Einstellbare Funktionen

Breites Eigenschaftsspektrum sichert Chemisch-Nickel zahlreiche Anwendungen bei der Werkzeugbeschichtung. Spritzgießwerkzeuge für die Kunststoffverarbeitung sind komplex aufgebaute Gebilde. So...

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

WITTENSTEIN SE

Würth Industrie Service GmbH & Co. KG

Spritzgießwerkzeuge für die Kunststoffverarbeitung sind komplex aufgebaute Gebilde. So muss der Werkzeugbauer bei der Planung und Herstellung die wirtschaftliche Fertigung der Kunststoffteile und die Werkzeugstandzeit gewährleisten. Die Bauteiloberflächen unterliegen im Produktionsprozess vielfachen Belastungen und Angriffen. Ihr Schutz hat somit große wirtschaftliche Bedeutung. Mit Chemisch-Nickel-Schichten sind die Oberflächeneigenschaften – abgestimmt auf die jeweilige Anwendung – in einem weiten Bereich veränderbar.Die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit und Bearbeitbarkeit beeinflussen die Werkstoffauswahl bei Werkzeugen und Bauteilen. Der gezielte Schutz einer Oberfläche – beispielsweise vor Korrosion, Verschleiß, Anhaftungen und Kratzern – kann durch gezieltes Beschichten gewährleistet werden. Mit den Chemisch-Nickel-Verfahren lassen sich die Oberflächeneigenschaften gezielt vorwählen, Stahl und NE-Werkstoffe können verzugsfrei beschichtet werden. Die Abscheidung der Chemisch-Nickel-Schichten geschieht aus wässrigen Lösungen bei einer Maximaltemperatur von 90 °C. Das Besondere im Vergleich zu allen anderen Beschichtungsverfahren ist: Die Schichten werden absolut gleichmäßig auch in Bohrungen und Rippen abgeschieden (Bild 1). Die Schichtdicken lassen sich im Voraus festlegen. Je nach Anforderungsprofil gibt es unterschiedliche Chemisch-Nickel-Verfahren. So bieten die hochphosphorhaltigen Schichten einen extremen Korrosionsschutz sowohl im Konturbereich als auch bei der Werkzeugtemperierung. Ist Verschleißschutz gefragt, werden Schichten mit niedrigem Phosphoranteil, so genannte Hart-Chemisch-Nickel-Schichten eingesetzt. Stehen die Gleiteigenschaften im Vordergrund oder soll die Entformbarkeit bei der Verarbeitung bestimmter Kunststoffe verbessert werden, können Chemisch-Nickel-Dispersionsschichten verwendet werden. Bei diesen Schichten wird beim Beschichtungsvorgang gleichzeitig ein Feststoff abgeschieden. Bei den Chemisch-Nickel-PTFE- und Chemisch-Nickel-Bornit-Schichten liegt der Reibwert unter 0,1.Maßkorrekturen gehören mittlerweilse zum Alltag in der Produktion. Nickel-Schichten sind optimale Hilfen, wenn schnell und wirtschaftlich ein fehlendes Maß verzugsfrei korrigiert werden muss. Mit den „chemischen“ Verfahren kann auf ein vorgegebenes Fertigmaß beschichtet werden, die maximale Schichtdicken liegen bei 200 µm. Ist ein Maßausgleich bis hinauf in den Millimeterbereich gefragt, kommt Galvanisch-Nickel als Alternative zum Schweißen zum Einsatz. Verfahrensbedingt kommt es dabei zum Kantenaufbau.Auch auf komplexen Geometrieflächen wie Gewinden kann mit Hart- oder Hochglanz-Chemisch-Nickel auf das gewünschte Fertigmaß beschichtet werden. Eine Nacharbeit ist außer in den Übergangsbereichen nicht notwendig. In Bild 2 wurde an Gewindekernen ein Maßverlust mit 85 µm Hochglanz-Chemisch-Nickel ausgeglichen. Die Genauigkeit bei der Abscheidung beträgt 63% der Schichtdicke.Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften von Oberflächen dienen Chemisch-Nickel-PTFE und Chemisch-Nickel-Bornit. Der wesentliche Vorteil beider Beschichtungen ist: Während des Beschichtungsprozesses wird ein Feststoffschmiermittel feinverteilt in die Nickelmatrix eingebaut. Aufgrund der dadurch erreichten optimierten Eigenschaften hat sich diese Beschichtungsvariante als Entformungshilfe in der Kunststoffverarbeitung und als Gleitbeschichtung durchgesetzt (Bild 2). Trennmittel zu ersetzen spielt nicht nur bei wirtschaftlichen Überlegungen eine Rolle. Werden die Artikel bedruckt oder wird für die Medizintechnik produziert, verbietet sich deren Verwendung. So konnte bei der Herstellung von weißen Polypropylenteilen durch das Beschichten der Formkontur mit 8 µm Chemisch-Nickel-PTFE auf den Einsatz von Trennmittel ganz verzichtet werden.Ob empfindliche Oberflächen oder vorhandene Oberflächenstruktur: Wie sich diese Einflüsse auf das Entformungsverhalten einer Werkzeugoberfläche auswirken, ist in der Kunststoffverarbeitung von vielen Faktoren abhängig: etwa vom verarbeiteten Werkstoff, den Prozessparametern oder der Oberflächenrauigkeit. Die aufgeführten Erfahrungen können wichtige Grundlage für eine bessere Wirtschaftlichkeit sein.