Nickel-Phosphor-Legierungsschichten
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Chemische Vernickelung
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Was ist die außenstromlose chemische Vernickelung?
Die chemische Vernickelung (auch: Chemisch Nickel) ist ein Verfahren der Nickel-Phosphor-Beschichtung zur Oberflächenveredelung, das bereits seit den 1950er Jahren eingesetzt wird. Neben Aluminium und Stahl sind auch alle weiteren Basismaterialien mittels chemischer Vernickelung optimierfähig. Die Vorteile sind eine hohe Präzision, gleichmäßige Schichtdicke gerade bei Bauteilen mit komplexer Formgebung sowie Seriensicherheit für nahezu alle Metalle. Die Entbehrlichkeit einer externen Stromquelle macht die chemische Vernickelung zusätzlich interessant.
Aalberts surface technologies ist für Sie der richtige Marktpartner für chemische Vernickelung. Mittels modernster Anlagentechnik werden Ihre Bauteile in unseren Werken hochfunktional und wirtschaftlich veredelt.
Metalle veredeln mit DURNI-COAT®
Unsere wichtigste Methode zur funktionellen Veredelung von Metallen durch chemisch vernickeln heißt DURNI-COAT®, kurz: DNC. Sie schützt Metallkomponenten – abgestimmt auf Werkstoff, Bearbeitung und Einsatz – gegen Verschleiß und Korrosion. Aalberts surface technologies hat mit diesem Beschichtungsverfahren zur chemischen Vernickelung mehr als 50 Jahre Praxiserfahrung. Über 350 Millionen Bauteile werden bei uns pro Jahr durnicoatiert.
Die DURNI-COAT®-Schichten sind sehr gut geeignet für Einsatzfälle mit besonderen Anforderungen, denn das Leistungsspektrum reicht von chemischer Beständigkeit, Maßhaltigkeit und optimalem Gleitverhalten über elektrische Leitfähigkeit bis hin zu erhöhter Härte. Zusammengefasst sind folgende positive Schichteigenschaften hervorzuheben:
- hervorragende Korrosionsbeständigkeit
- Erosions- und Kavitationsbeständigkeit
- hohe Verschleißfestigkeit
- Bruchdehnung bis zwei Prozent
- gleichmäßiger Schichtaufbau
- gute Maßhaltigkeit
- ausgezeichnete Härte
- magnetische Eigenschaften
- Kontakt- und Lötfähigkeit
- Leitfähigkeit der Oberfläche
- optimales Gleitverhalten
- gute chemische Beständigkeit
Ablauf des Durnicoatierens
Das Durnicoatieren erfolgt als chemische, außenstromlose Abscheidung. Wir tauchen das Werkstück in eine wässrige Elektrolyt-Lösung mit einem definierten Gehalt an Nickelionen. Im Prozessverlauf reduzieren sich diese Ionen zu Nickelmetall. Chemische Reaktionspartner und Lieferanten der hierzu notwendigen Elektronen sind die in Lösung befindlichen Hypophosphit-Ionen. Sie werden im Verlauf der Reaktion zu Orthophosphit oxidiert. Auf der Oberfläche des Werkstücks bildet sich eine Legierungsschicht mit Nickel- und einem Phosphoranteil. Diese Schicht schützt das Werkstück wirksam gegen Verschleiß und Korrosion. Für die funktionelle Eigenschaft der Schicht ist der Phosphorgehalt entscheidend und in bestimmtem Maße variabel, sodass dieser auf individuelle Anwen-dungsfälle angepasst werden kann.
Charakteristisch für unsere vielseitigen Chemisch Nickel DURNI-COAT®-Verfahren ist die gleichmäßige und konturengetreue Schichtabscheidung selbst auf geometrisch komplexen Werkstoffen. Somit erfolgt auch auf Kanten und Vertiefungen, zugänglichen Hohlräumen sowie Bohrungen eine gleichmäßige Beschichtung. Dies ist ein Vorteil insbesondere gegenüber galvanisch abgeschiedenen Schichten. Die gleichmäßige DURNI-COAT®-Schicht lässt enge Schichtdickentoleranzen zu: Üblich sind Toleranzen von ±10 Prozent der geforderten Schichtdicke, mindestens jedoch ±3μm.
Einsatzgebiete für DURNI-COAT®
Chemisch vernickeln mit DURNI-COAT®wird in vielen Branchen wie beispielsweise in derAutomobilindustrie, in der chemischen Industrie, in der Elektrotechnik, im Maschinenbau, in der Textilindustrie und im Bereich Flugzeugbau eingesetzt.
Auch für einen Einsatz im Bereich der Lebensmittelindustrie können durnicoatierte Oberflächen geeignet sein, dies unterliegt aber besonderen Vorgaben, u.a. VO (EG) 1935/2004 und VO (EG) 2023/2006. Mehr Informationen zu Voraussetzungen und Bedingungen finden Sie hier.
Die Palette der DURNI-COAT®– veredelbaren Grundwerkstoffe umfasst die meisten in der Technik eingesetzten Metalle:
- alle niedriglegierten ferritischen Stähle
- Eisenguss-Werkstoffe
- Edelstähle
- Buntmetalle wie Kupfer, Messing und Bronze
- Aluminium-Legierungen
- Sintermetall-Werkstoffe
- weitere Werkstoffe nach vorangegangenen Musterbeschichtungen
Übliche Schichtdicke von DURNI-COAT®
Bei dem Einsatz von DURNI-COAT®-Schichten als Löthilfe sind Schichtdicken von 2 bis 5 μm ausreichend. Bei der Wahl der DURNI-COAT®-Varianten und der Schichtdicke sind darüber hinaus Korrosionsbedingungen, Art und Beschaffenheit des Grundwerkstoffes und seiner Oberfläche, das Tribosystem und die erforderliche Lebensdauer zu berücksichtigen.
Für Verschleiß- und Korrosionsbeanspruchungen ist nach DIN EN ISO 4527 folgende Schichtdickenverteilung üblich:
- milde Beanspruchungen
- 5 bis 10 μm (Verschleißbeanspruchung)
- 2 bis 10 μm (Korrosionsbeanspruchung)
- mäßige Beanspruchungen
- 10 bis 25 μm
- starke Beanspruchungen
- 25 bis 50 μm
- sehr starke Beanspruchungen
- 50 μm
PTFE-DURNI-DISP besondersverschleißfest und gleitfähig
Die PTFE-DURNI-DISP-Oberflächenveredelung besteht aus einer außenstromlos (chemisch) abgeschiedenen Nickel-Phosphor-Legierungsschicht nach dem DURNI-COAT®-Verfahren, in die gleichmäßig und homogen verteilt PTFE-Gleitstoffpartikel eingelagert sind.
Die Dispersionsschicht vereinigt die Eigenschaften der DURNI-COAT®-Schicht und des PTFEs. Die Korrosionsbeständigkeit und Härte der reinen DURNI-COAT®-Schichten werden durch die dispergierten Gleitstoffe beeinträchtigt, die tribologischen Eigenschaften jedoch wesentlich verbessert.
Durch einige EU-Mitgliedstaaten wurde ein Verbotsentwurf einer ganzen Gruppe von fluorhaltigen Verbindungen und Polymeren erarbeitet, worunter z.B. auch PTFE fallen würde. Aktuelle Infos: Hier.
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Kurzinformation DURNI-COAT®
Prospekt DURNI-COAT®
Metalle veredeln mit NEDOX®
Auch beim chemischen vernickeln mit dem NEDOX®-Verfahren bringen wir eine Nickel-Phosphor-Legierung auf die Metalloberfläche auf. Diese Schicht enthält unzählige Poren, gebildet durch eine Reihe von patentierten Fertigungsschritten. Kontrolliertes Diffundieren von Polymeren sorgt für eine Verdichtung der Oberfläche. In der Endphase des NEDOX®-Prozesses sind die Polymere vollständig in die Oberfläche integriert. Die Schicht wird konturengetreu und gleichmäßig abgeschieden.
Das NEDOX®-Verfahren erzeugt eine harte, glatte und selbstschmierende Oberfläche mit einem hohen Verschleiß- und Korrosionsschutz. NEDOX®ist äußerst chemisch beständig und hat permanente Anti-Haft- und antistatische Eigenschaften. Während der verschiedenen Prozessstufen des NEDOX®-Verfahrens gibt es zahlreiche Variablen, die gesteuert werden können, um verschiedene Oberflächeneigenschaften zu verbessern.
Einsatzgebiete für NEDOX®
NEDOX®ist ein vielfältiges Produkt und wird häufig alsIndustriebeschichtungin der Automobilindustrie, in der Energietechnik (Öl und Gas), in der Halbleiterindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, in der pharmazeutischen Industrie und im Bereich Pneumatik eingesetzt.
NEDOX®eignet sich zur Beschichtung vielerlei Werkstoffe, darunter
- niedrig legierte ferritische Stähle,
- Eisenguss-Werkstoffe,
- Edelstähle,
- Buntmetalle wie Kupfer, Messing oder Bronze,
- Aluminium-Legierungen,
- Sintermetall-Werkstoffe und
- weiterer Werkstoffe, sofern die Eignung mittels Musterbeschichtung bestätigt wurde.
Wichtige Eigenschaften von NEDOX®-Schichten
Bei Aalberts surface technologies können wir beim chemisch vernickeln verschiedene Schichtvarianten von NEDOX® mit individuellen Eigenschaften erzeugen. Zugeschnitten auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung stehen folgende Eigenschaften (auch kombiniert) im Vordergrund:
- Antihaft-Eigenschaften
- Beständigkeit gegen UV-Strahlung
- chemische Beständigkeit
- Geräuschreduzierung
- Gleiteigenschaften
- Korrosionsschutz
- Schutz gegen das Anhaften von Klebeband und Leim
- Temperaturbeständigkeit
- Verschleißschutz
Reibwerterhöhende Schichten DNC® SIC 9, SIC + und SIC 35
Für Anwendungen zur reibschlüssigen Moment- und Kraftübertragung bieten wir eine zuverlässige Lösung durch gezielte Funktionalisierung der relevanten Oberflächenbereiche an. Die hierzu außenstromlos (chemisch) aufgebrachten Nickelüberzüge mit eingelagerten Hartstoffpartikeln ermöglichen eine signifikante Erhöhung des resultierenden Reibwerts zwischen zwei Kontaktpartnern. In reibschlüssigen Verbindungen können somit höhere Kräfte oder Momente übertragen werden, ohne dass die Flächenverhältnisse oder die Dimension der Komponenten vergrößert werden müssen.
Die Funktion des Reibschlusses wird über die eingelagerten Siliziumkarbid-Partikel (SiC) sichergestellt. Je nach Anwendungsbedingungen und Grund- und Gegenkörpern können auf diese Weise Reibwerte von über 0,5 erreicht werden. Durch den Einbau der SiC-Partikel wird gleichzeitig auch die Verschleißbeständigkeit der Schicht erhöht.
Ein Vorteil der außenstromlosen Metallabscheidung besteht gegenüber galvanischen Verfahren in der gleichmäßigen und nahezu geometrieunabhängigen Schichtdickenverteilung, der auch bei dieser Verfahrensvariante bestehen bleibt. Die verwendeten Siliziumkarbid-Partikel weisen eine hohe Härte (bis 2.500 HV) und Temperaturbeständigkeit (bis nahezu 2000 °C) auf. Zudem sind sie chemisch auch bei hohen Temperaturen sehr beständig und ökologisch sowie regulatorisch unbedenklich.
Die Schichten haben sich in diversen Anwendungen und Branchen bereits mehrfach bewährt und werden von unseren Fachleuten im Werk in Eindhoven nach genauesten vorab definierten Anforderungen für unsere Kunden appliziert.
Branchen
Häufig gestellte Fragen
Alle metallischen Grundwerkstoffe, also Stahl, hochlegierte-/Edelstähle, Aluminium, Buntmetalle (Kupfer, Messing, Bronze), Zink-Druckguss sowie weitere Werkstoffe nach vorangegangenen Musterbeschichtungen lassen sich chemisch vernickeln.
Für den Haupt-/Beschichtungsprozess nicht (chemisch Nickel), kann jedoch für die Vorbehandlung einiger Werkstoffe notwendig sein (Edelstahl, Zink-Druckguss, Buntmetall).
- Sehr gleichmäßige Schichtdickenverteilung auch an geometrisch ungünstig gelegenen Stellen am Bauteil
- Optimale Kombination von Verschleiß- und Korrosionsschutz
- Elektrische Leitfähigkeit und edelstahlartige Optik
Je nach Anwendungsfall zwischen 5µm bis 50µm. In Ausnahmefällen auch bis 100µm möglich (mit besonderer Gestelltechnik).
Charakteristisch für unsere vielseitigen Chemisch Nickel DURNI-COAT®-Verfahren ist die gleichmäßige und konturengetreue Abscheidung der Legierungsschicht selbst auf geometrisch komplexen Werkstoffen.
Verfahrensstandorte
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