Tauchfüllung und Galvanisieren von Gussteilen und pulvermetallurgischen Teilen

In den letzten Jahren wurden zur Kostensenkung zunehmend Guss- und pulvermetallurgische Teile eingesetzt, um die zuvor verwendeten gedrehten Teile ohne Innenbohrungen zu ersetzen. Insbesondere bei Kleinteilen kommen pulvermetallurgische Teile zum Einsatz. Mit steigender Produktivität nimmt zwangsläufig auch der Umfang der Oberflächenbehandlung von Guss- und pulvermetallurgischen Teilen entsprechend zu. Allgemein wird angenommen, dass die Oberflächenbehandlung von Metall nicht direkt mit seiner inneren Struktur zusammenhängt, doch dies sollte nicht außer Acht gelassen werden.

Bei der Herstellung von Teilen wie Guss- und pulvermetallurgischen Teilen weist das Innere des Rohlings zahlreiche Poren auf, und die Oberfläche ist bedeckt. Obwohl die Unebenheiten an der Oberfläche nicht gravierend sind, kann die Behandlungsflüssigkeit bei einer Oberflächenbehandlung in einer wässrigen Lösung manchmal nicht in das Metall eindringen, sodass selbst nach dem Eintauchen keine Beschichtung möglich ist. Manchmal dehnt sich die an der Oberfläche schön aussehende Beschichtung von innen aus und verursacht Korrosion und Verfärbungen. Insbesondere die mechanische Festigkeit pulvermetallurgischer Teile wird dadurch deutlich verringert.

Pulvermetallurgische Teile werden üblicherweise bei einer Temperatur von etwa 600 bis 650 °C mit Wasserdampf behandelt, um eine Eisenoxidschicht zu erzeugen, die die Poren an der Oberfläche ausfüllt. Theoretisch ist es jedoch schwierig, die Poren auszufüllen, wenn sie zu groß sind. Außerdem kann Kugelstrahlen als Abhilfemaßnahme eingesetzt werden, um die Poren an der Oberfläche aufzubrechen. Dies ist ebenfalls eine Möglichkeit, jedoch nicht ideal für Sackgassen und andere schwer zugängliche Stellen. In dieser Situation können Harzflüssigkeiten und andere Verfahren verwendet werden, um die Poren zu verschließen. Dies wird als Tauchfüll-Vorbehandlung vor dem Galvanisieren bezeichnet. Ursprünglich kann die Tauchfüllbehandlung die Druckbeständigkeit verbessern und wird häufig in der Produktion eingesetzt. Es ist nicht übertrieben zu sagen, dass die heutige Automobilindustrie hauptsächlich Druckgussteile aus Aluminiumlegierungen verwendet, deren Einsatz ohne Imprägnierung und Füllung nicht möglich wäre. Gleichzeitig trägt dies auch zur Kostensenkung bei.

Als Tauchfüllung vor der Galvanisierungsbehandlung wird ursprünglich eine Flüssigkeit aus ungesättigtem Polyesterharz oder Diallylphthalat-Harz verwendet; jeweils kann jedoch nur eine davon eingesetzt werden. In diesem Bereich gibt es jedoch viele geeignete Varianten. Auch ihre Wirkung ist unterschiedlich. Damit ein solcher Harztyp die Produktionsanforderungen erfüllt, muss er die folgenden Bedingungen erfüllen:


1. Die Volumenschwindung beim Aushärten der Imprägnierflüssigkeit beträgt höchstens 10 %.
2. Die Viskosität liegt beim Eintauchen zwischen einigen und einigen Dutzend Centipoise oder darunter.
3. Bei einer relativ niedrigen Temperatur unter 100 °C (ein Warmwasserbad ist ausreichend) härtet sie innerhalb weniger Minuten aus.
4. Sie behält eine lange Lebensdauer von mehr als mehreren Monaten bei.
5. Sie kann auf eine Vielzahl verschiedener Materialien aufgetragen werden.
Aus fachlicher Sicht der Polymerchemie widersprechen sich die oben genannten Bedingungen 1 und 2 sowie 3 und 4 im Allgemeinen. Imprägnierlösungen, die diese Bedingungen tatsächlich erfüllen, werden jedoch entwickelt. Das Vakuum-Imprägnierfüllverfahren wurde nach einem halben Jahr Erprobung offiziell eingeführt. Im vergangenen eineinhalb Jahren wurden damit erfolgreich mehr als 1 Million pulvermetallurgische Teile hergestellt.

Bei diesem Verfahren wird ein korrosionsbeständiges Harz mit guter Haftung verwendet, um die inneren Poren zu verschließen. Dies ist eine „vorübergehende Behandlung“. Nach dem Galvanisieren muss nicht überprüft werden, ob Verfärbungen aufgetreten sind. Die mechanische Festigkeit von Guss- und pulvermetallurgischen Teilen verschlechtert sich nicht nur über einen langen Zeitraum nicht, sondern es werden auch unerwartet gute Ergebnisse bei der Erhöhung der mechanischen Festigkeit erzielt.