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→Kontaktschmiermittel
flüssige und gasförmige Phase vor allem dann an, wenn dünne Schichten im
μm-Bereich benötigt werden, die nach den üblichen Plattiertechniken nicht
wirtschaftlich herstellbar sind (<xr id="tab:Overview_of_Important_Properties_of_Electroplated_Coatings_and_their_Applications"/><!--(Tab. 7.1)-->). Derartige Schichten erfüllen, abhängig
von ihrer chemischen Zusammensetzung und Dicke, unterschiedliche
Anforderungen. Sie dienen z.B. als Korrosions- und Verschleißschutz oder
!Anwendungsbeispiele
|-
|ColorFarbe|Pleasing appearancegutes Aussehen|Brass plated lamps and furniture hardwarevermessingte Leuchten, Möbelbeschläge
|-
|LusterGlanz|Decorative appearancedekoratives Aussehen, Light reflectionReflexionsvermögen|Chrome plated fixturesverchromte Armaturen, silver coated mirrorsversilberte Spiegel
|-
|Hardness Härte/ Wear ResistanceVerschleißfestigkeit|Prolonging of mechanical wear lifeErhöhung der Standzeit|Hard chrome plated toolshartverchromte Werkzeuge
|-
|Sliding propertiesGleitfähigkeit|Improvement of dry sliding wearVerbesserung der Trockengleiteigenschaften|LeadBlei-tinZinn-copper alloys for slide bearingsKupfer-Legierungen für Gleitlager
|-
|Chemical stabilityChemische Beständigkeit|Protection against chemical effectsSchutz gegen Chemikalieneinwirkung|LeadBlei-Tin coatings as etch resist on PC boardsZinn-Schichten als Ätzresist bei gedruckten Schaltungen
|-
|Corrosion resistanceKorrosionsbeständigkeit|Protection against environmental corrosionSchutz gegen die atmosphärische Korrosion|Zinc coatings on steel partsZinkschichten auf Werkstücken aus Stahl
|-
|Electrical conductivityElektrische Leitfähigkeit|Surface conduction of electrical currentLeitung des elektrischen Stromes auf der Oberfläche|Conductive path on PC boardsLeiterbahnen auf gedruckten Schaltungen
|-
|Thermal conductivityWärmeleitfähigkeit|Improved heat conduction on the surfaceverbesserter Wärmeübergang auf der Oberfläche|Copper plated bottoms for cookwareverkupferte Böden von Töpfen für Elektroherde
|-
|Machining capabilityZerspanbarkeit|Shaping through machiningFormgebung durch spanabhebendes Bearbeiten|Copper coatings on low pressure cylindersKupferschichten auf Tiefdruckzylindern
|-
|Magnetic propertiesMagnetische Eigenschaften|Increase of coercive force Erhöhung der Koerzitivkraft [[#text-reference|<sup>*)</sup>]] |CobaltKobalt-nickel layers on magnetic storage mediaNickel-Legierungen auf Magnetspeichern
|-
|Brazing and solderingLötbarkeit|Brazing without Löten ohne aggressive fluxesFlußmittel|TinZinn-Lead coatings on PC board pathsBlei-Schichten auf Leiterbahnen gedruckter Schaltungen
|-
|Adhesion strengthHaftfähigkeit|Improvement of adhesionVerbesserung der Haftung|Brass coating on reinforcement steel wires in tiresMessingschichten auf Reifeneinlegedraht
|-
|Lubricating propertiesSchmierfähigkeit|Improvement of formabilityVerbesserung der Verformbarkeit|Copper plating for wire drawingVerkupfern beim Drahtziehen
|}
</figtable>
sowie chemischen Verbindungen im Vakuum durch Zufuhr thermischer
oder kinetischer Energie mittels Teilchenbeschuss erfolgt. Dabei unterscheidet
man hauptsächlich vier Beschichtungsvarianten (<xr id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes"/>)<!--(Table 7.6-->:
*Vapor deposition Aufdampfen *Sputtering Kathodenzerstäuben (Cathode atomizationSputtern)*Arc vaporizing Lichtbogenverdampfen *Ion implantationIonenplattieren
In all four processes the coating material is transported in its atomic form to the substrate and deposited on it as a thin layer allen vier Prozessen wird der Schichtwerkstoff unter Vakuum atomar von derQuelle zum Substrat transportiert und dort als dünne Schicht (a few einige nm to approxbis ca. 10 μm)niedergeschlagen.
<figtable id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes">
<caption>'''<!--Table 7.6:-->Characteristics of the Most Important Charakteristische Merkmale der wichtigsten PVD Processes-Verfahren'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!ProcessVerfahren!PrinciplePrinzip!Process Gas PressureProzessgasdruck!Particle EnergyTeilchenenergie!RemarksBemerkungen
|-
|Vapor depositionAufdampfen|Vaporizing in a crucible Verdampfen aus Tiegel (Elektronenstrahl o.<br />(electron beam or resistance heatingWiderstandsheizung)
|10<sup>-3</sup> Pa
|< 2eV
|Separation of alloy components may occurEntmischung bei Legierungen möglich
|-
|Arc vaporizingLichtbogenverdampfen|Vaporizing of the target Verdampfen der Targetplatte<br />plate in an electrical arcmit Lichtbogen
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa
|80eV-300eV
|Very good adhesion due to ion bombardementSehr gute Haftung durch Ionenbeschuss
|-
|SputteringKathodenzerstäuben (Sputtern)|Atomizing of the target plateAtomare Zerstäubung der Targetplatte<br />(cathodeKathode) in a gas dischargeGasentladung
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa
|10eV-100eV
|Sputtering of nonAuch Sputtern von Nichtleitern durch RF-conductive materials possible through RF operationBetrieb möglich
|-
|Ion implantationIonenplattieren|Combination of vapor Kombination aus Aufdampfen<br />deposition and sputteringund Sputtern
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa
|80eV-300eV
|Very good adhesion from ion bombardment but also heating of the substrate materialSehr gute Haftung durch Ionenbeschuss, aber auch Substraterwärmung
|}
</figtable>
<figure id="fig:Principle of sputtering">
[[File:Principle of sputtering.jpg|right|thumb|Principle of sputtering Figure 1: Prinzip der Kathodenzerstäubung; Ar = Argon atomsArgonatom; e = ElectronsElektron; M = Metal atomsMetallatom]]
</figure>
*High purity of the deposit layers Hohe Reinheit der Schichten *Low thermal impact on the substrate Geringe thermische Substratbeeinflussung *Almost unlimited coating materials Beliebige Schichtwerkstoffe *Low coating thickness tolerance Geringe Schichtdickentoleranz *Excellent adhesion Ausgezeichnete Haftfestigkeit (also by using additional intermediate layersauch über zusätzliche Zwischenschichten)
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2"><p class="s8">Substrate MaterialsSubstratwerkstoffe</p></th><th colspan="12"><p class="s8">Coating MaterialsSchichtwerkstoffe</p></th></tr>
<tr><th><p><span>Ag</span></p></th><th><p><span>Au</span></p></th><th><p><span>Pt</span></p></th><th><p><span>Pd</span></p></th><th><p><span>Cu</span></p></th><th><p><span>Ni</span></p></th><th><p><span>Ti</span></p></th><th><p><span>Cr</span></p></th><th><p><span>Mo</span></p></th><th><p><span>W</span></p></th><th><p><span>Ai</span></p></th><th><p><span>Si</span></p></th></tr>
<tr><td><p class="s8">Precious metal Edelmetall/ alloysLegierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">NF metals NE-Metall/ alloysLegierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Fe alloys FE-Legierungen/ stainless steelEdelstahl</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Special metals Sondermetalle (Ti, Mo, W, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Carbide steels Hartmetalle (WC-Co)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Ceramics Keramik (Al<span class="s16"><sub>2</sub></span>O<span class="s16"><sub>3</sub></span>, AlN)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Glasses Gläser (SiO<span class="s16"><sub>2</sub></span>, CaF, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Plastics Kunststoffe (PA, PPS, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr></table>
[[File:K7-gef.png]] can be produced= herstellbar //[[File:K7-leer.png]] can be produced with intermediate layer= mit Zwischenschichten herstellbar
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"
|-
!colspan="2" style="text-align:center"|'''DimensionsAbmessungen'''
|-
|Coating thicknessSchichtdicke:
|10 nm - 15 μm
|-
|Coating thicknesses for contact applicationsSchichtdicke für Kontaktanwendungen:
|0.1 - 10 μm
|}
*Coating thickness Schichtdicke *Solderability Haftfestigkeit *Adhesion strength Porosität *Bonding propertyLötbarkeit*Porosity Bondbarkeit *Contact resistance Kontaktwiderstand
==<!--7.3-->Comparison of Deposition ProcessesVergleich verschiedener Beschichtungsverfahren==The individual deposition processes have in part different performance characteristicsDie einzelnen Beschichtungsverfahren weisen teilweise unterschiedlicheLeistungsmerkmale auf. For each end application the optimal process has to be chosen considering all technical and economical factorsFür jeden Anwendungsfall muss daher das optimaleVerfahren unter Berücksichtigung sämtlicher technischer und wirtschaftlicherRandbedingungen festgelegt werden. The main selection criteria should be based on the electrical and mechanical requirements for the contact layer and on the design characteristics of the contact componentDabei spielen vor allem die elektrischenund mechanischen Anforderungen an die Kontaktschicht und konstruktiveMerkmale des Kontaktteils eine wesentliche Rolle. <xr id="tab:Comparison of different coating processes"/><!--Table 7.7--> gives some indications for a comparative evaluation of the different coating processesenthält einigeAngaben für eine vergleichende Betrachtung der verschiedenenBeschichtungsverfahren.
<figtable id="tab:Comparison of different coating processes">
<caption>'''<!--Table 7.7:-->Comparison of different coating processesVergleich verschiedener Beschichtungsverfahren'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Process Verfahren/ Coating PropertiesSchichteigenschaften!Mechanical Processes Mechanische Verfahren (CladdingPlattieren)!ElectroplatingGalvanische Verfahren!Vaccum Deposition Vakuumtechnische Verfahren (SputteringSputtern)
|-
|Coating materialSchichtwerkstoff|formabe metal and alloysverformbare Metalle und Legierungen|metalsMetalle, alloys only limitedLegierungen in begrenztem Maße|metals and alloysMetalle und Legierungen
|-
|Coating thicknessSchichtdicke
|> 1μm
|0.,1 - approxca. 10 μm <br />(in special cases up to Sonderfällen - 100 μm)|0.,1 approx- ca. 10 μm
|-
|Coating configurationSchichtbelegung|selectivelyselektiv, stamping edges not coatedStanzkanten unbeschichtet|all around and selectivelyallseitig und selektiv<br />stamping edges coatedStanzkanten beschichtet|mostly selectivityüberwiegend selektiv
|-
|AdhesionHaftung|goodgut|goodgut|very goodsehr gut
|-
|DuctilityDuktilität|goodgut|limitedeingeschränkt|goodgut
|-
|PurityReinheit|goodgut|inclusions of foreign materialsEinbau von Fremdstoffen|very goodsehr gut
|-
|PorosityPorosität|goodgut|good for gut > approxca. 1μm|goodgut
|-
|Temperature stabilityTemperaturbeständigkeit|goodvery goodsehr gut|goodgut|very goodsehr gut
|-
|Mechanical wearmechanischer Verschleiß|littlegering|very littlesehr gering|littlegering
|-
|Environmental impactUmweltbelastung|littlegering|significanterheblich|nonekeine
|}
</figtable>
==<!--7.4-->Hot Thermisch verzinnte (-Dipped„feuerverzinnte“) Tin Coated Strip MaterialsBänder==During hot-dip tinning pre-treated strip materials are coated with pure tin or tin alloys from a liquid solder metalBeim Feuerverzinnen werden entsprechend vorbehandelte Bänder mitschmelzflüssigem Lot aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung beschichtet. During overall (or all-around) tinning the stripsthrough a liquid metal meltBeiallseitiger Verzinnung werden die Bänder durch die Metallschmelze gezogen. For strip tinning rotating rolls are partially immersed into a liquid tin melt and transport the liquid onto the strip which is guided above themDabei tauchen Walzen in das schmelzflüssige Lotbad ein und übertragen dasLot auf das darüber geführte Band. Through special wiping and gas blowing procedures the deposited tin layer can be held within tight tolerancesDurch spezielle Abstreif- oder Abblasverfahrenkann die aufgebrachte Lotschichtdicke in engen Toleranzen gehaltenwerden. Hot tinning is performed directly onto the base substrate material without any pre-coating with either copper or nickelDie Feuerverzinnung erfolgt ohne vorausgehende Verkupferung oderVernickelung direkt auf dem Grundmaterial. Special cast-on processes or the melting of solder foils onto the carrier strip allow also the production of thicker solder layers Spezielle Angießverfahren oder dasAufschmelzen von Lot in Folienform ermöglichen auch die Herstellung dickererLotschichten ( > 15 μm).
<br style="clear:both;"/>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"
|-
|Width of tinningBreite der Verzinnung:
|≥ 3 ± 1 mm
|-
|Thickness of tinningDicke der Verzinnung: |1 - 15 μm(übliche Ausführung)
|-
|Tolerances (thickness)Toleranzen: |Je nach Dicke der Verzinnung ± 1 - ± 3 μm depending on tin thickness
|}
*Sie sollen die Kontaktoberfläche gut benetzen; nach dem Gleitvorgang soll sich der Schmiermittelfilm wieder schließen, d.h. mechanische Verletzungen „ausheilen“
*sie dürfen nicht verharzen, sich nicht verflüchtigen und sollen möglichst keine Staubfänger sein
*die Schmiermittel dürfen Kunststoffe nicht anlösen; sie dürfen weder auf Unedelmetallen korrosionsfördernd wirken, noch Spannungsrisskorrosion bei Kunststoffteilen auslösen
*der spezifische Widerstand der Schmiermittel darf - ausgenommen bei festen Schmiermitteln - nicht so niedrig sein, dass benetzte Kunststoffoberflächen ihr Isolationsvermögen verlieren
*der Kontaktwiderstand darf durch den Schmierfilm nicht erhöht werden; infolge seiner verschleißmindernden Wirkung soll der Kontaktwiderstand möglichst über eine lange Betriebsdauer konstant bleiben
Bei Gleitkontaktsystemen mit Kontaktkräften < 50 cN und höherer Geschwindigkeit
werden bevorzugt niederviskose (< 50mPa·s) Kontaktöle eingesetzt. In
Anwendungen, bei denen höhere Kontaktkräfte und höhere Temperaturen
auftreten, kommen bevorzugt Kontaktöle mit höherer Viskosität zum Einsatz.
Kontaktöle eignen sich besonders für Anwendungsfälle mit geringer Strombelastung.
Bei höheren Strömen und beim Auftreten von Kontaktabhebungen
während des Gleitvorganges kann es zu einer thermischen Zersetzung des
Kontaktöles kommen und dadurch die Schmierwirkung verlorengehen.
<figure id="fig:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process">
[[File:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process.jpg|right|thumb|Typical process flow for the Figure 4: Typischer Prozessablauf beim Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS process]]
</figure>
==Referenzen==