Top-Veredelungsdienstleistungen für präzisionsbearbeitete Komponenten – Teil 1

Teil 1: Veredelungsdienstleistungen, die die Bauteiloberfläche aufbauen oder verändern

Es gibt eine Vielzahl von Oberflächenveredelungstechniken, die die Oberflächenschicht von Metall für ein präzisionsgedrehtes Bauteil aufbauen oder verändern. Diese Veredelungstechniken können aus ästhetischen Gründen, zum Schutz des Teils vor Umwelteinflüssen oder zur Verbesserung der Teilefunktion eingesetzt werden.

Die meisten Veredelungstechniken können auf präzisionsbearbeitete Komponenten angewendet werden, die auf CNC-Schweizer und CNC-Drehmaschinen gefertigt wurden. Allerdings müssen Material, Teiledesign und Endanforderungen mit unseren Engineering- und Qualitätsteams bewertet werden, um sicherzustellen, dass die beste Kombination von Techniken berücksichtigt wird.

Hier ist ein kurzer Überblick über einige der gängigsten Veredelungsdienstleistungen:

Perlenstrahlen (Bead Blast)

Perlenstrahlen der Oberfläche eines präzisionsbearbeiteten Bauteils erzeugt eine einheitliche matte (satinierte) Veredelung und entfernt die oft vom Bearbeitungsprozess sichtbaren Werkzeugspuren. Dies wird häufig verwendet, wenn das Bauteil sichtbar sein wird. Wie der Name andeutet, wird das Bauteil mit kleinen Perlen aus einer Druckpistole bestrahlt. Der Prozess entfernt etwas Material und hinterlässt eine glatte Oberfläche.

Schwarzoxidieren (Black Oxide)

Schwarzoxidieren ist eine Konversionsbeschichtung, die die Oberfläche des präzisionsbearbeiteten Bauteils schwarz färbt. Es wird für leichten Korrosionsschutz, zur Minimierung der Lichtreflexion und oft für die Optik eingesetzt. Viele Teile für die Waffenindustrie erfordern eine Schwarzoxid-Veredelung zur Reduzierung der Lichtreflexion. Mehr zu diesem Prozess finden Sie in unserem Blogbeitrag zu Schwarzoxidieren.

Glanzwalzen (Burnishing)

Glanzwalzen ist ein Umformprozess, der die Oberflächenveredelung, Größe oder Oberflächenhärte eines präzisionsbearbeiteten Bauteils verändert und eine Spiegelveredelung erzeugt. Es kann zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, Beseitigung von Oberflächenporosität, Reduzierung von Ermüdungsbruch und Reduzierung optischer Oberflächenfehler eingesetzt werden. Dabei wird eine gehärtete und beschichtete Kugel oder Rolle über die Oberfläche des Bauteils geführt, um es zu verformen (oder zu formen) gemäß der Spezifikation.

Randschichthärten (Case Hardening)

Randschichthärten ist ein Prozess, um die Oberfläche einer Metallkomponente zu härten, während der innere Kern (Kern) im ursprünglichen, weicheren Zustand verbleibt. Dies ermöglicht dem Kern, Spannungen aufzunehmen, während die äußere Oberfläche verbesserten Verschleißwiderstand aufweist. Es gibt verschiedene Randschichthärteverfahren je nach Material und Anforderungen. Die gängigsten für präzisionsbearbeitete Komponenten sind Flammhärten, Einsatzhärten und Nitrieren. Flammhärten ist am häufigsten und erhitzt das Bauteil (oder den Stabstahl) schnell auf eine spezifizierte Temperatur und kühlt es dann schnell ab, wodurch eine Martensit-Schicht an der Oberfläche entsteht. Einsatzhärten und Nitrieren werden unten erklärt.

Diffusionsverfahren

1. Einsatzhärten (Carburizing): Ein Randschichthärteverfahren, bei dem das Stahlbauteil in einen kohlenstoffreichen Vakuumtank gegeben wird, der die Temperatur für eine bestimmte Zeit erhöht, bevor das Teil abgeschreckt wird, sodass Kohlenstoff in der Struktur gebunden wird und eine gehärtete Oberfläche entsteht.
2. Nitrieren: Dabei wird das Stahlteil in einem Tank mit Ammoniakgas auf hohe Temperatur erhitzt für eine bestimmte Zeit. Nitride bilden sich an der Oberfläche und erzeugen eine gehärtete Oberfläche. Kein Abschrecken ist nötig. Nitrieren verursacht die geringste Verformung, erfordert aber, dass der Stahl Chrom, Molybdän und Aluminium in seiner Zusammensetzung hat.

Chemisches (elektroloses) Beschichten

Bei diesem Prozess wird die Metallbeschichtung auf dem bearbeiteten Bauteil in einem chemischen Bad mit einem Katalysator erreicht (im Gegensatz zum Galvanisieren, das elektrischen Strom nutzt). Beschichten liefert verbesserte Oberflächenveredelungen sowie verbesserten Verschleiß- und Korrosionsschutz. Der Hauptvorteil des elektrolosen Beschichtens ist, dass es eine gleichmäßige Beschichtungsschicht erzeugt, unabhängig von der Geometrie des Teils. Elektroloses Nickelbeschichten ist eine häufig spezifizierte Beschichtungsart für präzisionsbearbeitete Komponenten.

Galvanisieren (Electroplating)

ist ein Prozess, um ein bearbeitetes Bauteil mit einer Metallschicht zu überziehen, mittels elektrischem Strom. Weit verbreitet zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften, bietet es verbesserte Optik, Korrosions- und Abriebfestigkeit, Gleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Reflektivität, abhängig vom Substrat und der Beschichtungsmaterialwahl.

Es gibt zwei generelle Arten des Galvanisierens von bearbeiteten Komponenten, abhängig von Größe und Geometrie des Teils: Trommelbeschichten (Teile in rotierendem Fass mit chemischem Bad) und Gestellbeschichten (Teile an einem Metallgestell befestigt, das dann in das chemische Bad getaucht wird). Trommelbeschichten wird für kleine Teile mit einfachen Geometrien verwendet, Gestellbeschichten für größere Teile mit komplexen Geometrien.

Rändeln (Knurling)

ist ein Prozess, um eine Reihe von Einkerbungen auf einem bearbeiteten Teil anzubringen, damit es leichter zu handhaben ist (rutscht nicht im Griff). Oft an Befestigungselementen verwendet, die eingeschraubt werden müssen – die gerändelte Oberfläche erleichtert das Greifen zum Drehen. Rändeln kann während des Drehprozesses an einem CNC-Schweizer Teil erfolgen oder nach der Bearbeitung hinzugefügt werden.

Passivieren

ist ein Konversionsprozess, der die Oberflächenschicht der Komponente verändert. Teile werden in ein chemisches Bad getaucht, das die chemische Zusammensetzung der Oberfläche ändert (konvertiert). Der Begriff Passivierung bezieht sich darauf, dass der Prozess das Material passiver macht (weniger umweltempfindlich). Die Beschichtung schützt das Substratmaterial.

1. Eloxieren (Anodizing) – ist eine Art Passivierungsprozess, der die Dicke der Oxidschicht auf der Oberfläche präzisionsbearbeiteter Komponenten erhöht, was die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit des Teils erhöht und das Kaltverschweißen an Gewindekomponenten reduziert. Wird oft an Aluminiumteilen verwendet. Eloxieren erzeugt eine nicht-leitende Oberflächenveredelung.
2. Chromatkonversion nutzt eine bestimmte Lösungsart – früher meist sechswertig, aber viele Unternehmen wechseln zu dreiwertig (blaue und gelbe Veredelungen, die EU-Initiativen und RoHS-Standards entsprechen). Chromatkonversion erzeugt eine elektrisch leitende Oberflächenveredelung.

Gewinderollen (Thread Rolling)

ist ein Umformprozess, der ein Gewinde auf einer präzisionsbearbeiteten Komponente erzeugt. Während viele Gewinde während des Drehprozesses auf einer CNC-Schweizer Maschine erzeugt werden können, sind einige Materialien (wie Titan) am besten nach der Bearbeitung der Rohlinge gewinderollt. Viele Luftfahrt-Gewindebefestigungen verwenden nach der Bearbeitung gerollte Gewinde. Dabei wird ein mit Gewinden geformtes Werkzeug gegen den bearbeiteten Rohling gepresst und das Material physikalisch verschoben (verdrängt), um die Gewinde zu formen (im Gegensatz zum Gewindeschneiden auf einem CNC-Schweizer Drehautomaten, wo das Gewinde durch Materialabtrag vom Stabstahl entsteht). Rein optisch ist der Unterschied zwischen gerollten und geschnittenen Gewinden schwer zu erkennen.

Pioneer Service hat ein umfangreiches Netzwerk qualifizierter Lieferanten für Projekte mit spezifischen Veredelungsanforderungen entwickelt. Wir haben eine Vielzahl kundenspezifischer Drehkomponenten für Kunden in Luftfahrt, Medizin, Hydraulik, Öl und Gas, Prüf- und Messtechnik sowie Industriemärkten mit einzigartigen Oberflächenveredelungsspezifikationen gefertigt. Wir sind AS9100D und ISO 9001:2015 zertifiziert. Individuelle Scheiben, Bolzen, Poppets, Befestigungselemente, Schrauben, Distanzhülsen, Flansche, Stangen, Buttons, Stehbolzen, Nieten, Knöpfe, Düsenspitzen, Kragen, Kolben, Einsätze, Elektroden, Wellen, Buchsen, Kappen, Hülsen, Ferrules, Stiele, O-Ringe, Stangen, Muttern und Stifte sind nur einige der vielen Teilarten, die wir für unsere Kunden fertigen.