Galvanische Oberflächenbehandlung: Präzision im Tausendstelmillimeterbereich

Die meisten Menschen sehen eine galvanische Beschichtung nie. Sie bildet eine 0,1 bis 20 Mikrometer dicke Schicht auf Kontakten, Pins und Bauteilen in Produkten, die wir täglich verwenden. Ohne diese Schicht würde der Stecker Ihrer Ladestation jedoch Hitze erzeugen, die Leiterplatte im Windkraftanlagen-Controller korrodieren und der Lötprozess im Werk fehlschlagen.

Wir bei Chem-Tec Plating beschäftigen uns seit 1986 mit galvanischer Oberflächenbehandlung. In diesem Artikel geben wir einen Überblick über die Möglichkeiten dieser Technologie, unsere Beschichtungsangebote und warum die Wahl des Metalls selten so einfach ist, wie es scheint.

Wie ein galvanischer Prozess funktioniert

Das Prinzip ist klassisch elektrochemisch. Das Werkstück wird in einen Elektrolyten mit Metallionen eingetaucht, und beim Anlegen eines Stroms scheiden sich die Ionen als feste Metallschicht auf der Oberfläche ab. Durch die Steuerung von Stromstärke, Zeit, Temperatur und Badzusammensetzung lässt sich die gewünschte Schichtdicke mit hoher Genauigkeit erzielen.

Es klingt einfach, und das Grundprinzip ist über 180 Jahre alt. Die Schwierigkeit liegt in den vielen notwendigen Schritten: der Vorbehandlung, der Wahl der Grundierung, der Haftung auf dem jeweiligen Untergrund und dem Nachweis, dass die Schicht tatsächlich die in der Zeichnung geforderte Dicke und die benötigten Eigenschaften aufweist. Hier macht Erfahrung den Unterschied.

Gold: Reines 24-karätiges oder haltbares Hartgold

Gold ist die naheliegende Wahl, wenn ein niedriger Kontaktwiderstand und eine über viele Jahre stabile Verbindung erforderlich sind. Deshalb wird es in den meisten professionellen Elektronikgeräten für Kontakte, Stecker, Federn und Leiterplatten verwendet.

Wir bieten drei Arten an. Weichgold und Antikgold bestehen aus reinem 24-karätigem Gold. Weichgold wird hauptsächlich für Elektronik verwendet, während Antikgold einen helleren Farbton aufweist und typischerweise für dekorative Zwecke gewählt wird, beispielsweise für Gegenstände, die Messing imitieren sollen. Hartgold wird mit etwa 0,2 Prozent Nickel oder Kobalt legiert, um eine Härte von ca. 160 HV zu erreichen, und ist das Standardmaterial für Kontakte. Alle drei werden üblicherweise in Schichtdicken von 0,1 bis 2,5 Mikrometern aufgetragen.

Gold wird fast immer auf eine Nickelgrundierung aufgetragen, die je nach gewünschtem Endergebnis matt oder glänzend sein kann. Mit diesem Schichtaufbau lassen sich Stahl, Edelstahl, Aluminium und Zinnbronze beschichten.

Silber: Der beste Anführer im Periodensystem

Silber leitet Strom und Wärme besser als Gold und ist zudem deutlich günstiger. Daher eignet es sich hervorragend für Hochspannungsanwendungen, bei denen der Kontaktwiderstand gering sein muss, sowie für HF-Schaltungen. Silber ist außerdem lötbar und sehr duktil, sodass die Beschichtung beim Bearbeiten des Werkstücks mitläuft.

Silber läuft mit der Zeit an, da es mit Schwefelverbindungen in der Luft reagiert. Durch eine Passivierung nach der Beschichtung lässt sich dieser Prozess jedoch verzögern. Unsere Silberbeschichtungen dienen hauptsächlich technischen Zwecken und werden typischerweise in einer Stärke von 3 bis 20 Mikrometern auf Stahl, Kupfer, Messing und – mit einer chemischen Nickel-Zwischenschicht – auch auf Aluminium aufgebracht.

Tin: Unterschätzt und unverzichtbar

Zinn sorgt selten für Schlagzeilen, ist aber eine der am weitesten verbreiteten Funktionsbeschichtungen. Es schützt vor Korrosion, bietet gute Kontakteigenschaften und ist hervorragend lötbar. Daher findet man verzinnte Teile in Schaltschränken, Offshore-Anlagen und überall dort, wo im Produktionsprozess gelötet werden muss.

Wir bieten Zinn in matter und glänzender Ausführung an, typischerweise in einer Stärke von 5 bis 15 Mikrometern, oft mit einer Grundierung aus Nickel oder Kupfer. Zinn kann unter anderem auf Eisen, Messing, Kupfer und Aluminium aufgebracht werden.

Nickel, Chrom und Kupfer: Der Rest der Farbpalette

Neben Edelmetallen und Zinn umfasst unser Galvanisierungsprogramm Nickel-, Perlnickel-, Schwarznickel-, Anthrazitnickel-, Zinn-Nickel-, Chrom-, Schwarzchrom- und Kupferbeschichtungen. Die Nickelvarianten reichen von rein funktionalen bis hin zu dekorativen Anwendungen, wobei schwarze und anthrazitfarbene Oberflächen für Design- und Instrumentierungsanwendungen gefragt sind. Kupfer wird häufig als leitfähige Zwischenschicht oder zum Aufbau der Schichtdicke vor dem Aufbringen der endgültigen Beschichtung verwendet.

Die Kombination ist entscheidend. Eine fertige Oberfläche besteht selten aus nur einem Metall, sondern aus einer Struktur mehrerer Schichten, wobei jede Schicht ihre Aufgabe erfüllt: Haftung, Leitfähigkeit, Korrosionsschutz, Oberflächenbeschaffenheit.

Bandmaschine: Wenn Gegenstände in Kilometern gezählt werden.

Bei gestanzten oder glatten Metallstreifen, beispielsweise für Stifte, Kontakte, Antennen und Federn, ist es oft sinnvoller, den Streifen vor dem Ausstanzen der Teile zu beschichten. Dieses Verfahren nennt man Rolle-zu-Rolle-Beschichtung, und wir führen es auf zwei Linien durch.

Die Stärke des Verfahrens liegt in seiner Selektivität. Wir können partiell beschichten, beispielsweise von einer Kante in kontrollierter Tiefe oder streifenförmig entlang des Bandes, und wir können auch nur eine Seite beschichten. Gold wird nur dort benötigt, wo tatsächlich Kontakt stattfindet. Dies spart Edelmetall, und diese Einsparung ist bei voller Produktionsmenge nicht zu vernachlässigen.

Wir beschichten Materialien wie Stahl, Edelstahl, Zinnbronze, Kupfer, Messing und Neusilber mit Nickel-, Zinn-, Gold-, Silber- und Kupferstreifen. Kupfer, Silber und Gold werden in Breiten bis zu 80 mm, Nickel und Zinn bis zu 120 mm verarbeitet. Die Skalierung ist flexibel: Wir fertigen Teststreifen bis zu 20 Metern Länge zur Validierung neuer Produkte und produzieren mehrere Kilometer für den späteren Einsatz.

Von einem Thema zu vielen Millionen

Unsere Produktionsanlage ist für die Verarbeitung von Serien jeder Größenordnung ausgelegt. Ob Prototyp für die Entwicklungsabteilung, Zwischenserie für die Pilotproduktion oder Millionenserie in einer Trommel – die Möglichkeiten sind vielfältig. Das bedeutet, dass die Beschichtung, die an den ersten zehn Teilen validiert wurde, auch für das zweimillionste Teil verwendet wird.

Und Sie müssen die Wahl der Beschichtung nicht allein treffen. Unsere Spezialisten beraten Sie, welche Struktur die Anforderungen an Funktionalität, Haltbarkeit und Optik am besten erfüllt, und unser eigenes Labor dokumentiert, dass das Ergebnis den Vorgaben der Zeichnung entspricht.

Die Wahl der Oberflächenbehandlung ist selten eindeutig. Senden Sie Ihre Zeichnung an info@chemtec.dk Oder rufen Sie uns unter 75 67 92 92 an, und wir werden die Aufgabe beurteilen und Ihnen die Teamstruktur vorschlagen, die sie am besten löst.