Was kann AHC Oberflächentechnik für Hersteller von Pumpen tun?

Zwei Beispiele


AHC Oberflächentechnik GmbH umfasst 19 Werke mit dem Stammsitz in Kerpen bei Köln. Schwerpunkt des Geschäftsfeldes der AHC-Gruppe ist die funktionelle Veredelung von technischen Oberflächen als Dienstleistung. Bauteile beispielsweise für die Automobilindustrie, für den Maschinenbau, für die Elektrik und Elektronik sowie für zahlreiche andere Branchen werden mittels patentierter und eigen-entwickelter Verfahren vor Korrosion und Verschleiß geschützt oder mit speziellen Eigenschaften versehen. Bewährt haben sich die Verfahren der hartanodischen Oxidation von Aluminium-Werkstoffen (HART-COAT^®) und der chemischen Vernickelung von Eisen- und Nicht-Eisen-Werkstoffen (DURNI-COAT^®). Während mit ersterem Verfahren, auch als Harteloxal bekannt, eine harte Aluminiumoxidschicht erzeugt wird, beschichtet man mit dem zweiten Verfahren die Oberfläche mit einer Nickel-Phosphor-Legierung bestimmter Zusammensetzung.


Als ein Beispiel für die chemische Vernickelung von Bauteilen seien hier Ventilgehäuse von so genannten Tauchkolbenpumpen erwähnt, die eine korrosionsbeständige Oberfläche durch eine Chemisch Nickel-Schicht nach dem DURNI-COAT®-Verfahren erhalten.

Tauchkolbenpumpen, auch Plungerpumpen genannt, eignen sich zur Förderung von Wasser oder anderen Medien mit ähnlichem spezifischem Gewicht. Mit einem Druck von mehreren 100 bar und unterschiedlichen Förderströmen werden diese Pumpen beispielsweise in der Hochdruckreinigung, der Druckprüfung oder der Kesselspeisung eingesetzt. Weitere Anwendungen existieren im Bereich der Verfahrenstechnik, bei denen aggressive Wässer zu fördern sind (Papierindustrie, Bergbau und andere). Dann ist für die Ventilgehäuse, die aus Sondermessing oder Bronzeguss bestehen, ein besonderer Korrosionsschutz erforderlich, der in einer chemischen Vernickelung nach dem blei- und cadmiumfreien Verfahren DURNI-COAT^® 471, kurz DNC 471 gefunden wurde.

Dieses DURNI-COAT^®-Verfahren, mit dem sich auch Aluminium-Werkstoffe beschichten lassen, ermöglicht eine konturengetreue Abbildung der Oberfläche. Scharfe Kanten und Vertiefungen, zugängliche Hohlräume sowie Bohrungen werden gleichmäßig beschichtet. Mit diesem Verfahren wird eine Nickel-Phosphor-Legierungsschicht aus einer wässrigen Nickelsalzlösung durch Reduktion mit Hypophosphit abgeschieden. Bei der Variante DNC 471 wird kein Blei oder Cadmium in die Schicht eingebaut. Die Korrosionsbeständigkeit und die Duktilität der abgeschiedenen Schichten sind gegenüber konventionellen Chemisch Nickel-Verfahren deutlich erhöht.



Pumpe zur Förderung aggressiver Wässer. Vorne links ist das Ventilgehäuse zu sehen, das nach dem bleifreien Verfahren DURNI-COAT^® 471 der AHC Oberflächentechnik chemisch vernickelt wurde.


Ein weiteres Beschichtungsverfahren der AHC Oberflächentechnik GmbH ist die plasmachemische Veredelung von Aluminium-Werkstoffen, das so genannte KEPLA-COAT^®-Verfahren. Bei dem KEPLA-COAT^®-Verfahren handelt es sich um einen plasmachemischen Anodisationsprozess, in dem durch Funkentladungen in einer wässrigen Elektrolytlösung eine grau-weiße Oxidschicht erzeugt wird. Nach der Beschichtung stellt sich im Allgemeinen eine Rauigkeit von etwa
R_Z = 15 bis 20 µm ein, wenn die Ausgangsrauigkeit R_Z = 8 µm nicht überschreitet. Die KEPLA-COAT^®-Schicht auf Aluminium-Werkstoffen widersteht aggressiven Gasen wie Chlor und Bortrichlorid. Im Salznebeltest DIN EN ISO 9227/DIN EN ISO 10 289 weist sie eine Korrosionsbeständigkeit von mehr als 3.000 Stunden bei 30 µm Schichtdicke auf AlMgSi1 auf. Die poren- und rissfreie Schutzschicht kann von Reaktionsgasen nicht unterwandert werden.

Neben dem guten Korrosionsschutz zeigt die KEPLA-COAT^®-Schicht eine hohe Verschleißfestigkeit sowie eine exzellente Dauerschwingfestigkeit. Die erzeugte Oxidschicht wächst aufgrund ihrer Volumenzunahme zu 50% nach außen, ein Materialverzug ist nicht zu verzeichnen. Auch komplizierte geometrische Strukturen werden gleichmäßig und konturengetreu beschichtet. Kanteneffekte, die für elektrochemische Verfahren typisch sind, treten bei KEPLA-COAT^® nicht auf. Diese keramische Beschichtung ermöglicht es Aluminium-Dichtelementen in Turbomolekularpumpen, die im Falle eines Rotor-Stator-Crashs entstehenden Drehmomente an das System zu übertragen.

Zentrierring für Turbomolekularpumpen, beschichtet nach dem KEPLA-COAT^® - Verfahren.

Ein bedeutender Hersteller von Turbomolekularpumpen setzt bei der Verbindung dieser Pumpen mit Vakuumanlagen als Dichtelemente Zentrierringe aus der Aluminiumlegierung AlMgSi1 ein. Im Falle eines Rotor-Stator-Crashs, der schlimmsten aller denkbaren Fehlfunktionen, wird die Rotationsenergie des Rotors innerhalb von Millisekunden an das Gehäuse übertragen. Damit die Zentrierringe über Reibung die dann entstehenden hohen Drehmomente an das System übertragen und ein Verdrehen der Turbomolekularpumpe im Flansch verhindern können, müssen ihre Oberflächen extrem verschleißfest sein und eine definierte Rauigkeit besitzen. Zu diesem Zweck werden sie nach dem KEPLA-COAT^®-Verfahren von AHC Oberflächentechnik beschichtet. Dadurch erhöht sich der Reibwert der Oberfläche je nach Reibpartner um den Faktor 2 bis 3. Die 25 µm dicke, sehr haftfeste Schicht verbessert darüber hinaus die Korrosionsbeständigkeit des Aluminium-Werkstoffes.

Das KEPLA-COAT^®-Verfahren eignet sich zur Beschichtung von Aluminium- und Titan-Werkstoffen. Es können auch tiefschwarze lichtbeständige Oxidkeramikschichten erzeugt werden (KEPLA-COAT^® schwarz). In die KEPLA-COAT^®-Schicht lassen sich ebenso Stoffe zur Verbesserung der Gleiteigenschaften einlagern.

 Ausführliche Informationen zur Oberflächenveredelung finden Sie auch  unter  www.aalberts-st.com