Krümmling, Franz: Untersuchung von Vorbehandlungsmöglichkeiten zur Erleichterung der galvanischen Abscheidung auf nitriertem Stahl und Optimierung eines Verfahrens zur Beschichtung von Selektivlötdüsen

Abstract in Deutsch:

In dieser Arbeit wird die Oberflächenveränderung von nitriergehärteten Stählen während der für die Galvanisierung erforderlichen Vorbehandlungsschritte analysiert. Gleichzeitig wird gezeigt, dass es möglich ist, nitrierbehandelte Stähle für die Galvanisierung vorzubereiten. Oberflächenbehandlungen wie das Nitrieren verändern die Oberflächenzusammensetzung von Stählen und damit die Leitfähigkeit/Oberflächenaktivität. Im Allgemeinen wird diese Oberflächenbehandlung durchgeführt, um Werkstoffe zu härten, ohne dass die Gefahr von Maßveränderungen besteht. Bei einer Selektivlötanwendung verringert sie die Auflösung von Material in das heiße Flüssiglot während des Betriebs der Selektivlötanlage und verbessert gleichzeitig die Benetzungsfähigkeit der verwendeten Düse. Nitrierter Stahl wird verwendet, um die Lebensdauer und Benetzbarkeit von Selektivlötdüsen zu erhöhen. In dieser Umgebung benetzt das flüssige Lot die Oberfläche der Düse und ermöglicht so die Kontrolle des Lotflusses während des Lötvorgangs. Zur Vorbereitung und optimalen Aktivierung der nitriergehärteten Stahloberflächen für die Galvanisierung wurden im Rahmen der Arbeit eine Reihe von chemischen und elektrochemischen Vorbehandlungsschritten im Labormaßstab untersucht. Messungen des Massenverlustes lieferten eine Schätzung der Dicke des durch die Säurebeizung entfernten Materials. Die Rasterelektronenmikroskopie wurde genutzt, um die Veränderungen der Oberfläche durch die Vorbehandlung zu beurteilen. Messungen des Leerlauf- bzw. Ruhepotentials dienten zur Messung der Oberflächenaktivität vor der Vorbehandlung und der Veränderung der Oberflächenleitfähigkeit/-aktivität nach der Behandlung. Nanoindentationsmessungen wurden eingesetzt, um die Veränderung der Oberflächenhärte infolge der Gasnitrierbehandlung zu bewerten. Die optische Emissionsspektroskopie mittels Glimmentladung wurde zur Untersuchung des Tiefenprofils der Elemente in nitrierten Proben angewendet. Die Laborarbeiten wurden zum einen im Galvaniklabor für verfahrenstechnische Untersuchungen an Proben durchgeführt, zum anderen war der Einsatz von analytischen Messverfahren zur begleitenden Proben- und Materialanalyse, wie sie in der Oberflächentechnik üblich sind, Gegenstand der Arbeiten. Die Ergebnisse können zur Entwicklung optimalerer Vorbehandlungsverfahren für die Galvanisierung nitrierter Stähle genutzt werden.