktische Erfahrungen belegen, dass durch Beschichten von Aluminiumlegierungen mit Chemisch-Nickel der Verschleißschutz entscheidend verbessert wird. Die Chemisch-Nickel-Schichten bieten zudem optimalen Korrosionsschutz vor Wasser sowie sauren und alkalischen Reinigern. Die Härtesteigerung durch das Beschichten mit Hart-Chemisch-Nickel ist gegenüber dem Hartanodisieren um ein Vielfaches höher. Unabhängig von der Legierung werden durchschnittliche Härtewerte von 820 HV erreicht; getempert wird eine Schichthärte von 1.100 HV erzielt.ms
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