Metall

Oberflächentechnik

Dauerhafte Verbesserung metallischer Oberflächen mit Galvanisierung 

Die Galvanisierung nutzt positive Eigenschaften eines Elektrolyten, bietet eine bessere Optik und verbessert insgesamt die Eigenschaften eines Werkstücks. Nachdem das Werkstück vorbereitet wurde, kann die Galvanisierung mit mehreren Techniken erfolgen.

Verbesserte Oberflächeneigenschaften erreichen durch die Galvanisierung

Die Galvanisierung hat bereits eine lange Geschichte hinter sich. Namensgeber der Galvanisierung war der italienische Physiker, Arzt und Naturforscher Luigi Galvani, der Entdecker der galvanischen Elektrizität. Als Begründer der Galvanotechnik gilt jedoch Moritz Hermann von Jacobi, der auf elektrolytischem Weg Kopien von Münzen fertigte und um 1838 das Buch „Die Galvano-Plastik“ veröffentlichte. Voraussetzung für die Galvanisierung ist, dass ein Nichtleiter in einen Leiter verwandelt wird. 

Das Prinzip der Galvanotechnik

Unabdingbare Voraussetzung für die Galvanisierung ist, dass ein Nichtleiter zu einem Leiter gemacht wird. Zuerst wird von einem Objekt eine Form gefertigt und mit einem Nichtleiter, beispielsweise heißem Wachs, ausgegossen. Um aus diesem Werkstück einen elektrischen Leiter zu machen, wird es mit Grafit bestäubt. Wird dieses Werkstück in ein Kupferbad getaucht, wandern durch die Elektrolyse Kupferionen auf das Objekt und lagern sich dort an. Das Werkstück ist dabei die Kathode. Das Galvanisieren funktioniert auch mit anderen Metallen, beispielsweise Nickel, Chrom oder Gold. Die Kathode ist der Minuspol, während die Anode der Pluspol ist, an dem sich das Metall befindet, das auf das Werkstück aufgebracht werden soll. Der Strom wird durch ein elektrolytisches Bad geleitet, die Metallionen fließen vom Elektronüberschuss zum Elektronenmangel. Die Metallschicht am Werkstück wird umso stärker, je länger sich das Werkstück im Elektrolytbad befindet und je stärker der Strom ist.

Unterschied zwischen dekorativer und funktionaler Galvanisierung

Bei der Galvanisierung wird zwischen der dekorativen und der funktionalen Galvanisierung unterschieden. Bei der dekorativen Galvanotechnik werden Werkstücke verschönert; Stahlrohrmöbel oder Motorradteile können verchromt, Essbesteck oder Schmuck vergoldet werden. Die funktionale Galvanotechnik dient zum Schutz vor Korrosion oder Verschleiß sowie zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit oder zur Reduzierung von Reibungskräften.

Vorteile der Galvanisierung

Die Galvanisierung verbessert die Eigenschaften eines Werkstücks. Das Werkstück erhält eine verbesserte Optik, es wird haltbarer und ist vor Feuchtigkeit und Korrosion geschützt. Die Galvanisierung ermöglicht einen sparsamen Einsatz des Materials, mit dem das Werkstück beschichtet werden soll. Als Kupfer, Messing oder Nickel während des Ersten Weltkriegs knapp waren, wurde die Galvanisierung als Ersatzverfahren verwendet. Objekte wie Essbesteck oder Schmuck müssen nicht komplett aus teuren Materialien wie Gold gefertigt werden, ein dünner Überzug aus diesen Materialien, der sich in der Optik nicht unterscheidet, reicht aus. 

Vorbereitung des Werkstücks zur Galvanisierung

Bevor ein Werkstück galvanisiert werden kann, muss es vorbereitet werden. Dazu sind mehrere Arbeitsgänge erforderlich:

  • Säubern
  • Damit der zu galvanisierende Gegenstand die Elektronen annimmt, muss er absolut sauber sein. Metallene Gegenstände können poliert oder geschliffen werden.
  • Entfetten
  • Damit der Überzug anhaften kann, muss das Werkstück fettfrei sein. Das Entfetten kann mit einem Entfetter oder mit Alkohol erfolgen.
  • Spülen und Trocknen
  • Die Oberfläche wird neutralisiert, Rückstände von Verunreinigungen oder Entfetter werden entfernt.
  • Elektrisch leitfähig machen
  • Ist das zu galvanisierende Werkstück ein Nichtleiter, muss er mit Grafit oder Silberleitlack leitfähig gemacht werden.

Spannungsversorgung beim Galvanisieren

Voraussetzung für die Galvanisierung ist die Spannungsversorgung. Sie kann mit einem Steckernetzteil oder einer stationären Stromquelle erfolgen. Damit ein konstanter Stromfluss gewährleistet ist, sollte das Netzteil stabilisiert sein. Die erforderliche Spannung kann durch ein verstellbares Steckernetzteil oder Vorwiderstände eingestellt werden, sie ist abhängig vom Elektrolyt und der Größe des Objekts. 

Techniken des Galvanisierens

Beim Galvanisieren werden abhängig von der Größe und von den Anforderungen an das Werkstück verschiedene Verfahren unterschieden. Sehr große Werkstücke oder Werkstücke, die nur teilweise galvanisiert werden sollen, können nicht im Elektrolytbad behandelt werden. Zu den wichtigsten Techniken gehören das Galvanisieren im Tauchbad und die Tampon-Galvanisierung, bei der das Elektrolyt unter Spannung mit einem Schwamm aufgetragen wird. Darüber hinaus werden abhängig vom Material und von der Größe des Werkstücks sowie vom Elektrolyt noch weitere Verfahren angewendet:

  • Bandgalvanisieren
  • Brünieren
  • Anodische Oxydation
  • Chromatieren
  • Chemisches Galvanisieren
  • Gestellgalvanisieren
  • Trommelgalvanisieren  

Qualitätssicherung beim Galvanisieren

Beim Galvanisieren kommt es auf eine gleichbleibend gute Qualität an. Die Badparameter, zu denen Säure- und Metallgehalt gehören, müssen analysiert, die Farbe und das Aussehen der Schichten kontrolliert werden. Die Schichtdicke kann mit Ultraschall, Röntgenfluoreszenz oder Wirbelstromverfahren gemessen werden. Die Haftfestigkeit, die Härte und die Rauheit sowie Fehler der Oberfläche können überprüft werden. 

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