Verchromung

Was ist eine Verchromung?

Verchromung ist ein Verfahren, bei dem die Oberfläche eines Metallprodukts mit Chrom beschichtet wird.

Verchromungen zeichnen sich durch ihre Härte, hohe Verschleißfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und hohen Glanz aus. Sie werden häufig für Außenteile von Autos und Motorrädern sowie für dekorative Gegenstände wie Haushaltsgeräte und Möbel verwendet.

Es gibt zwei Arten von Verchromungen: dekorative Verchromungen und Hartverchromungen. Die dekorative Verchromung zeichnet sich durch einen schönen Glanz aus und wird hauptsächlich für dekorative Gegenstände verwendet. Hartverchromung hingegen wird für Industrieprodukte verwendet, weil sie hart und verschleißfest ist und Oberflächen nicht so leicht beschädigt.

Früher wurde sechswertiges Chrom verwendet, aber heute wird zunehmend dreiwertiges Chrom eingesetzt. Der Grund dafür ist, dass sechswertiges Chrom schädlich für den menschlichen Körper ist und die 2006 von der Europäischen Union (EU) in Kraft gesetzte RoHs-Richtlinie Beschränkungen für die Verwendung gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten festlegt. Es wird erwartet, dass künftige Veränderungen der gesellschaftlichen Bedingungen umweltfreundlichere Technologien erfordern werden.

Anwendungen von Verchromungen

Hartverchromungen und dekorative Verchromungen haben unterschiedliche Anwendungen.

1. Hartverchromung

Sie werden in industriellen Geräten verwendet, bei denen Verschleißfestigkeit und geringer Verschleiß erforderlich sind. Beispiele für die Verwendung von Verchromungen sind Teile von Automotoren, Walzen für das Metallwalzen usw., Gussformen und Bohrerschneiden.

Dekorative Verchromung

Wird auf Teilen verwendet, bei denen Korrosionsbeständigkeit und ein schönes, glänzendes Design erforderlich sind. Beispiele für die Anwendung der Verchromung sind Außenteile von Autos und Motorrädern, Wasserarmaturen und dekoratives Zubehör.

Funktionsweise der Verchromung

Die grundlegendste Methode des Verchromens ist die Verwendung einer Lösung, die als Sargent-Bad bekannt ist. Die typische Zusammensetzung eines Sargent-Bades ist 250 g/l Chromsäureanhydrid und 2,5 g/l Schwefelsäure.

Das zu beschichtende Produkt wird als Kathode und die Bleilegierung als Anode verwendet. Durch Anlegen eines Gleichstroms an beide Pole kommt es an der Kathode zu einer Reduktionsreaktion und zur Abscheidung von Chrom.

Weitere Informationen zur Verchromung

1. Das Verfahren der Hartverchromung

Das Hartverchromen wird häufig auf Stahlteilen durchgeführt. Die Verfahren zum Hartverchromen sind wie folgt:

1. Oberflächenveredelung
2. Reinigung der Oberfläche
3. Maskieren
4. Vorrichtungsmontage
5. Eloxieren
6. Verchromen
7. Endbearbeitung

2. Dekorative Verchromung

Beim dekorativen Verchromen werden nicht nur metallische Werkstoffe, sondern auch Kunststoffteile als Materialien verwendet. Auf die Zwischenbeschichtung mit Kupfer und Nickel folgt die Verchromung.

1. Veredelung der Oberfläche
2. Reinigung der Oberfläche
3. Abdecken
4. Vorrichtungsmontage
5. Eloxieren
6. Verkupfern
7. Vernickeln
8. Verchromen
9. Endbearbeitung

3. Gefahren der Verchromung

Chrom wird in Abhängigkeit von der Oxidationszahl in dreiwertiges und sechswertiges Chrom eingeteilt. Sechswertiges Chrom ist ein Stoff, der gemäß den RoHS- und RoHS2-Richtlinien aufgrund der gemeldeten Umweltverschmutzung und Toxizität für den menschlichen Körper verboten ist. Zu den spezifischen Beispielen für die Toxizität von sechswertigem Chrom gehören Schäden an Haut und Schleimhäuten, an denen sechswertiges Chrom haftet, sowie Leber- und Nierenversagen.

Bei der Verchromung ist die Verwendung von sechswertigem Chrom seit jeher die Norm. In den letzten Jahren ist jedoch die Toxizität von sechswertigem Chrom allgemein bekannt geworden, so dass Beschichtungsverfahren, die dreiwertiges Chrom als Alternative verwenden, in Gebrauch gekommen sind.

Die Verchromung mit dreiwertigem Chrom ist in Bezug auf die Gleichmäßigkeit überlegen, und es wurden auch Verfahren entwickelt, die eine Korrosionsbeständigkeit bieten, die derjenigen herkömmlicher Verfahren gleichwertig ist. Da es für den menschlichen Körper unschädlich ist, handelt es sich außerdem um ein einfach zu handhabendes Beschichtungsverfahren.

4. Rost und Mikrorisse in der Verchromung

Es ist bekannt, dass in der Verchromung Risse, so genannte Mikrorisse, auftreten können. Diese Risse reichen von der Oberfläche bis ins Innere und lassen Feuchtigkeit und Schmutz von der Oberfläche her eindringen. Dadurch können Feuchtigkeit und Schmutz in das innere Material eindringen, was zu Korrosion führt.

Andererseits wird angenommen, dass diese Struktur auch das Fortschreiten der Korrosion hemmt. Betrachtet man das Chrom als Anode und das Metall im Inneren als Kathode, so bildet sich eine Korrosionszelle, in der die verschiedenen Metalle aufgrund von Feuchtigkeit und Schmutz in indirektem Kontakt zueinander stehen. Der in einer Korrosionszelle fließende Strom ist proportional zur Oberfläche, so dass sich bei großen Rissen der Strom dort konzentriert und die Korrosion schnell voranschreitet.

Bei zahlreichen kleinen Rissen, wie z. B. Mikrorissen, verteilt sich der Strom auf die einzelnen Stellen, wodurch der Korrosionsprozess verlangsamt wird. Daher geht man davon aus, dass diese Art von Struktur die Gesamtkorrosion verringern kann. Zu den Gegenmaßnahmen gegen die Korrosion selbst gehören die Erhöhung der Dicke der verchromten Schicht und das Aufbringen eines anderen Metalls, z. B. einer Vernickelung, unter der verchromten Schicht.

Es ist bekannt, dass die Anzahl und Größe der Mikrorisse mit der Temperatur des Beschichtungsbades und der Stromdichte während des Verchromungsprozesses korreliert. So kann beispielsweise eine höhere Badtemperatur die Anzahl der Risse verringern. Ist die Temperatur jedoch zu hoch, wird die Beschichtung weich und erreicht nicht die gewünschten Eigenschaften.