Für CNC-gefräste Stahlteile stehen je nach spezifischen Anforderungen und gewünschter Oberflächenbeschaffenheit verschiedene Oberflächenbehandlungen zur Verfügung. Im Folgenden werden einige gängige Oberflächenbehandlungen und ihre Funktionsweise erläutert:
1. Plattierung:
Die Galvanisierung ist das Verfahren, bei dem eine dünne Metallschicht auf die Oberfläche eines Stahlteils aufgebracht wird. Es gibt verschiedene Galvanisierungsverfahren, wie beispielsweise Vernickeln, Verchromen, Verzinken, Versilbern und Verkupfen. Galvanisieren kann eine dekorative Oberfläche erzeugen, die Korrosionsbeständigkeit verbessern und die Verschleißfestigkeit erhöhen. Dabei wird das Stahlteil in eine Lösung mit Ionen des jeweiligen Galvanisierungsmetalls getaucht und anschließend ein elektrischer Strom angelegt, um das Metall auf der Oberfläche abzuscheiden.
Schwarz (Schwarz MLW)
Ähnlich wie: RAL 9004, Pantone Schwarz 6
Klar
Ähnlich: hängt vom Material ab.
Rot (Rot ML)
Ähnlich wie: RAL 3031, Pantone 612
Blau (Blau 2LW)
Ähnlich wie: RAL 5015, Pantone 3015
Orange (Orange RL)
Ähnlich wie: RAL 1037, Pantone 715
Gold (Gold 4N)
Ähnlich wie: RAL 1012, Pantone 612
2. Pulverbeschichtung
Die Pulverbeschichtung ist ein Trockenbeschichtungsverfahren, bei dem ein trockenes Pulver elektrostatisch auf die Oberfläche des Stahlteils aufgetragen und anschließend im Ofen ausgehärtet wird, um eine widerstandsfähige und dekorative Oberfläche zu erzielen. Das Pulver besteht aus Harz, Pigmenten und Additiven und ist in verschiedenen Farben und Texturen erhältlich.
3. Chemische Schwärzung/Schwarzoxid
Die chemische Schwärzung, auch als Schwarzoxidierung bekannt, ist ein Verfahren, bei dem die Oberfläche eines Stahlteils chemisch in eine schwarze Eisenoxidschicht umgewandelt wird. Diese sorgt für ein dekoratives Aussehen und verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Dabei wird das Stahlteil in eine chemische Lösung getaucht, die mit der Oberfläche reagiert und die schwarze Oxidschicht bildet.
4. Elektropolieren
Elektropolieren ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem eine dünne Metallschicht von der Oberfläche eines Stahlteils abgetragen wird, wodurch eine glatte, glänzende Oberfläche entsteht. Dabei wird das Stahlteil in eine Elektrolytlösung getaucht und ein elektrischer Strom angelegt, um die Oberflächenschicht des Metalls aufzulösen.
5. Sandstrahlen
Beim Sandstrahlen werden abrasive Materialien mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Stahlteils geschossen, um Oberflächenverunreinigungen zu entfernen, raue Oberflächen zu glätten und eine strukturierte Oberfläche zu erzeugen. Als abrasive Materialien können Sand, Glasperlen oder andere Strahlmittel verwendet werden.
6. Kugelstrahlen
Durch das Kugelstrahlen erhält ein bearbeitetes Teil eine gleichmäßige, matte oder seidenmatte Oberfläche, wobei die Werkzeugspuren entfernt werden. Dieses Verfahren dient hauptsächlich optischen Zwecken und ist in verschiedenen Körnungen erhältlich, die die Größe der Strahlmittelkugeln angeben. Unsere Standardkörnung ist Nr. 120.
| Erfordernis | Spezifikation | Beispiel eines kugelgestrahlten Teils |
| Streugut | #120 |
|
| Farbe | Gleichmäßige, matte Farbe des Rohmaterials |
|
| Teilabdeckung | Maskierungsanforderungen in der technischen Zeichnung angeben |
|
| Verfügbarkeit von Kosmetika | Kosmetische Behandlung auf Anfrage |
7. Malerei
Lackieren bedeutet, flüssige Farbe auf die Oberfläche des Stahlteils aufzutragen, um eine dekorative Optik zu erzielen und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Der Prozess umfasst die Vorbereitung der Oberfläche, das Auftragen einer Grundierung und anschließend das Auftragen der Farbe mithilfe einer Spritzpistole oder eines anderen Applikationsverfahrens.
8. QPQ
QPQ (Abschrecken-Polieren-Abschrecken) ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren für CNC-bearbeitete Teile, das die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Härte erhöht. Das QPQ-Verfahren umfasst mehrere Schritte, die die Oberfläche des Teils so verändern, dass eine harte, verschleißfeste Schicht entsteht.
Der QPQ-Prozess beginnt mit der Reinigung des CNC-bearbeiteten Teils, um Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend wird das Teil in ein Salzbad mit einer speziellen Abschrecklösung getaucht, die typischerweise aus Stickstoff, Natriumnitrat und weiteren Chemikalien besteht. Das Teil wird auf eine Temperatur zwischen 500 und 570 °C erhitzt und dann in der Lösung rasch abgeschreckt, wodurch eine chemische Reaktion an der Oberfläche des Teils stattfindet.
Beim Abschrecken diffundiert Stickstoff in die Oberfläche des Werkstücks und reagiert mit dem Eisen zu einer harten, verschleißfesten Verbindungsschicht. Die Dicke dieser Schicht kann je nach Anwendung variieren, liegt aber typischerweise zwischen 5 und 20 Mikrometern.
Nach dem Abschrecken wird das Bauteil poliert, um Unebenheiten und Rauheiten an der Oberfläche zu beseitigen. Dieser Polierschritt ist wichtig, da er durch den Abschreckprozess entstandene Defekte und Verformungen beseitigt und so eine glatte und gleichmäßige Oberfläche gewährleistet.
Anschließend wird das Bauteil erneut in einem Salzbad abgeschreckt, wodurch die Verbundschicht angelassen und ihre mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Dieser letzte Abschreckschritt erhöht zudem die Korrosionsbeständigkeit der Bauteiloberfläche.
Das Ergebnis des QPQ-Verfahrens ist eine harte, verschleißfeste Oberfläche des CNC-bearbeiteten Teils mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und verbesserter Lebensdauer. QPQ wird häufig in Hochleistungsanwendungen wie Schusswaffen, Automobilteilen und Industrieanlagen eingesetzt.
9. Gasnitrieren
Gasnitrieren ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, das bei CNC-bearbeiteten Teilen eingesetzt wird, um die Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit zu erhöhen. Dabei wird das Werkstück einem stickstoffreichen Gas bei hohen Temperaturen ausgesetzt, wodurch Stickstoff in die Oberfläche diffundiert und eine harte Nitridschicht bildet.
Das Gasnitrieren beginnt mit der Reinigung des CNC-gefrästen Werkstücks, um Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend wird das Werkstück in einen mit stickstoffreichem Gas, typischerweise Ammoniak oder Stickstoff, gefüllten Ofen gegeben und auf eine Temperatur zwischen 480 und 580 °C erhitzt. Das Werkstück verbleibt mehrere Stunden bei dieser Temperatur, sodass der Stickstoff in die Oberfläche diffundieren und mit dem Material reagieren kann, um eine harte Nitridschicht zu bilden.
Die Dicke der Nitridschicht kann je nach Anwendung und Zusammensetzung des zu behandelnden Materials variieren. Typischerweise liegt die Dicke der Nitridschicht jedoch zwischen 0,1 und 0,5 mm.
Zu den Vorteilen des Gasnitrierens zählen eine verbesserte Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit. Es erhöht außerdem die Beständigkeit des Bauteils gegen Korrosion und Hochtemperaturoxidation. Das Verfahren eignet sich besonders für CNC-gefertigte Teile, die starkem Verschleiß ausgesetzt sind, wie beispielsweise Zahnräder, Lager und andere Komponenten, die unter hohen Belastungen arbeiten.
Das Gasnitrieren findet gängige Anwendung in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Werkzeugindustrie. Es wird auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt, darunter Schneidwerkzeuge, Spritzgussformen und Medizinprodukte.
10. Nitrocarburierung
Die Nitrocarburierung ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren für CNC-bearbeitete Teile, das die Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit erhöht. Dabei wird das Werkstück einem stickstoff- und kohlenstoffreichen Gas bei hohen Temperaturen ausgesetzt. Stickstoff und Kohlenstoff diffundieren in die Oberfläche und bilden eine harte Nitrocarburierungsschicht.
Der Nitrocarburierungsprozess beginnt mit der Reinigung des CNC-gefrästen Werkstücks, um Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend wird das Werkstück in einen Ofen gegeben, der mit einem Gasgemisch aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffen, typischerweise Propan oder Erdgas, gefüllt ist, und auf eine Temperatur zwischen 520 und 580 °C erhitzt. Das Werkstück wird mehrere Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, damit Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberfläche des Werkstücks diffundieren und mit dem Material reagieren können, um eine harte Nitrocarburierungsschicht zu bilden.
Die Dicke der Nitrocarburierungsschicht kann je nach Anwendung und Zusammensetzung des zu behandelnden Materials variieren. Typischerweise liegt die Dicke der Nitrocarburierungsschicht jedoch zwischen 0,1 und 0,5 mm.
Die Vorteile der Nitrocarburierung umfassen eine verbesserte Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit. Zudem erhöht sie die Beständigkeit des Bauteils gegen Korrosion und Hochtemperaturoxidation. Das Verfahren eignet sich besonders für CNC-gefertigte Teile, die starkem Verschleiß ausgesetzt sind, wie beispielsweise Zahnräder, Lager und andere Komponenten, die unter hohen Belastungen arbeiten.
Das Nitrocarburieren findet gängige Anwendung in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Werkzeugindustrie. Es wird auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt, darunter Schneidwerkzeuge, Spritzgussformen und Medizinprodukte.
11. Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung ist ein Verfahren, bei dem das Stahlteil auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend kontrolliert abgekühlt wird, um seine Eigenschaften wie Härte oder Zähigkeit zu verbessern. Zu den Verfahren gehören Glühen, Abschrecken, Anlassen und Normalisieren.
Es ist wichtig, die richtige Oberflächenbehandlung für Ihr CNC-bearbeitetes Stahlteil entsprechend den spezifischen Anforderungen und dem gewünschten Finish auszuwählen. Ein Fachmann kann Ihnen bei der Auswahl der optimalen Behandlung für Ihre Anwendung helfen.