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Hartverchromen - Hartchromschichten für Stahl

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Was ist Hartchrom?

Das Hartverchromen zeichnet sich durch einen bis zu mehreren Millimeter starken Chromüberzug aus. Diese Hartchromschichten dienen hauptsächlich zum Schutz vor Verschleiß und ihre Dicke hängt von der erwarteten Beanspruchung des Werkstücks ab.

Die Schichtdicke beim Hartverchromen liegt in der Regel zwischen 15 und 500 μm. Damit unterscheidet sich Hartchrom von dem meistens nur wenige μm starken Glanzchrom wie man ihn zum Beispiel von Sanitärarmaturen und Fahrzeugteilen kennt. Zur Hartverchromung wird Chrom in mehreren Schichten auf das jeweilige Werkstück aufgetragen. Hartchromschichten unterscheiden sich in ihren chemischen oder physikalischen Eigenschaften nicht von Glanzchromschichten.

Anwendung Hartverchromen

Wegen der guten chemischen, physikalischen und technischen Eigenschaften, die das Hartverchromen den Werkstücken verleiht, ist es sehr verbreitet. Werkstoffe die sich für Hartverchromen eigenen sind sämtliche Stähle, Aluminium, Buntmetalle und deren Legierungen.

So werden in der Druckindustrie zum Beispiel Dosierwalzen, Duktoren, Druckzylinder, Feuchtreibzylinder, Gummituchzylinder, Plattenzylinder, Schönzylinder, Widerdruckzylinder hartverchromt. Gleiches gilt bei der Herstellung von Antriebswalzen, Düsen, Heizwalzen, Gravurwalzen, Kühlwalzen, Leitwalzen, Prägewalzen, Pressformen, Ziehformen oder Ziehkalanderwalzen zur Folienherstellung.
In der Lebensmittelindustrie werden beispielsweise innenverchromte Zylinderrohre, Kühlzylinder, Schnecken und Trockenzylinder hartverchromt, während im Maschinenbau unter anderem Gehäuse, Kolben, Pressformen, Messwalzen, Werkzeuge, Kolbenstangen und Wellen auf diese Weise veredelt werden.

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Auch in der Automobilindustrie findet das Hartverchromen von Pressformen, Stoßdämpfern und Ziehformen Anwendung. In der Papier und Druckindustrie werden Auftragswalzen, Farbdosierwalzen, Kalanderwalzen, Kühl- sowie Trockenzylinder, Leimauftragwalzen, Kreppzylinder, Umlenkwalzen hartverchromt.

Vorteile der Hartverchromung

Die Hartverchromung sorgt für besonders harte, verschleißarme Oberflächen mit Härten in der Größenordnung von 68-72 HRC. Gleichzeitig wird Materialverzug vermieden, das Adhäsionsvermögen und der Reibungskoeffizient sind minimal. Die Oberfläche ist beständig gegenüber chemischer Beanspruchung und gegen Korrosion. Darüber hinaus bringen die Oberflächen tribologische Vorteile.

Schichteigenschaften Hartchrom

Die Schichten einer Hartverchromten Oberfläche zeichnen sich durch folgende, vor allem anwendungsrelevante Eigenschaften aus:

  • hohe Härte 900 - 1200 HV
  • geringe Reibung
  • geringes Adhäsionsvermögen
  • hohe Temperaturbeständigkeit bis 400 °C

Hartchromprozess

Zum Hartverchromen bringen Sie Chrom in einem meistens zwischen 50 und 60° C warmen galvanischen Bad elektrolytisch auf das zu beschichtende Werkstück auf. Dabei liefert ein Gleichrichter die Elektronen, welche zur Reduktion der Chromionen zu metallischem Chrom notwendig sind. Daher wird sich nur an den Stellen des Werkstücks Chrom ablagern, die einer Elektrode (Anode) gegenüber liegen.
Wie bei allen elektrolytischen Bädern bauen sich wegen der Verteilung der Feldlinien an den vom Strom begünstigten Stellen des Werkstücks Kanten auf. Dies kann man jedoch mit einem geeigneten Gestell vermeiden.

Die Stärke der auf ein Werkstück aufzubringenden Chromschicht ist abhängig von der erwarteten mechanischen oder chemischen Belastung des hartverchromten Werkstücks.

5 bis 15 μm bei für leichten Verschleiß
15 bis 30 μm bei mäßigem Verschleiß
30 bis 60 μm bei zu erwartendem Haftverschleißwiderstand
60 bis 150 μm bei schweren Verschleißwiderstand
150 bis 350 μm bei schwerem Verschleiß durch besonders hohen Abrieb bzw. Erosionswiderstand
> 250 μm bei Reparaturteilen

Oberflächenvoraussetzungen für die Hartverchromung

Die Geschlossenheit und Regelmäßigkeit einer Hartchromschicht ist abhängig von der Oberflächengüte, denn die Hartchromschicht kann keinerlei Unebenheiten der unverchromten Oberfläche des Werkstücks wie Kratzer, Risse, Poren, Riefen bzw. Strukturfehler ausgleichen.
Je kleiner deshalb die Rautiefe der zu hart zu verchromende Oberfläche ist, desto besser fallen der Gefügebau und die Homogenität der Chromschicht aus. Deshalb sollten Sie sicherstellen, dass die zu verchromende Oberflächen eines Werkstücks vor einer Hartverchromung gut geschliffen und bandpoliert werden.

Beständigkeit gegen Korrosion

Hartchromschichten sind widerstandsfähig gegen sämtliche alkalische Medien, während sie Angriffen von Salzsäure nicht widerstehen. Eine häufig verwendete Verchromung zum Korrosionsschutz mit einer Schichtdicke von 20-30 μm reicht aus, um das Grundmetall des Werkstücks ca. 40 Stunden gegen Korrosion zu schützen und den Anforderungen des Salzsprühtests nach DIN EN ISO 9227 zu genügen.
Dennoch sind hartverchromte Oberflächen bei Schichtdicken von < 50 μm nur bedingt gegen Korrosion geschützt. Durch das Aufbringen von Polierpasten können Sie die Korrosionsschutzwirkung erhöhen. Bei stärkerer korrosiver Beanspruchung ist eine vorherige Unternickelung des Werkstücks empfehlenswert.

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