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         ATC Beschichtung

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Die ATC Beschichtung ist eine extrem harte, dichte, präzise, sehr dünne und hochreine Chrombeschichtung, die auf alle Metalle (ausgenommen Magnesium, Titan, Aluminium unter Vorbehalt) durch ein hochenergetisches Verfahren abgeschieden wird.

Da der Prozess durch besondere Technik mit geringer Wärme weit unter 100° C abläuft, ergibt sich keine strukturelle Veränderung der zu beschichteten Materialien.
Die Antriebstechnik ist ein Bereich mit zahlreichen Verschleißproblemen. In vielen Anwendungen reichen bereits einige µm Verschleiß aus um die Funktionsfähigkeit und Lebenszeit von Maschinen und Anlagen erheblich zu beeinflussen.

 

das Verfahren

Schon Mitte des 19. Jahrhunderts wurde über das Abscheiden von Chrom aus Elektrolyten berichtet. Die ATC-Beschichtung wird durch ein hochenergetisches Verfahren abgeschieden. In der Regel wird mit Hilfsanoden gearbeitet, da die Elektrolyte eine schlechte Makrostreufähigkeit haben. Der Vorgang der Chromabscheidung ist bis heute noch nicht eindeutig geklärt und ist erst durch Zusätze von Katalysatoren möglich. Fertigteile oder Halbzeuge werden wegen ihrer Größe, Geometrie oder individuellen Konstruktion auf speziellen Einhängevorrichtungen, sogenannte Racks, befestigt. Zuvor ist jedoch ein exakter Anodenbau, der speziell für jedes Teil angefertigt wird, für die gleichmäßige Stromverteilung zuständig. Danach werden die Gestelle, inklusive Anodenbau von Hand in die Behandlungsbäder abgesenkt. Diese Form der Beschichtung stellt eine sehr arbeitsintensive Fertigung dar, erlangt jedoch dadurch eine sehr hohe Qualität.
 

Da der ATC-Prozess durch eine besondere Technik mit geringer Wärme unter 80° C abläuft, ergeben sich keine strukturellen Veränderungen der zu beschichtenden Materialien. Aufgrund des Maßverchromens sollte ein Schleifen der Schichtdicke auf gar keinen Fall vorgenommen werden.

 

Grundsätzlich gibt es verschiedene Verfahren der Galvanisierung. Die ATC-Beschichtung unterscheidet sich im Verfahren deutlich von der Massengalvanisierung.

 

Fertigteile oder Halbzeuge werden wegen ihrer Größe, Geometrie oder individuellen Konstruktion auf speziellen Einhängevorrichtungen, sogenannte Racks, befestigt. Zuvor ist jedoch ein exakter Anodenbau, der speziell für jedes Teil angefertigt wird, für die gleichmäßige Stromverteilung zuständig. Danach werden die Gestelle, inklusive Anodenbau von Hand in die Behandlungsbäder abgesenkt. Diese Form der Beschichtung stellt eine sehr arbeitsintensive Fertigung dar, erlangt jedoch dadurch eine sehr hohe Qualität.
 

Die verchromungsfähige Oberfläche muss metallisch blank sein.

 

Scharfe Kanten und Ecken sollen wegen ihrer negativen Einflüsse auf die Stromlinienverteilung und dem hieraus resultierenden ungünstigen Schichtaufbau vermieden werden. Durch Abrunden mit möglichst großen Radien werden deutliche Verbesserungen erzielt. Der Oberflächenzustand und die Härte des Grundmaterials besitzt somit einen entscheidenden Einfluss auf die Güte der Hartchromüberzüge. Auf Kundenwunsch können die Teile auch nur partiell beschichtet werden Es gibt einmal die Möglichkeit die Schicht auslaufen zu lassen oder aber das Teil an den Stellen, die nicht beschichtet werden sollen, zu maskieren.

 

die Eigenschaften der ATC Beschichtung

Die ATC-Beschichtung besteht aus über 98% reinem Chrom. Sie ist eine extrem harte, rissfreie, kuppenförmige, präzise, sehr dünne und hochreine Chrombeschichtung, die auf allen Metallen, ausgenommen Magnesium und Titan, Aluminium unter Vorbehalt, durch ein hochenergetisches Verfahren abgeschieden wird. Durch die geringe Prozesstemperatur von unter 80°C, ergibt sich keine Gefügeveränderung des Grundmaterials. Dieser wesentliche Vorteil des Verfahrens gewährleistet Form- und Härtestabilität. ATC-Beschichtungen haben generell das Aussehen von satiniertem Platin. Nach Bedarf und Rücksprache mit ATC kann die Oberfläche auf Spiegelglanz poliert werden.

Oberflächenhärte und Einsatz-Temperatur

Die ATC-Schichthärte beträgt zwischen 75-78 HRc (1200 -1300 HV) und verhält sich in einem Temperaturbereich von ca. –230°C bis +800°C neutral und ohne wesentliche Veränderung von Adhäsion und Struktur.
 
Schichtdicke und Präzision
Die optimalen Schichtdicken liegen zwischen 2 und 12 µm je nach Anforderung der korrosiv oder abrasiv belasteten Teile. Die Masstoleranz auf Flächen und Kanten beträgt je nach Schichtstärke ungefähr ± 1 bis 2 µm, abhängig vom Material, Oberflächenqualität und Geometrie des Teiles. Durch die geringe Schichtstärke und Toleranz entsteht nahezu kein Kantenaufbau.
 
 

Warum ATC-Dünnchrom-Beschichtung

Seit langem ist bekannt das Oberflächen infolge Einwirkung äußerer Einflüsse sich verändern. So verändern sich z.B. metallische Oberflächen, die Kontakt mit strömenden Oberflächen haben, durch Kavitation und Erosion. Oberflächen bewegender Gegenkörper erhalten eine Oberflächenveränderung durch tribologische Schädigungen und Verschleiß.
 
 

Vergleich ATC versus Hartcrom

Die Struktur der konventionellen Chromüberzüge ist meist rissig. Durch diese Rissigkeit bedingt, weisen Hartchromüberzüge im Verbund mit dem Grundmaterial, meist Stahl, eine nicht so gute Korrosionsbeständigkeit auf. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verchromungen kennzeichnet die ATCBeschichtung, eine kuppenförmige Oberfläche ohne Rissbildung und hat dadurch eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit.

 
Die Benetzbarkeit von Chrom ist gering. Durch diese Eigenschaft wird die Korrosionsbeständigkeit zusätzlich gesteigert, da wässrige Medien von der Oberfläche abgewiesen werden.
 
Querschnitt                       Oberfläche
 


Antriebstechnik

Die Werkstoffe von rotierenden Antriebselementen gelten im Hinblick auf statische und dynamische Festigkeit als optimiert. Nachdem die herkömmlichen Ausfallursachen aufgrund von Materialermüdung weiter zurückgehen, tritt immer mehr Verschleiß an der Oberfläche durch metallischen Kontakt auf. Weitere Ursachen die zu einem Ausfall führen können, sind zu hohe Betriebstemperaturen oder niedrigere Drehzahlen und der daraus resultierende Abriss des Schmierfilms, der die Kontaktflächen voneinander trennt.


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Daher gilt es die Oberflächen möglichst in allen Parametern zu optimieren und eine Topographie zu schaffen ohne Mikrorisse, jedoch mit einer noppenförmigen Oberflächenstruktur. Hieraus ergibt sich eine wesentliche Verbesserung von Notlaufeigenschaften bei Mangelschmierung und ungünstigen Einsatzbedingungen. Entsprechend werden unter normalen Bedingungen wesentlich längere Gebrauchsdauern erreicht.
 

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Eine wirtschaftliche Lösung zum erreichen dieser Forderungen bietet die ATC-Armoloy Beschichtung von 0,003 mm bis 0,006 mm.
 
 
Wälzlager
 
Das ATC-Armoloy-Verfahren bietet aufgrund seiner festhaftenden, dünnen und harten Chromschicht insbesondere für Wälzlager einen sehr guten Verschluß- und Korrosionsschutz. Durch die Beschichtung der Laufbahn eines Wälzlagers werden wesentlich höhere Drehzahlen und Lebensdauer bei geringerer Arbeitstemperatur erreicht. Am Beispiel verschiedener Typen von Spindellagern werden obige Vorteile dargestellt.
 

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Erfolgreiche Maßnahmen zur Drehzahlsteigerung zeigt Abb. 1, wobei sich aufgrund der Beschichtung ein erheblicher technischer Fortschritt ergibt.
 

Durch weniger Reibung entsteht eine geringere Temperatur und infolge dessen verbessert sich bei ATC-beschichteten Spindellagern das Abrollverhältnis, (siehe Abb. 2).

 

Luft- und Raumfahrt

Auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt sind die Werkstoffeigenschaften von besonderer Bedeutung. Anforderungen an das Grundmaterial im Hinblick auf Härte, Ermüdungsfestigkeit, Bruchzähigkeit und Maßstabilität werden mit Materialien wie 80MoCrV4216 (M 50) oder X 102 CrMo17 (AISI 440C) ausreichend erfüllt.


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Trotzdem sind weitere reibungs- und verschleißmindernde Maßnahmen erforderlich, die Zuverlässigkeit und besseres Leistungsvermögen ermöglichen.

 

Mit großem Erfolg wurde dieses mit der ATC-Beschichtung bei Gelenklagern für Landeklappen, Hauptwellenlager, Helicopterlagerungen, Hochdruckturbopumpen auch oft in Verbindung mit keramischen Komponenten erreicht.
 

Durch Vor- und Nachtemperverfahren mit den jeweiligen Material angepassten Prozessen wird eine Wasserstoffversprödung vermieden. Das ATC-Armoloy Verfahren entspricht den Forderungen vieler Normen und Spezifikationen. Es ist nach AMS 2438 A, als auch nach AMS QQ-C-320, AMS 2406 G und MIL-ST D sowie nach vielen Firmenspezifikationen getestet und freigegeben.

 

Weitere Anwendungsgebiete sind: Flüssigkeitspumpen, Vakuumtechnik, Gasturbinen, Rennwagenbau, Anlagenbau, Maschinenbau, Kugelgewindetriebe u.v.m.
 

 

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Stand: 29. November 2013                                               zur Übersicht

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