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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nach- und/oder Ausbesserung
von kleinen Oberflächenschäden in einer
großformatigen
Pressplatte oder einem Endlosband aus Stahlblech mit einer strukturierten
Oberfläche
zur Oberflächenprägung von
Holzwerkstoff- oder Laminatplatten, wobei die schadhafte Oberfläche einer
mikrogalvanischen Behandlung unterzogen wird.
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Bei
der Herstellung von Möbeln,
beispielsweise Küchenmöbeln, werden
strukturierte Oberflächen
benötigt,
die einerseits ein ansprechendes Aussehen aufweisen und andererseits
pflegeleicht zu behandeln sind. Zu diesem Zweck werden kunststoffbeschichtete
Holzwerkstoff- oder Laminatplatten eingesetzt, die eine eingeprägte Struktur
auf ihrer Oberfläche
erhalten, wobei das Einprägen
einer solchen Struktur mit Hilfe von großformatigen Pressblechen oder
Endlosbändern
erfolgt. Aus den vorgenannten Gründen
unterliegen die Pressbleche bzw. Endlosbänder daher einer sehr starken
Beanspruchung und es kann immer wieder vorkommen, dass beispielsweise
in dem Holzwerkstoff oder Laminat harte Einschlüsse vorhanden sind, welche
die Pressbleche oder Endlosbänder
auf ihrer Oberfläche
leicht beschädigen.
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Die
fertiggestellten Pressbleche werden in eine Pressvorrichtung eingebaut,
mit der die kunststoffbeschichteten Möbelbauplatten oder dergleichen gefertigt
werden. Hierzu werden beispielsweise umlaufende Endlosbänder eingesetzt,
die eine kontinuierliche Fertigung ermöglichen, wobei zwischen den Endlosbändern das
Pressgut zu Platten gepresst und die Oberfläche strukturiert wird. Zu diesem
Zweck weisen die Endlosbänder
bzw. Pressplatten die bereits erwähnte Oberflächenstruktur auf, die in das Presslaminat
eingeprägt
wird. Vorhandene Oberflächenschäden werden
insofern in das Pressgut mit eingeprägt, falls vorhanden, sodass
die hergestellten eventuell teilweise beschädigten Platten nicht im vollen
Umfang zur weiteren Fertigung eingesetzt werden können. Aus
diesem Grunde ist es besonders wichtig, dass die verwendeten Pressbleche
bzw. Endlosbänder
absolut einwandfreie Oberflächen
aufweisen, um entstehende Verschnitte so klein wie möglich zu
halten. Es lässt
sich jedoch nicht immer vermeiden, dass bei der Herstellung der
Pressplatten bzw. Endlosbänder
oder während
der Benutzung im Presswerk kleinere Oberflächenschäden entstehen, beispielsweise
Risse, Eindrücke,
Lunker oder dergleichen. Die Oberflächenschäden dieser Art sind meist sehr
klein mit einer Schadensfläche
von 1 bis 14 mm2 und können hierbei im Stahlblech
selbst, in der strukturierten Metallbeschichtung, in der Hartchromschicht
oder gegebenenfalls in allen Schichten auftreten.
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Eine
derartige Beschädigung
wird bei späteren
Pressvorgängen
unmittelbar auf die Holzwerkstoff- oder Laminatplatten übertragen,
sodass die Oberflächenstruktur
fehlerhaft ist und nach einem entsprechenden Zuschnitt gegebenenfalls
in exponierter Position sichtbar wird. Zur Vermeidung eines größeren Verschnitts
ist es daher erforderlich, vorhandene Beschädigungen in den Pressplatten
oder Endlosbändern
auszubessern. Dadurch, dass die Pressbleche beispielsweise aus Stahl-
oder Messingblech mit einer strukturierten Oberfläche bestehen
oder aus einer mit Kupfer oder Messing beschichteten Stahlplatte,
wobei die Oberflächenstrukturierung
in die weichere Beschichtung eingearbeitet ist, die anschließend mit
einer Hartverchromung versehen wird, ist ein aufwendiges Verfahren
erforderlich, um die Beschädigung
zu beseitigen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird bei großformatigen
Pressplatten oder Endlosbändern angewendet,
um diese Oberflächenschäden oder Schadstellen
nachzubearbeiten, sodass die relativ teuren Pressplatten bzw. Endlosbänder weiterhin verwendet
werden können.
Oberflächenschäden können beispielsweise
bereits bei der Strukturierung der Pressplatten oder Endlosbändern entstehen
oder beim späteren
Arbeitseinsatz. Zu diesem Zweck werden die Pressplatten oder Endlosbänder gegebenenfalls
zur Nachbearbeitung nochmals in das Herstellungswerk zurückgesandt.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Pressplatten oder Endlosbänder aus Stahlblech
oder Messingblech, die unmittelbar auf ihrer Oberfläche einer
Strukturierung aufweisen. Die Oberflächenstrukturierung wird hierbei
entsprechend den Kundenwünschen
aus einer Vielzahl von Mustern ausgewählt.
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Eine
Nachbesserung während
der Herstellung der Pressblech bzw. Endlosbänder ist entweder gar nicht
möglich
oder sehr zeitaufwendig und damit entsprechende teuer. Handelt es
sich um Schäden
in den noch nicht beschichteten Stahlblechen, kann zwar gegebenenfalls
eine Schadensbehebung durch ein- oder mehrmaliges Abätzen erfolgen,
doch entstehen dabei Reparaturkosten die in etwa gleich oder höher sind,
als die Beschaffungskosten neuer Pressbleche oder Endlosbänder. Reichen
die vorhandenen Schäden
bis in die Hartchromschicht oder gegebenenfalls in die Stahlschicht
hinein, lassen sich diese zwar ausbessern, indem die Chromschicht
und die Stahlschicht über
die gesamte Fläche
völlig
abgebeizt wird und anschließend
die letzte Oberfläche neu
mit Kupfer oder Messing beschichtet und verchromt wird, doch ist
diese Maßnahme
ebenfalls sehr aufwendig und teuer.
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Zur
Beseitigung derartiger Schäden
ist es beispielsweise aus dem Taschenbuch für Galvanotechnik, Band 1, 1988,
Seite 472 bekannt, eine Anode mit einem Tampon zu verbinden, der
mit Elektrolyt getränkt
ist. Der Tampon wird ständig
mit frischen Elektrolyt versorgt und muss ständig intensiv bewegt werden.
Kleinere Schadstellenflächen
zwischen etwa 1 und 14 mm2 lassen sich mit
diesem Verfahren jedoch nicht ordnungsgemäß nach- oder ausbessern.
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Ferner
ist zur elektrolytischen Metallabscheidung aus der
DE 81 29 270 U1 ein Handgerät bekannt,
dass mit einer Kunststofffaserelektrode versehen ist, die in einer
anodisch geschalteten Manschette aus Platin steckt. Die Faserelektrode
wird in Elektrolyt getränkt
und reibend auf der Schadstelle bewegt. Aus der
WO 900 40 52 A1 ist ebenfalls
ein Handgerät
mit einer Metallelektrode bekannt, die über ein auf die Schadstelle
aufgelegtes und mit Elektrolyt getränktes Filterpapier reibend
bewegt wird. Beide Geräte
dienen der Tampongalvanisierung, bei der die Geräte reibend über der Schadstelle bewegt
werden müssen.
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Ferner
ist aus der deutschen Patentschrift
DE
195 48 198 ein Verfahren zur Nach- und/oder Ausbesserung
von kleineren Oberflächenschäden bekannt,
bei dem jede Schadstelle durch eine Maske eingerahmt, gebeizt und
galvanisch aufgekupfert wird. Die Aufkupferung erfolgt hierbei mikrogalvanisch,
indem auf jede eingerahmte und eingebeizte Schadstelle des kathodisch
geschalteten Blechs eine galvanische Kupferlösung aufgetragen und in diese eine
anodisch geschaltete Elektrodenspitze eingetaucht wird. Nach Auffüllung der
Schadfläche
kann diese entsprechend vorhandenen Oberflächenstruktur nachstrukturiert
und weiteren Bearbeitungsvorgängen,
beispielsweise einer Hartverchromung, unterzogen werden. Als nachteilig
hat sich jedoch erwiesen, dass bei wiederholten Ausbesserungsvorgängen und
insbesondere einer Entfernung der Hartverchromung die mit Kupfer
aufgefüllten
Schadstellen ebenfalls ausgewaschen werden und somit eine nochmalige
Nachbehandlung der bereits vorhandenen Schadstellen erforderlich
ist. Somit nimmt im Laufe der Zeit die Anzahl der Schadstellen und
erforderlichen Nachbehandlungen kontinuierlich zu und lässt sich
somit nicht mehr wirtschaftlich ausbessern.
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Aus
der Schriftenreihe Galvanotechnik, Band 2 „Das Tampongalvanisieren" ist die Ausbesserung
von kleineren Schäden
an Stahloberflächen
mit Tamponelektroden beschrieben. Hierbei werden die Elektrolyten
zur Anlagerung von Kupfer oder Nickel eingesetzt, die die bereits
aufgeführten
Nachteile aufweisen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Nach- und/oder Ausbesserung
von Oberflächenschäden aufzuzeigen,
bei dem eine Ausbesserung der Schadstellen mit einer längeren Standzeit
möglich
ist.
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Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
der Aufgabe vorgesehen, durch die Verwendung einer Eisen, Nickel
und Chrom oder Eisen und Nickel enthaltenden Elektrolytlösung, welche
ein Mischungsverhältnis
der in Lösung
befindlichen Metallionen aufweist, dass dem Legierungsverhältnis der
Metalle des Basismaterials der Pressplatte oder des Endlosbands entspricht
und zum Aufbau einer Füllschicht
der schadhaften Oberfläche
verwendet wird.
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Eisenhaltige
Elektrolytlösungen
besitzen beispielsweise den Vorteil, dass keine farblichen Abweichungen,
gegenüber
den nicht schadhaften Stellen entstehen und herkömmliche Verchromungsverfahren
angewendet werden können,
ohne dass bei späteren
Verchromungsverfahren die Schadstelle ausgewaschen und damit wieder
sichtbar wird. Der zur Auffüllung
der Schadstelle vorgesehene Schichtaufbau mit eisenhaltigen Elektrolytlösungen bewirkt
im Weiteren eine erhöhte
Widerstandsfähigkeit
und somit eine wesentlich längere
Standzeit der Pressplatte bzw. des Endlosbandes. Durch den Elektrolyten
bzw. die Elektrolytlösung
wird hierbei eine Anlagerung von Eisen-, Nickel- und/oder Chrom-Metallionen
verursacht, sodass die vorhandenen Beschädigungen durch eine Anlagerung
von einem Gemisch aus Eisen, Nickel und Chrom ausgeglichen wird
und damit bevorzugt bei der Behandlung von aus Stahl bestehenden
Pressplatten oder Endlosbändern
eingesetzt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich daher bevorzugt zur Auffüllung von Schadstellen bei
direkt strukturierten Stahl-Pressplatten oder Stahl-Endlosbändern, wobei
entsprechend der weiteren Bearbeitungsvorgänge unterschiedliche Elektrolyten
unter unterschiedlichen Randbedingungen eingesetzt werden können, sodass
beispielsweise verschiedene Härtegrade
der Füllschicht
oder Schutzschicht erreichbar sind. Das Verfahren kann aber auch
beispielsweise dort eingesetzt werden, wo bereits eine Auffüllung mit
Kupfer erfolgt ist, und zwar wird zu diesem Zweck eine Nickelschicht
zuvor aufgetragen, die anschließend
mit einer aus Eisen-, Chrom und/oder Nickelionen bestehende Beschichtung
versehen und einer Hartverchromung unterzogen wird.
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Das
optimale Verfahren für
Metallfüllungen bei
direkt strukturierten Bändern
muss eine mittelharte und vor allen Dingen verchrombare Schicht
abscheiden, die noch mechanisch nachbearbeitet werden kann (Handstrukturierung).
Für Schutzreparaturen
bei direkt strukturierten Bändern
muss eine dünne,
weiche und verchrombare Schicht abgeschieden werden, die gegebenenfalls
noch mechanisch bearbeitbar ist. Für Finishreparaturen bei Aufarbeitungsbändern muss
demgegenüber
eine dünne
und zugleich harte Schicht abgeschieden werden. Bei Schutzreparaturen
vor einer Standardverchromung muss ebenfalls eine dünne und
zugleich weiche Schicht abgeschieden werden, die mechanisch noch bearbeitbar
ist.
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Zur
Anlagerung von Eisen-, Nickel-, Chromverbindungen wird hierbei bis
zu einer Schadensfläche
von maximal 30 mm2 eine feststehende Elektrode,
beispielsweise eine Tamponelektrode, eingesetzt. Hierbei erfolgt
das Reparaturverfahren nach dem Ende der Oberflächenstrukturierung, das bedeutet
einer vorgenommenen Ätzung
und gegebenenfalls einem mechanischen Polieren der Pressplatte bzw.
des Endlosbands. Eine Vorbehandlung der schadhaften Oberfläche kann
beispielsweise durch eine mechanische Säuberung und Reinigung durch
Methanol erfolgen, anschließend
wird zur Entfettung ein Reinigungselektrolyt mit Hilfe der Mikrogalvanisierungsvorrichtung
verwendet. Danach wird zur weiteren Vorbehandlung der schadhaften
Oberfläche
ein Elektrolyt verwendet, der zum Aktivieren von Stahl- oder Chromoberflächen eingesetzt
wird. Bei der Reparatur, von bereits aufgekupferten Schadstellen
wird anschließend
vorzugsweise ein Nickelelektrolyt eingesetzt, um eine Nickelbeschichtung
vorzunehmen, damit eine weitere Aufarbeitung mit einem Stahlelektrolyten
erfolgen kann und später bei
einer Hartverchromung nicht zu Auswaschungen führt. Je nachdem wie die weitere
Behandlung der schadhaften Oberfläche erfolgen muss kann eine Auswahl
der verwendeten Elektrolyten erfolgen. Im Fall einer erforderlichen
Nachstrukturie rung kann beispielsweise ein Weichchromelektrolyt
eingesetzt werden, der einer späteren
Nachbehandlung, nach erfolgter Strukturierung, unterzogen wird.
Für den Fall,
dass eine Nachstrukturierung nicht erforderlich ist, kann zur Behandlung
der schadhaften Oberfläche ein
Hartchrom- oder Stahlelektrolyt verwendet werden, wobei der Stahlelektrolyt
an die Legierungszusammensetzung des Basismaterials angepasst ist. Je
nach Anwendung wird eine Abscheidung einer circa 20 bis 30 μm dicken
und circa 47 bis 60 HRC weichen bzw. harten stahlähnlichen
Füll- bzw.
Schutzschicht vorgenommen. Nach der erfolgten Auffüllung wird
die Oberfläche
partiell von Hand nachstrukturiert, um anschließend beispielsweise eine Hartverchromung
vorzunehmen, wobei die Pressplatte bzw. das Endlosband nach dem
Nachstrukturieren ganzflächig
hartverchromt und poliert wird.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, dass unterschiedliche
Elektrolyten einzeln oder in Kombination nacheinander zur Behandlung
der schadhaften Oberfläche
eingesetzt werden. Ein Stahlelektrolyt, bestehend aus einer Eisen,
Nickel und Chrom oder Eisen und Nickel enthaltenen Elektrolytlösung, kann
beispielsweise bei einer Temperatur von 47 bis 50° C mit einer
Stromdichte von 6 mA/mm2 verwendet werden.
Demgegenüber
kann ein sulfathaltiger Weichchromelektrolyt bei einer Temperatur
von 58 bis 60°C
und einer Stromdichte von 0,3 mA/mm2 verwendet
werden. Ein sulfatsulfonsäurehaltiger
Hartchromelektrolyt kann ferner bei einer Temperatur von 70 bis
73°C mit
einer Stromdichte von 4 mA/mm2 eingesetzt
werden, während
ein zur Auffüllung
der schadhaften Oberfläche
verwendeter Stahlelektrolyt beispielsweise mit einer Stromdichte zwischen
1,5 bis 4 mA/mm2 bei einer Temperatur von 47
bis 50°C
eingesetzt wird.
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Durch
die verschiedenen Elektrolyten gestattet das erfindungsgemäße Verfahren
eine sehr einfache und preiswerte partielle Nachbehandlung bzw. Ausbesserung
kleinerer Oberflächenschäden in den Pressplatten
und Endlosbändern,
die zu dem aufgrund der verwendeten Elektrolyten mit einer Anlagerung
von Eisen-, Nickel- und Chrom zu den erwähnten Vorteilen führt und
ferner eine mehrmalige Hartverchromung nach bekannten Verfahren,
beispielsweise dem Brunner-Verfahren ermöglicht, ohne dass die aufgefüllten Materialien
herausgewaschen werden.
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Die
eigentliche mikrogalvanische Behandlung der schadhaften Stellen
erfolgt in Abhängigkeit von
der Stromstärke
und ist zeitlich befristet, wobei die Dauer der Behandlung nicht
von der Elektrolytmenge bestimmt wird, sondern der Elektrolyt in
ausreichender Menge zur Verfügung
steht bzw. gegebenenfalls nachgefüllt wird.
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Zur
Anwendung des Verfahrens wird eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung
verwendet, wobei jede schadhafte Oberfläche durch eine Maske eingerahmt
wird, sodass die verwendete Elektrolytlösung die Schadstelle vollständig benetzt,
wobei eine feststehende Elektrode in die Elektrolytlösung eintaucht und
wobei ein umpolbarer Gleichrichter verwendet wird, der einerseits über eine
Elektrode und andererseits mit einer Anschlussklemme mit dem Stahlblech verbunden
ist. Die Maske schützt
hierbei die unbeschädigten
Randzonen der Schadstellen vor den galvanischen Lösungen und
begrenzt den aufzufüllenden
schadhaften Bereich. Hierbei nimmt die Maske den verwendeten Elektrolyten
in ausreichender Menge auf, welches beispielsweise durch einen mehrlagigen
Aufbau der Maske gewährleistet
ist. Gegenüber bisher
bekannt gewordenen Verfahren wird die elektrolytische Behandlung
entsprechend dem Abscheidungsprozess zeitlich befristet und nach
Beendigung des Verfahrens der restliche Elektrolyt entfernt und die
ehemals schadhafte Stelle durch Spülen nachbehandelt, damit die
Pressbleche bzw. Endlosbänder der
weiteren Bearbeitung zugeführt
werden können. Diese
kann beispielsweise in einer Nachstrukturierung oder einer Hartverchromung
bestehen.
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Die
Maske besteht hierbei aus einer unteren Klebeschicht, die unmittelbar
auf die Pressplatte bzw. das Endlosband aufgeklebt wird und einer
auf die Klebeschicht aufgesetzten mehrlagigen Maskenstruktur, damit
der Elektrolyt in ausreichender Menge aufgenommen werden kann. Voraussetzung
hierzu ist, dass das Material der Maske temperaturbeständig ist,
weil die verwendeten Elektrolyten bei einer Temperatur von 47 bis
73°C eingesetzt
werden. Die Elektrode besteht aus einer tellerförmigen Tamponelektrode, die
feststehend in den Elektrolyten eintaucht, wobei die Anodenfläche zur
Kathodenfläche ein
Verhältnis
1:0,9 aufweisen sollte.
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Durch
das mikrogalvanische Reparaturverfahren lassen sich die Pressbleche
und Endlosbänder
in vorteilhafter Weise bei ihrer Fertigung in allen Bearbeitungszuständen nachbessern
oder es können
gegebenenfalls im Einsatz beschädigte
Pressbleche und Endlosbänder
einer Nachbehandlung unterzogen werden. Eine Nachstrukturierung
erfolgt hierbei immer entsprechend der vorhandenen Oberflächenstrukturierung,
sodass für
einen Betrachter die Schadstellen nach der Behandlung nicht mehr
erkennbar sind und insbesondere durch die Verwendung angepasster
Elektrolyten auch keine Farbabweichung vor und nach der Verchromung
sichtbar ist.
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Die
Erfindung wird im Weiteren an den nachfolgend aufgeführten Beispielen
näher erläutert:
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Beispiel 1:
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Nachzubessern
ist eine Pressplatte oder ein Endlosband mit einer direkt strukturierten
und mechanisch polierten Stahloberflächenschicht, mit einer Fehlstellentiefe > 25 μm durch Ätzfehler,
mechanische Beschädigungen
oder Materialfehler. Die Schadfläche
wird zunächst
mechanisch gesäubert und
deoxidiert sowie mit Methanol gereinigt und anschließend eine
mehrlagige Maske im Umkreis der Fehlstelle aufgeklebt, welche die
Schadstelle einrahmt, wobei die Überlappung
nicht mehr als 0,5 mm ringsherum betragen soll. Anschließend wird
die Maske mit einem Reinigungselektrolyten aufgefüllt und
eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung angebracht, wobei eine feststehende
Tamponelektrode in den Reinigungselektrolyten eintaucht, die kathodisch geschaltet
ist. Bei einer Stromdichte von etwa 4 mA/mm2 bei
einer Spannung von 10 Volt wird bei Raumtemperatur für ca. 60
Sekunden die Mikrogalvanisierungsvorrichtung zur Entfettung eingesetzt. Danach
wird der restliche Elektrolyt entfernt und die Schadstelle gespült.
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Nach
dem Spülen
wird die Schadstelle mit einem weiteren Elektrolyten aktiviert,
wobei der Aktivierungselektrolyt, beispielsweise eine hydrogenbifluoridhaltige
Aktivierungslösung
in die bestehende Maske gefüllt
wird. Die Aktivierung erfolgt kathodisch mit einer Stromdichte von
4 mA/mm2 und einer Spannung von 8 Volt für die Dauer
von 60 Sekunden bei Raumtemperatur und anschließend im stromlosen Zustand
für die
Dauer von 180 Sekunden bei Raumtemperatur. Nach einer Spülung findet
eine Unternickelung mit einem Nickelelektrolyten statt, wobei die verwendete
Tamponelektrode kathodisch geschaltet mit einer Stromdichte von
4 mA/mm2 und einer Spannung von 8 Volt für einen
Zeitraum von 45 Sekunden bei Raumtemperatur eingesetzt wird. Hierbei
erfolgt die Anlagerung einer Schichtdicke von ca. 0,4 μm. Nach Beendigung
der Unternickelung wird der Nickelelektrolyt entfernt, ohne dass
eine weitere Spülung
erfolgt.
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Eine
Auffüllung
der Fehlstelle erfolgt nach dem Anbringen einer neuen Maske mit
einem stahlähnlichen
Elektrolyten und einer Tamponelektrode in einem Abstand von min.
3 mm zur Metalloberfläche,
wobei eine kathodische Polung erfolgt und bei einer Stromdichte
von 4 mA/mm2 und einer Spannung von 10 Volt
der Strom in einem Zeitraum von 8 Minuten langsam hochgeregelt wird.
Die Auffüllung findet
hierbei bei einer Elektrolyttemperatur von 48–50° statt und bewirkt eine abgeschiedene Schichtdicke
von ca. 25 μm.
Anschließend
findet eine Spülung
der Schadstelle statt und eine mechanische Überprüfung, ob die Metallfüllung ausreichend
für eine
anzubringende Handstrukturierung ist. Sollte die Schichtdicke noch
nicht ausreichend sein, müssen die
letzten Verfahrensschritte nochmals wiederholt werden, bis eine
ausreichende Schichtdicke vorhanden ist. Ist die Vertiefung der
Schadstelle ausreichend mit einer Stahl-Beschichtung ausgefüllt, wird der
Elektrolyt abgetupft, die Maske entfernt und die aufgefüllte Schadstelle
gründlich
gewaschen. Es schließt
sich eine Handstrukturierung und mechanische Polierung an. Das nachgebesserte
Pressblech bzw. Endlosband wird anschließend in üblicher Weise ganzflächig hartverchromt,
beispielsweise nach dem Brunner Verchromungsverfahren.
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Das
neue Reparaturverfahren basiert auf Abscheidung einer 20–30 μm dicken
und ca. 47 HRC weichen stahlähnlichen
Füllschicht,
die sich bei anodischer Polung im Chrombad nach dem Brunner Verchromungsverfahren ähnlich dem
Bandstahl verhält und
die bei der anschließenden
Chrommetallisierung optisch übereinstimmende
Oberflächen
ergeben. Die chemische Zusammensetzung des Stahl-Elektrolyten wurde
hierbei so fest gelegt, dass die erfolgte Metallabscheidung eine ähnliche
Legierungszusammensetzung wie der Bandstahl in Form von Eisen, Chrom
und Nickel besitzt. Das vorgenannte Reparaturverfahren wird nach
Ende der Strukturierung, also einem Ätzen und mechanischer Politur,
durchgeführt, wobei
die Härte
der Stahl-Füllschicht
nicht beeinflusst werden kann. Bei einer späteren notwendigen elektrolytischen
Entchromung wird hierbei die Füllschicht
nicht angegriffen, sodass die verwendete Pressplatte oder das Endlosband
mehrmals verchromt werden kann.
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Beispiel 2
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Nachzubessern
ist eine Pressplatte oder ein Endlosband mit einer direkt strukturierten
und mechanisch polierten Stahloberflächenschicht, welche durch Ätzfehler,
mechanische Beschädigungen
oder Materialfehler entstanden sind, wobei eine vorherige Auffüllung mit
Kupfer und eine Nachstrukturierung von Hand mit anschließender Politur
erfolgt ist. Die Schadfläche
wird zunächst
mit Methanol gereinigt und anschließend eine mehrlagige Maske
gemäß Beispiel
1 aufgeklebt. Anschließend
wird die Maske mit einem Reinigungselektrolyten aufgefüllt und
eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung angebracht, wobei eine feststehende
Tamponelektrode in den Reinigungselektrolyten eintaucht, die kathodisch
geschaltet ist. Bei einer Stromdichte von etwa 4 mA/mm2 und einer
Spannung von 10 Volt wird bei Raumtemperatur für ca. 60 Sekunden die Mikrogalvanisierungsvorrichtung
zur Entfettung eingesetzt. Danach wird der restliche Elektrolyt
entfernt und die Schadstelle gespült.
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Nach
dem Spülen
wird die Schadstelle mit einem weiteren Elektrolyten gemäß Beispiel
1 aktiviert,. Nach einer Spülung
findet eine Unternickelung ebenfalls mit einem Nickelelektrolyten
gemäß Beispiel
1 statt.
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Eine
Nachbearbeitung der Fehlstelle erfolgt nach dem Anbringen einer
neuen Maske und einer Tamponelektrode in einem Abstand von min.
3 mm zur Metalloberfläche,
wobei eine kathodische Polung erfolgt und bei einer Stromdichte
von 6 mA/mm2 und einer Spannung von 10 Volt
der Strom in einem Zeitraum von 10 Sekunden langsam hochgeregelt
wird. Die Nachbearbeitung findet hierbei bei einer Elektrolyttemperatur
von 48–50° statt und
bewirkt eine abgeschiedene Schichtdicke von ca. 2,5–2,8 μm. Anschließend findet
eine Spülung
der Schadstelle statt und die Stahltamponade wird vorsichtig mit
Polierpaste anpoliert. Es schließt sich eine mechanische Polierung
an. Das nachgebesserte Pressblech bzw. Endlosband wird anschließend in üblicher
Weise ganzflächig
hartverchromt, beispielsweise nach dem Brunner Verchromungsverfahren.
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Das
Reparaturverfahren basiert auf Abscheidung einer 2,5–2,8 μm dicken
und ca. 47 HRC weichen stahlähnlichen
Schutzschicht, die sich bei anodischer Polung im Chrombad nach dem
Brunner Verchromungsverfahren ähnlich
dem Bandstahl verhält und
die bei der anschließenden
Chrommetallisierung optisch übereinstimmende
Oberflächen
ergeben. Die chemische Zusammensetzung des Stahl-Elektrolyten wurde
hierbei so fest gelegt, dass die erfolgte Metallabscheidung eine ähnliche
Legierungszusammensetzung wie der Bandstahl in Form von Eisen, Chrom
und Nickel besitzt. Das vorgenannte Reparaturverfahren wird nach
Ende der Strukturierung, also einem Ätzen und mechanischer Politur,
durchgeführt, wobei
als Füllmaterial
Kupfer durch Stahl substituiert werden kann. Bei einer späteren notwendigen
elektrolytischen Entchromung wird hierbei die Füllschicht nicht angegriffen,
sodass die verwendete Pressplatte oder das Endlosband mehrmals verchromt
werden kann.
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Beispiel 3
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Nachzubessern
ist eine Pressplatte oder ein Endlosband mit einer direkt strukturierten
und mechanisch polierten Stahloberfläche oder in aufgekupferten
Bändern,
wobei eine Fehlstelle durch mechanische Beschädigungen entstanden ist und
diese bereits mit Kupfer oder Stahl aufgefüllt und von Hand strukturiert
und mattiert wurden und eine Reparatur vor der Glanzgradanhebung
erfolgt. Die Schadfläche wird
zunächst
mit Methanol gereinigt und anschließend eine mehrlagige Maske
gemäß Beispiel
1 aufgeklebt. Anschließend
wird die Maske mit einem Reinigungselektrolyten aufgefüllt und
eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung angebracht, wobei eine feststehende
Tamponelektrode in den Reinigungselektrolyten eintaucht, die kathodisch
geschaltet ist. Bei einer Stromdichte von etwa 4 mA/mm2 und
einer Spannung von 8 Volt wird bei Raumtemperatur für ca. 60 Sekunden
die Mikrogalvanisierungsvorrichtung eingesetzt. Danach wird der
restliche Elektrolyt entfernt und die Schadstelle gespült.
- a) Nach dem Spülen wird die mit Kupfer aufgefüllte Schadstelle
mit einem weiteren Elektrolyten aktiviert, wobei der Aktivierungselektrolyt,
beispielsweise eine hydrogenbifluoridhaltige Aktivierungslösung in
die bestehende Maske gefüllt
wird. Die Aktivierung erfolgt kathodisch mit einer Stromdichte von
4 mA/mm2 für die Dauer von 60 Sekunden
bei Raumtemperatur und anschließend
im stromlosen Zustand für
die Dauer von 180 Sekunden ebenfalls bei Raumtemperatur.
- b) Nach dem Spülen
wird die mit Stahl aufgefüllte Schadstelle
mit einem weiteren Elektrolyten aktiviert, wobei der Aktivierungselektrolyt,
beispielsweise eine hydrogenbifluoridhaltige Aktivierungslösung in
die bestehende Maske gefüllt
wird. Die Aktivierung erfolgt kathodisch mit einer Stromdichte von
3 mA/mm2 für die Dauer von 60 Sekunden
bei Raumtemperatur und anschließend
im stromlosen Zustand für
die Dauer von 180 Sekunden ebenfalls bei Raumtemperatur.
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Nach
einer Spülung
findet in den Fällen
a und b eine Unternickelung mit einem Nickelelektrolyten gemäß Beispiel
1 statt. Hierbei erfolgt die Anlagerung einer Schichtdicke von ca.
0,5 μm.
Nach Beendigung der Unternickelung wird der Nickelelektrolyt entfernt,
ohne dass eine weitere Spülung
erfolgt.
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Eine
Nachbearbeitung der Fehlstelle erfolgt nach dem Anbringen einer
neuen Maske und einer Tamponelektrode in einem Abstand von min.
3 mm zur Metalloberfläche,
wobei eine kathodische Polung erfolgt und bei einer Stromdichte
von 3 mA/mm2 und einer Spannung von 10 Volt
der Strom in einem Zeitraum von 80 Sekunden langsam hochgeregelt
wird. Die Nachbearbeitung findet hierbei bei einer Elektrolyttemperatur
von 70–73° statt und
bewirkt eine abgeschiedene Schichtdicke von ca. 2,7 μm. Anschließend findet
eine Spülung
der Schadstelle statt und das abgeschiedene Chrom wird von Hand
vorpoliert. Zur Anwendung kommt ein modifizierter Chromelektrolyt,
der sulfat- und methansulfonsäurehaltig
ist. Das nachgebesserte Pressblech bzw. Endlosband wird anschließend auf
Endglanz fertigpoliert.
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Das
neue Reparaturverfahren basiert auf Abscheidung einer 3 μm dünnen und
ca. 60 HRC harten Chromschicht. Das abgeschiedene Chrom (Finish)
kann so aufpoliert werden, dass eine einheitliche chromfarbene Reparaturstelle
entsteht. Die nach der neuen Methode reparierten Fehlstellen haben eine
deutlich längere
Lebensdauer wie durch Cobaltfinish reparierte Aufarbeitungsbänder.
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Beispiel 4
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Nachzubessern
ist eine Pressplatte oder ein Endlosband mit einer direkt strukturierten
und mechanisch polierten Oberflächenschicht,
wobei als Substrat verchromter, eventuell unterkupferter Bandstahl
verwendet wird. Eine Strukturierung erfolgt direkt im Stahl oder
in der Aufkupferung, wobei Ätzfehler,
mechanische Beschädigungen
oder Materialfehler vorliegen. Die Schadfläche wird zunächst mit
Methanol gereinigt und anschließend
eine mehrlagige Maske gemäß Beispiel
1 aufgeklebt. Anschließend wird
die Maske mit einem Reinigungselektrolyten aufgefüllt und
eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung angebracht, wobei eine feststehende
Tamponelektrode in den Reinigungselektrolyten eintaucht, die kathodisch
geschaltet ist. Bei einer Stromdichte von etwa 4 mA/mm2 wird
bei Raumtemperatur für
ca. 60 Sekunden die Mikrogalvanisierungsvorrichtung eingesetzt.
Danach wird der restliche Elektrolyt entfernt und die Schadstelle
gespült.
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Nach
dem Spülen
wird die Schadstelle mit einem weiteren Elektrolyten aktiviert,
wobei der Aktivierungselektrolyt, beispielsweise eine hydrogenbifluoridhaltige
Aktivierungslösung
in die bestehende Maske gefüllt
wird. Die Aktivierung erfolgt kathodisch mit einer Stromdichte von
4 mA/mm2 und einer Spannung von 10 Volt
für die
Dauer von 60 Sekunden bei Raumtemperatur und anschließend im
stromlosen Zustand für
die Dauer von 180 Sekunden bei Raumtemperatur. Nach einer Spülung findet
eine Unternickelung mit einem Nickelelektrolyten gemäß Beispiel 1
statt. Hierbei erfolgt die Anlagerung einer Schichtdicke von ca.
0,5 μm.
Nach Beendigung der Unternickelung wird der Nickelelektrolyt entfernt,
ohne dass eine weitere Spülung
erfolgt.
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Eine
Nachbearbeitung der Fehlstelle erfolgt nach dem Anbringen einer
neuen Maske und einer Tamponelektrode in einem Abstand von min.
3 mm zur Metalloberfläche,
wobei eine kathodische Polung erfolgt und bei einer Stromdichte
von 0,45 mA/mm2 bei einer Spannung von 8
Volt der Strom in einem Zeitraum von 180 Sekunden fließt. Die
Nachbearbeitung findet hierbei bei einer Elektrolyttemperatur von 58–60° statt und
bewirkt eine abgeschiedene Schichtdicke von ca. 1,7 μm. Anschließend findet eine
Spülung
der Schadstelle statt und eine mechanische Nachbearbeitung der Übergänge zwischen Reparaturstelle
und Stahlschicht. Das nachgebesserte Pressblech bzw. Endlosband
wird anschließend
in üblicher
Weise ganzflächig
hartverchromt, beispielsweise nach dem Brunner Verchromungsverfahren.
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Das
neue Reparaturverfahren basiert auf Abscheidung einer ca. 2 μm dünnen und
ca. 50 HRC weichen stahlähnlichen
Schutzschicht unter Verwendung eines sulfathaltigen Elektrolyten.
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Die
verwendete Mikrogalvanisierungsvorrichtung wird nachstehend anhand
der einzigen Figur näher
erläutert.
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1 zeigt
eine Mikrogalvanisierungsvorrichtung 1, welche zur Ausbesserung
einer Schadstelle 2 auf der Oberfläche einer Pressplatte oder
einem Endlosband 3 durch mechanische Beschädigungen
entstanden ist. Die Oberfläche 4 der
Pressplatte oder des Endlosbandes 3 weist eine Struktur 5 auf,
die nach Anwendung der Mikrogalvanisierungsvorrichtung 1 entsprechend
mechanisch nachstrukturiert werden muss. Hierzu wird zunächst eine
Maske 6 unmittelbar auf die Struktur 5 aufgeklebt,
und eine zweite Maske 7, beispielsweise aus zwölf Lagen
Klebeband (Tape) aufgesetzt. Die Maske 6 und 7 werden hierbei
um die Schadstelle 2 herum in soweit angeordnet, das nur
eine geringe Überlappung
von ca. 0,5 mm vorhanden ist. Aufgrund der verwendeten Elektrolyten
mit einer Anwendungstemperatur von bis zu 73° ist es hierbei erforderlich,
dass die Masken 6, 7 temperaturbeständig sind.
Die Masken 6, 7 erstrecken sich ringsherum um
die Schadstelle 2 und dienen im weiteren zur Aufnahme des
eingesetzten Elektrolyten 8, in welchen eine tellerförmige Tamponelektrode 9 eintaucht.
Die Tamponelektrode 9 sowie die Pressplatte bzw. das Endlosband 3 werden
zur Anwendung der Verfahren entweder kathodisch oder anodisch geschaltet.
-
- 1.
- Mikrogalvanisierungsvorrichtung
- 2.
- Schadstelle
- 3.
- Endlosband
- 4.
- Oberfläche
- 5.
- Struktur
- 6.
- Maske
- 7.
- Maske
- 8.
- Elektrolyten
- 9.
- Tamponelektrode