Was ist Galvanisieren eigentlich?

Der ungewöhnliche Name dieser Oberflächenbehandlung leitet sich von Luigi Galvani ab, einem italienischen Physiker und Naturforscher. Er entdeckte im 18. Jahrhundert als Erster die Zusammenhänge zwischen Metallen wie Kupfer und Eisen und Elektrolyten, bei denen ein Nichtleiter in einen Leiter verwandelt wird. Seine Entdeckungen wurden später von Moritz Hermann von Jacobi weiterentwickelt, der sie als Galvanotechnik (später Galvanisierung) bezeichnete.

Dabei wird zunächst 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 Elektronenüberschuss zum Elektronenmangel. Die Metallschicht am Werkstück wird umso stärker, je länger sich das Werkstück im Elektrolytbad befindet und je stärker der Strom ist.

Die Vorgangsweise beim Galvanisieren: Prinzip und Durchführung

Das Prinzip der Galvanisierung ist einfach: Aus einem gründlich gereinigten Nichtleiter wird mithilfe von Elektronen ein Leiter gemacht. Dazu muss das Objekt zunächst absolut sauber und fettfrei sein. Metall wird häufig zusätzlich geschliffen. Erst dann wird es elektrisch leitfähig gemacht. Dazu kann Grafit oder Silberleitlack verwendet werden. Anschließend erfolgt die funktionale oder dekorative Oberflächenveredlung.

Was kann man galvanisieren?

Zunächst ist zwischen dekorativer und funktionaler Galvanisierung zu unterscheiden.

Die funktionale Galvanisierung dient lediglich zum Schutz vor Korrosion und Verschleiß, beispielsweise bei Fahrzeugen und Maschinen. Außerdem können mit ihrer Hilfe die elektrische Leitfähigkeit und die Reibungskräfte verbessert werden. Es lässt sich mit Galvanisierung im Prinzip (fast) alles behandeln. So wird Stahl mit einer Oberflächenveredlung aus rostfreien Edelmetallen wie Gold, Silber, Kupfer, Messing oder Nickel, Zink oder Zinn überzogen. Bei Gebrauchsgegenständen wie Maschinen und Werkzeugen wird meist Zink oder Nickel verwendet, oder eine Kombination aus mehreren Metallen. Eine Kombination aus Chrom und Nickel macht Stahl ganz besonders hart und korrosionsbeständig und ist somit ideal für stark beanspruchte industrielle Maschinen.

Die dekorative Galvanisierung soll zusätzlich verschönern. Ein bekanntes Beispiel sind verchromte Einzelteile bei Autos und Motorrädern, die für einen strahlenden Glanz sorgen. Messing (eine Legierung aus Kupfer und Zink) verschönert unter anderem Armaturen, Türklinken und Beschläge im Haus und wird z. B. auch bei Lampenschirmen verwendet. Wird Kupfer als äußerste Schicht bei der Galvanisierung verwendet, wird sich der eigentlich zarte Rotton durch Oxidation in ein helles Grün verwandeln. Dieser Effekt kann durchaus dekorativ gewünscht sein und ist häufig bei Hausdächern und Kirchtürmen zu beobachten. Gold und Silber werden aufgrund des hohen Preises eher sparsam eingesetzt, z. B. bei der Veredlung von Essbesteck oder bei Schmuck. So ist „Silberbesteck“ heute in der Regel nicht mehr vollständig aus Silber. Stattdessen wurde Stahl galvanisiert und mit einer feinen Silberschicht überzogen.

Die verschiedenen Techniken beim Galvanisieren: Erklärung der Unterschiede

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 der 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 Oxidation
  • 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.

Galvanisieren - auf einen Blick:

  • Galvanisieren ist eine Form der Oberflächenveredlung.
  • Maschinen, Werkzeuge u. a. werden vor Korrosion geschützt und dekorativ aufgewertet.
  • Zum Galvanisieren können verschiedene Edelmetalle wie Chrom, Kupfer, Gold oder Silber verwendet werden.
  • Der Experte setzt je nach Werkstück verschiedene Techniken ein.