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Oberflächentechnik

Oxidkeramische Schichten für Leichtmetalle

| Redakteur: Sandra Häuslein

Das Werk Berlin der AHC Oberflächentechnik GmbH ist Spezialist für so genannte plasmachemische Verfahren, die unter dem Markennamen Kepla-Coat (für Aluminium und Titan) bzw. Magoxid-Coat (für Magnesium) am Markt eingeführt sind. Diese Beschichtungsverfahren sollen zu weißen, verschleiß- und korrosionsbeständigen oder auch zu schwarzen, stark Licht absorbierenden Oxidkeramik-Schichten führen.

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Magnesium-Bauteil: Links vor und rechts nach der plasmachemischen Beschichtung.
Magnesium-Bauteil: Links vor und rechts nach der plasmachemischen Beschichtung.
(Bild: AHC)

Sowohl für die plasmachemischen Verfahren Kepla-Coat als auch Magoxid-Coat verfügt das Werk Berlin der AHC Oberflächentechnik GmbH über eine industrielle Großanlage mit kompletter Vor- und Nachbehandlung. Die Anlage wird vollautomatisch prozessgesteuert und hat ein Elektrolytvolumen von 2,8 m3. Es können Bauteile bis 2 m Länge in der Großserie oder als Einzelstücke beschichtet werden. Eine neue, vollautomatische Anlage für Magoxid-Coat schwarz ist für die Serienproduktion, vor allem für die Automobilindustrie, geplant.

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Schichten wachsen teilweise in das Metall hinein

Die Beschichtungsverfahren benötigen Salzlösungen als Elektrolyte und eine äußere Stromquelle. Das zu beschichtende Werkstück, das aus einer Aluminium-, Titan- oder Magnesium-Legierung besteht, wird dabei als Anode geschaltet. Die Oberfläche des Werkstückes wird über Plasmaentladungen im Elektrolyten in eine weitgehend kristalline Schicht umgewandelt, die aus Oxiden des entsprechenden Grundmaterials gebildet wird. Die Schichten wachsen bei ihrer Entstehung teilweise in das Metall hinein und sollen dadurch eine sehr hohe Haftfestigkeit aufweisen. Die Schichten zeigen laut Unternehmen eine hervorragende Dauerschwingfestigkeit. Die Festigkeit des Grundmaterials wird nicht oder nur gering beeinträchtigt. Die Kepla-Coat-Schicht ist kurzzeitig bis 2000 °C temperaturbelastbar, bei Titanwerkstoffen als Grundmaterial dauerhaft bis 700 °C.

Motivation für den Einsatz von Leichtmetallen ist, Bauteilgewicht einzusparen. Magnesium-Legierungen bieten zudem Vorteile im Gießprozess. Es lassen sich feinere Strukturen erzeugen. Die plasmachemischen Verfahren sollen für verschleiß- und korrosionsfeste Oberflächen (weiße Varianten) bzw. für UV-beständige und Licht absorbierende Schichten (schwarze Verfahren) sorgen. Der Lichtabsorptionsgrad der schwarzen Oberflächen liegt über 95 %.

Korrosionsfest oder UV-beständig

Kepla-Coat weiß wird überwiegend für Maschinenbauteile eingesetzt, und eignet sich für Sonderanwendungen, dort wo andere Schichten etwa auf Grund mangelnder Dauerschwingfestigkeit versagen. Kepla-Coat schwarz wird dort verwendet, wo eine sehr gute UV-Beständigkeit und eine hohe Lichtabsorption gefordert werden. Eine „Spezialität“ der Berliner ist die einseitige Beschichtung von 50 μm dünnen Titan-Folien mit Kepla-Coat schwarz und die anschließende Beklebung von Bauteilen mit diesen Folien. Mit Magoxid-Coat weiß werden Magnesium-Bauteile beschichtet, um sie vor Verschleiß und Korrosion zu schützen. Magoxid-Coat weiß kann auch nachträglich lackiert werden (u. a. Felgen für Sportwagen, Fahrräder und Rollstühle). Magoxid-Coat schwarz kommt zum Einsatz, wenn für Magnesium-Bauteile eine sehr gute Lichtabsorption und eine hohe UV-Beständigkeit gefragt sind. (sh)

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