Metalloberflächenveredelung: Grundlagen der Oberflächenbehandlung

Metalloberflächen sind bei der Herstellung von Teilen von entscheidender Bedeutung. Sie sind der Schlüssel zur deutlichen Verbesserung der Produktqualität und -leistung. Egal wie gut ein Metallstanzen oder CNC-Bearbeitungsservice ist, dass eine ordnungsgemäße Metallveredelung ein Teil verbessern kann. Sie kann Funktion und Aussehen verbessern.

So vielfältig wie die Metalle sind, so vielfältig ist auch die Auswahl an Metalloberflächen für Maschinenbauer und Schweißer. Die falsche Wahl der richtigen Metalloberfläche für ein Projekt kann jedoch Probleme verursachen. Dazu gehören Materialverschwendung und höhere Produktionskosten.

Auch die Vernachlässigung der richtigen Oberflächenveredelung kann die Produktionszyklen verlängern. Dies kann auch den Weg zum Branchenführer erschweren. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie Sie Ihrem Produkt die optimale Oberfläche verleihen. Diese Entscheidung hat weit mehr Auswirkungen als nur die Optik. Es geht um Kosten, Qualität und die Attraktivität Ihres Projekts.

Um diese Komplexität zu bewältigen, gehen wir im Folgenden auf die Grundlagen der Oberflächenbearbeitung ein. Außerdem zeigen wir Ihnen die verschiedenen Möglichkeiten, optimale Ergebnisse zu erzielen.

Grundlagen der Oberflächenbearbeitung

Die Oberflächenbehandlung umfasst Oberflächentopographie, Oberflächenstruktur und Oberflächenrauheit. „Oberflächenrauheit“ sind Begriffe, die sich von selbst erschließen. Die Oberflächenveredelung verändert das Aussehen von Metall. Dies geschieht durch Hinzufügen, Entfernen oder Neugestalten der Oberfläche. Bei der Metallveredelung behandelt ein Maschinenbauer eine Metalloberfläche durch eine chemische Reaktion, um ihr ein ansprechenderes Aussehen zu verleihen.

• Oberflächentopographie: Dieser Begriff beschreibt die dreidimensionalen Merkmale und die Struktur einer Metalloberfläche. Die Auswertung der Oberflächentopographie kann helfen zu verstehen, wie ein Material mit der Umgebung oder anderen Materialien interagiert.
• Oberflächenstruktur: Dies bezieht sich auf die Feinstruktur einer Metalloberfläche. Sie kann natürlich entstehen oder durch Bearbeitung, wie Schleifen oder Ätzen, entstehen. Die Textur beeinflusst die optische Eigenschaften und Reibungskoeffizient eines Materials.
• Oberflächenrauheit: Dies ist der Grad der Unebenheit einer Oberfläche und wird oft als Maß für die mikroskopische Unebenheit einer Oberfläche verwendet. Glattere Oberflächen sind widerstandsfähiger und korrosionsbeständiger. Rauere Oberflächen eignen sich besser zum Kleben oder Beschichten.

Die Wahl der Metalloberfläche ist ebenso wichtig wie die Verarbeitung. Unterschiedliche Produkte erfordern unterschiedliche Oberflächen. Zum Beispiel: medizinisch Optische Werkzeuge erfordern höchste Oberflächenqualität für Leistung und Sicherheit. Einige Branchen oder Anwendungen stellen jedoch möglicherweise weniger strenge Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit. Sie reagieren weniger empfindlich auf Oberflächendetails.

Warum ist die Oberflächenveredelung wichtig?

Oberflächenbehandlungen dienen nicht nur der Optik. Sie schützen Metallteile auch besser. Metalloberflächenbehandlungen bieten typischerweise folgende Vorteile:

Verbesserte Produktästhetik

Für viele Kunden ist das Aussehen eines Produkts genauso wichtig wie seine Leistung. Mit einem Metallveredelungsverfahren können Metallteile besser aussehen als je zuvor.

Verbesserte Korrosionsbeständigkeit von Metallen

Rost ist eine der schlimmsten Folgen für Metalloberflächen und -teile. Mit einer Metallveredelung können Sie das Metall besser schützen und seine Lebensdauer verlängern.

Vereinfachen Sie den Produktionsprozess

Eine gute Oberflächenbeschaffenheit kann den Produktionsprozess erleichtern. Beispielsweise haftet Farbe besser auf gebürsteten und geschliffenen Oberflächen, was dem Hersteller die Arbeit erleichtert.

Darüber hinaus ergeben sich durch die Oberflächenbehandlung von Metallteilen folgende Vorteile:

• Oberflächenbehandeltes Metall leitet Strom besser.
• Es verringert die Empfindlichkeit der Metalloberfläche gegenüber Chemikalien und verhindert so, dass diese die Metallteile angreifen.
• Dadurch werden die Dinge stabiler und weniger anfällig für Verschleiß.
• Eine gute Oberflächenbeschaffenheit trägt dazu bei, die Auswirkungen der Reibung zu verringern.

Arten von Metalloberflächen

Es gibt viele verschiedene Metallveredelungsverfahren, die Sie für Ihren nächsten Auftrag nutzen können. Wählen Sie die passende Veredelung für Ihren Auftrag. Hier sind einige Arten von Metallveredelungen, die Sie kennen sollten:

Plattierungs- oder Konversionsbeschichtungen

Durch Metallbeschichtung kann die Oberfläche eines Materials verändert werden. Dies geschieht durch das Überziehen der Oberfläche eines Objekts mit einer dünnen Schicht eines Metalls wie Zink, Nickel, Chrom oder Cadmium. Metallbeschichtungen verlängern die Lebensdauer von Teilen. Sie reduzieren die Oberflächenreibung, verhindern Korrosion und verleihen dem Teil ein besseres Aussehen. Plattierungswerkzeuge sind jedoch möglicherweise nicht die beste Methode, um Oberflächenfehler zu beseitigen.

Es gibt zwei Hauptarten der Beschichtung:

• GalvanisierenBei dieser Methode wird das Teil in eine Beschichtungslösung gelegt, die Metallionen enthält. Anschließend wird ein Gleichstrom durch das Metall geleitet, sodass sich die Ionen auf dem Metallteil ablagern. Dadurch entsteht eine neue Beschichtungsschicht auf dem Metallteil.
• Chemische BeschichtungBei dieser Methode wird kein Strom verbraucht, da es sich um eine autokatalytische Beschichtung handelt, die keinen zusätzlichen Strom benötigt. Stattdessen wird das Metallteil in eine kupfer- oder nickelhaltige Lösung gelegt. Dadurch wird eine Reaktion ausgelöst, die die Metallionen zersetzt.

Diese Methoden sorgen für eine lange Lebensdauer der Beschichtung von Metalloberflächen und können auch zur Reparatur und Wartung verschlissener Teile eingesetzt werden. Sie machen Metallteile robuster und rosten weniger leicht. Daher sind sie in vielen Situationen nützlich.

Die Galvanisierung erfordert den Einsatz großer Mengen an Chemikalien und ist in der Regel ein aufwändiges Unterfangen. Daher muss sie von qualifizierten und erfahrenen Fachleuten durchgeführt werden.

Elektropolieren

Das Elektropolieren ist das genaue Gegenteil des Galvanisierens. Beim Elektropolieren eines Metallteils werden Metallionen von der Oberfläche abgetragen, anstatt hinzugefügt zu werden. Das Substrat wird vor dem Anlegen des Stroms in ein Elektrolytbad gelegt, was Teil des Elektropolierprozesses ist.

Das Substrat wird zur Anode, und Ionen strömen aus der Anode, um Defekte, Rost, Ablagerungen und andere Partikel zu entfernen. Dadurch wird die Oberfläche des Substrats gereinigt und glatt und frei von Unebenheiten. Elektrolytisches Polieren entfernt die Spitzen und Täler der Metalloberfläche bis auf mikroskopische Ebene. Dies ist eine der besten Methoden zur Oberflächenvorbereitung für Metalle, die sauber und glänzend aussehen sollen.

Eloxieren

Eloxieren ist ein elektrolytischer Prozess. Er verbessert die Verschleiß- und Rostbeständigkeit von Metallen durch die Erhöhung der natürlichen Oxidschicht auf deren Oberfläche. Darüber hinaus eignen sich eloxierte Metalloberflächen besser zum Verkleben von Laugen und Klebstoffen. Eloxieren kann die Oberflächenstruktur eines Metalls verändern und es widerstandsfähiger machen. Es eignet sich jedoch hauptsächlich für Aluminium und Titan. Außerdem kann die Farbe nach längerer UV-Bestrahlung verblassen.

Pulverbeschichtung

Pulverbeschichtung Bei der Pulverbeschichtung wird trockenes Pulver mithilfe von Elektrizität gleichmäßig auf Metall aufgetragen. Anschließend wird das Pulver in einem Ofen gehärtet, um eine widerstandsfähige Schicht zu bilden. Pulverbeschichtung eignet sich besonders für Autoteile und Gartenmöbel, die eine hohe Haltbarkeit und ein ansprechendes Aussehen erfordern. Dieses Verfahren ist jedoch kostspielig und erfordert eine strenge Temperaturkontrolle während der Aushärtung.

Strahlen

Strahlen wird üblicherweise für Werkstücke verwendet, die eine gleichmäßig matte Oberfläche benötigen. Es ist ein effizientes und kostengünstiges Verfahren. Es spart Kosten, da Oberflächen in einem Durchgang gereinigt und poliert werden. Beim Strahlen trifft ein Strahlmittel unter hohem Druck auf die Metalloberfläche und verändert deren Textur. Außerdem entfernt es Abfallmaterial und hinterlässt eine glatte Oberfläche.

Es kann auch zum Plattieren und Versiegeln der Oberfläche von Metallteilen verwendet werden und verlängert so die Lebensdauer der Teile. Die meisten Sandstrahlmaschinen sind:

• Ein Luftkompressor zum Einstellen von Druck und Volumen
• Wasserunterstütztes System zur Unterdrückung der Staubentwicklung
• Feuchtigkeitsabscheider zur Feuchtigkeitsreduzierung
• Luftzufuhrleitung
• Strahlanlage
• Schlauch und Düse
• Strahlmittel, einschließlich Sand, Metallpellets, Glasperlen, Stahlsplitt, Stahlschrot, Siliziumkarbid usw.

Sandstrahlen und Kugelstrahlen sind zwei gängige Strahlverfahren. Beim Kugelstrahlen werden Metalloberflächen unter Druck gesetzt, wodurch sie weniger anfällig für Verschleiß oder Rostbildung sind. Sandstrahlen spart in den meisten Fällen Geld und Zeit, was Produktmanagern hilft, ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen.

Beizen

Beim Beizen werden Verunreinigungen und Defekte von einer Metalloberfläche mithilfe einer starken Säurelösung entfernt, um sie für eine nachfolgende Lackierung oder andere Behandlungen vorzubereiten. Es reinigt die Metalloberfläche effektiv und macht sie glatter. Beizen entfernt Oxidation hervorragend, kann aber auch zu Korrosion des Metalls führen. Dies erfordert weitere Behandlungen zur Neutralisierung der Säure.

Polieren

Polieren Verleiht einer Metalloberfläche durch Reibung oder chemische Einwirkung Glanz und verleiht ihr eine spiegelnde Wirkung. Es kann alten und neuen Teilen ein neues Aussehen verleihen. Beim Polieren kann jedoch etwas Metall abgetragen werden. Um die Abmessungen des Teils zu erhalten, ist sorgfältiges Arbeiten erforderlich.

Schleifen und Läppen

Beim Schleifen werden raue Metallteile mit einer Schleifscheibe entfernt. Läppen erreicht durch sanftes Reiben eine sehr glatte und flache Oberfläche. Es wird häufig für Teile verwendet, die höchste Präzision erfordern. Schleifen entfernt zwar schnell überschüssiges Material, kann aber Hitze erzeugen, die das Material verändert. Läppen erfordert mehr Geschick und Zeit, um die erforderliche Genauigkeit zu gewährleisten.

So messen Sie die Oberflächenbeschaffenheit

Um die Oberflächenbeschaffenheit eines Metalls zu messen, müssen Sie zunächst die Rauheit der Metalloberfläche messen. Dazu müssen Sie die gefundenen Unregelmäßigkeiten sorgfältig beobachten und analysieren.

In den meisten Fällen gibt es drei übliche Möglichkeiten, diese Probleme zu lösen.

Verwenden eines Oberflächenrauheitskomparators

Die erste Methode ist die Verwendung eines Oberflächenrauheitskomparators. Da dies manuell erfolgt, ist die Genauigkeit nicht sehr hoch. Einige gängige Endbearbeitungsverfahren können Rauheitskomparatoren verwenden. Dazu gehören Gießen, Kugelstrahlen, Sandstrahlen, Flachdrehen, Rundschleifen, konventionelle Bearbeitung und Funkenerosion.

Verwenden eines Oberflächenprofilscanners

Die zweite Methode ist die Verwendung eines Oberflächenprofilscanners. Da dieser Lasermessungen verwendet, sind die Messungen genauer. Aufgrund seiner hohen Genauigkeit ist dies die am häufigsten verwendete Methode.

Verwenden einer Koordinatenmessmaschine

Zunächst nutzten Maschinenbauer Koordinatenmessgeräte (KMGs), um Höhe, Breite und Tiefe von Teilen zu bestimmen. Dank neuer Sensoren an diesen Werkzeugen können sie jedoch auch die Oberflächenrauheit selbstständig messen. Dies erleichtert den Wechsel zwischen dem Scannen von Teilen und der Messung der Oberflächenrauheit.

Diagramme zur Oberflächenrauheit

Oberflächengütediagramme ermöglichen Ihnen den Vergleich verschiedener Oberflächenbeschaffenheiten. Ra ist die gebräuchlichste Messmethode Oberflächenbeschaffenheit, aber es gibt auch andere Parameter. Auf einer Oberfläche zeigt Ra die arithmetische mittlere Abweichung einer Metalloberfläche.

Je niedriger der Ra-Wert, desto glatter die Metalloberfläche, und je höher der Ra-Wert, desto rauer die Metalloberfläche. In den standardisierten Verfahren zur Bestimmung der ISO-Klassen wird die Oberflächenrauheit üblicherweise in Mikrometern als Standardeinheit gemessen. Die folgende Tabelle der Oberflächenrauheit dient als Orientierung.

So wählen Sie die richtige Metalloberfläche

Die Wahl der richtigen Metalloberfläche ist einfach. Beachten Sie dazu einige Punkte. Zu diesen Faktoren gehören:

Geschwindigkeit

Verschiedene Metalloberflächen benötigen unterschiedlich viel Zeit. Manche sind langsam, manche schnell. Deshalb sollten Sie bei der Fertigstellung eines Projekts berücksichtigen, wie lange es dauern wird. Es ist auch wichtig, die Bearbeitungszeit für jedes MetallveredelungsoptionWenn Sie eine Arbeit jedoch schnell erledigen müssen, sollten Sie sich für die Ausführung mit der kürzesten Verarbeitungszeit entscheiden.

Materialien

Nicht jedes Metall eignet sich für eine Vollmetalloberfläche. Daher müssen Sie zunächst das Material Ihres Werkstücks prüfen und dann eine passende Oberfläche wählen. Manche Stoffe sind weich und können durch die Verwendung starker Schleifmittel beschädigt werden. Manche Materialien hingegen sind hart, und wenn Sie zu vorsichtig damit umgehen, erzielen Sie nicht das gewünschte Ergebnis.

Anwendungen

Bei der Auswahl sollten Sie auch die Verwendung und die Umgebung des Produkts berücksichtigen. Für häufig verwendete Teile sollten Sie eine sichere Oberfläche wählen. Diese Schutzbeschichtungen verlängern die Lebensdauer des Teils und verhindern vorzeitige Schäden. Für Teile, die nicht in rauen Umgebungen eingesetzt werden, können Sie hingegen eine ästhetische Oberfläche wählen.

Budget

Sie finden vielleicht das perfekte Finish für Ihr Projekt, aber haben Sie auch die nötigen Werkzeuge? Können Sie sich neue Werkzeuge leisten, um das Finish zu ändern? Sie möchten nicht mehr Geld ausgeben als nötig. Wählen Sie daher ein Finish, das nicht viel kostet.

Manche Fertigmaterialien sind nicht teuer. Eine teure Veredelung kann jedoch zu höheren Kosten führen und potenzielle Käufer abschrecken. Wählen Sie daher am besten eine kostengünstige Veredelung.

Abschließend

Yonglihao Machinery versteht die entscheidende Rolle der Oberflächenvorbereitung im Fertigungsprozess. Ob CNC-Bearbeitung oder Metallstanzen – die Qualität Ihres Produkts hängt von der Präzision und Qualität der Oberflächenbeschaffenheit ab. Die Wahl der richtigen Oberflächenbeschaffenheit verbessert die Optik Ihrer Metallteile und gewährleistet deren Langlebigkeit und Funktionalität in vielen Anwendungen. Darüber hinaus kann die Wahl der richtigen Oberflächenbeschaffenheit eine umweltfreundlichere Produktion fördern und die Umweltbelastung reduzieren. Ob Sie bereits erfahrener Profi oder Neuling in der Metallverarbeitung sind – das Team von Yonglihao Machinery berät Sie kompetent und sorgt für ein perfektes Projekt. Kontaktieren Sie uns um mehr darüber zu erfahren, wie Sie Ihre Metallteile mit dem richtigen Finish veredeln können.

Häufig gestellte Fragen

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC steht für Computer Numerical Control und bezeichnet den Einsatz von Computern zur Automatisierung von Werkzeugmaschinen. Das bedeutet, dass der Prozess Computerprogramme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Schleifmaschinen nutzt. Diese Technologie verbessert die Genauigkeit, Effizienz und Konsistenz der Teile- und Produktproduktion.

Was kosten die verschiedenen Metallveredelungsverfahren?

Die Kosten variieren. Einfache Prozesse wie Polieren sind in der Regel günstiger. Aufwändigere Prozesse wie Eloxieren oder Pulverbeschichten sind tendenziell teurer. Dies liegt daran, dass sie teure Geräte und Materialien erfordern.

Welche Metalloberflächen sind am haltbarsten?

Eloxieren und Pulverbeschichten sind sehr langlebig. Sie bieten einen hervorragenden Schutz vor Verschleiß und Korrosion.

Wie wähle ich das richtige Metallveredelungsverfahren aus?

Berücksichtigen Sie die Metallart. Berücksichtigen Sie auch die Einsatzumgebung des Produkts und Ihre Anforderungen. Diese Anforderungen können sich auf Haltbarkeit oder Aussehen beziehen.

Gibt es umweltfreundliche Methoden zur Metallveredelung?

Ja, Methoden wie Pulverbeschichtung sind umweltfreundlich. Sie setzen weniger schädliche Chemikalien frei als herkömmliche Lackierungen.

Welche Methoden gibt es zum Auftragen von Metalloberflächen?

Zu den gängigen Methoden gehören das Tauchen zum Eloxieren, das Sprühen zum Pulverbeschichten und das Polieren per Hand oder Maschine für eine glänzende Oberfläche.