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DGO-Fachausschuss Chemische Metallabscheidung begleitet ein FuE-Förderprojekt zur Wärmebehandlung von Chemisch-Nickel-Schichten

Chemisch abgeschiedene Nickel-Phosphor-Legierungen sind aufgrund ihrer einstellbaren Schichteigenschaften vielseitig anwendbar. Sie können daher sowohl zum Korrosions- als auch zum Verschleißschutz eingesetzt werden. Möglich wird dies durch variable Phosphorgehalte und die Möglichkeit der Wärmebehandlung, die zu einer Ausscheidungshärtung der Schichten führt.

Bildauszug: Härtesteigerung durch Wärmebehandlung in Abhängigkeit vom Phosphorgehalt.

Der DGO-Fachausschuss Chemische Metallabscheidung unter Leitung von Dr. Ingolf Scharf setzt sich daher seit vielen Jahren intensiv mit unterschiedlichen Aspekten des Verfahrens bzw. der Schichten auseinander. So standen bei den letzten Treffen unter anderem Themen wie die exakte Phosphorgehaltsanalyse, sowie die Identifizierung neuer Anwendungsmöglichkeiten im Mittelpunkt der FA-Aktivitäten. Außerdem begleitet der FA ein FuE-Projekt, das auf eine erhöhte Verschleißbeständigkeit der NiP-Schichten durch Anwendung eines optimierten Wärmebehandlungsprozesses abzielt. Das Projekt im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) trägt den Titel „Verschleißprognose für gemischte tribologische Belastungen von außenstromlos abgeschiedenen und wärmebehandelten Ni/P-Schichten“ und wird von der TU Chemnitz umgesetzt.

Dominik Höhlich, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Chemnitz, erläuterte die Hintergründe des Vorhabens anlässlich des letzten (virtuellen) FA-Treffens am 19. Mai 2021: „Da praktisch keine umfassende und vor allem vollständige Datenbasis für Verschleißbeanspruchungen aller Art existiert, werden die Schichten oftmals im Zustand höchster Härte eingesetzt. Bekanntermaßen besitzen die Schichten dann aber die geringste Duktilität und verhalten sich somit spröde. Das ist nicht für jede Verschleißart optimal.“ so Höhlich. „In der Fachliteratur werden zum Verschleißschutz Schichten mit niedrigen Phosphorgehalten (Low-Phos-Schichten) empfohlen, was aber mit den Erfahrungen vieler Unternehmen nicht übereinstimmt“, so Höhlich weiter.

Grundsätzlich ist das Vorhaben darauf ausgerichtet, das Verschleißverhalten für die relevanten Grundverschleißarten Adhäsion, Abrasion, Furchung und plastische Deformation in Abhängigkeit des Phosphorgehaltes und des Wärmebehandlungsregimes systematisch zu ermitteln. Die Ergebnisse sollen anschließend in ein anwenderorientiertes Vorhersagemodell einfließen, um für praxisrelevante Beanspruchungen den optimalen Phosphorgehalt sowie den zugehörigen Wärmebehandlungsprozess vorab auswählen zu können. Siehe auch Interaktiver Wärmebehandlungskatalog auf der Website der TU Chemnitz und darin den Bildauszug: Härtesteigerung durch Wärmebehandlung in Abhängigkeit vom Phosphorgehalt.

Ein weiteres Betätigungsfeld des Fachausschuss Chemische Metallabscheidung ist die fortlaufende Pflege einer Wikipedia-Seite über Chemisch-Nickel-Schichten. Das nächste Treffen findet voraussichtlich im Herbst als Präsenzveranstaltung bei Collini in Dresden statt.

Zur Webseite des Fachausschusses Chemische Metallabscheidung