Tufram – DE

TUFRAM® ist ein Oberflächenbeschichtungsverfahren für Aluminium und Aluminiumlegierungen. Der Prozess besteht aus einer Kombination von Hartanodisation und Hartanodisation und Fluorkunststoffbeschichtung, wodurch die Oberfläche des Werkstücks gleichzeitig eine Vielzahl funktioneller Eigenschaften erhält:

  • Hohe Härte
  • Gute Korrosionsbeständigkeit
  • Geringe Verformungstendenz
  • Geringe Toleranzen
  • Gute elektrische Isolationseigenschaften
  • Gute Abriebbeständigkeit
  • Geringer Reibungskoeffizient
  • Gute Eigenschaften gegen anhaften
  • Gleichmässiger schichtaufbau/ keine Nachbearbeitung

Das Beschichtungsverfahren kann in mehreren Varianten ausgeführt Werden. Für alle Varianten gilt, dass mehreren Eigenschaften in kombination auftreten, in jedem einzelnen dieser Verfahren Werden Jedoch eine oder mehreren Eigenschaften optimiert.

TUFRAM® L-4
Ergibt beste härte und Verschleissfestigkeit, gute Reibungseigenschaften.

TUFRAM® H.0*
Ergibt gute Eigenschaften gegen Anhaften. Härte und Abrieb-beständigkeit sowie geringe Reibung.

TUFRAM® R66
Ergibt beste Eigenschaften gegen Anhaften speziell von Gummi und Urethan.

TUFRAM® C-22
Ergibt besten Korrosionsschutz und gute Härte, Jedoch etwas geringere Abriebbeständigkeit alsL-14 und FC-12

TUFRAM® FC-12
Ergibt beste Trockenschmierung durch Beschichtung mit einer Kombination aus Molybdändisulfid und Fluorkunststoff sowie hohe Härte und gute Verschleissfestigkeit.

TUFRAM® HCD-31
Ergibt hohe Härte und Verschleissfestigkeit sowie gute reibungseigenschaften in Kombination mit hoher dielektrischer Festigkeit, >2000 V bei 50 um Schichtdicke, bei trockenen Applikationen.

Härte
Aluminiumoxid, aus dem die TUFRAM® Schicht zum grössen Teil besteht, ist nach dem Diamant der zweithärteste in der natur vorkommende stoff und hat eine Härte von mehr als 2000 HV. Die Härte in den Schichsten ist jedoch aufgrund einer gewissen Mikroporosität geringer. Je nach Schichtdicke und Aluminiumqualität des Substrats kann die Härte zwischen 400 und 600 HV Variieren.

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Skizze vom Aufbau einer TUFRAM®-Schicht

Da die Schicht durch Umwandlung der Materialoberfläche aufgebaut wird, ist sie im Grundmaterial gut Veranket und kann nicht abblättern. Die hohe Härte der schicht ermöglicht eine höhere punktbelastung von mit TUFRAM® beschichteten Teilen im Vergleich zu unbeschteten Aluminiumteilen. Grosse Punktbelastungen können jedoch dazu führen, dass in der TUFRAM®-Schicht Haarrisse entstehen.

Abriebbeständigkeit
Die ,,Bausteine”, aus denen sich die Hartanodisationsschicht zusammensetzt, haben wie oben erwähnt, eine höhere Härte als die bei Härtemessungen in der Schicht ermittelten Werte ergeben. Die TUFRAM®-Schisten zeigen deshalb eine wesentlich bessere Verchleissfestigkeit gegen abrasive Abnutzüng als andere Stoffe und oberflächenbechichtungen mit bedeutend höhere Härte. Bei trockenem abrasivem Verchleiss zeigt TUFRAM® eine bessere Widerstandkraft als z. b. einsatzgehärteter Stahl und Hartchrom. Die beste Abriebbeständigkeit wird auf Stoffen mit guter Oberflächenfeinheit erzielt. Die folgende Abbildung illustriert die Ergebnisse eines Taber.Tests, eines Verfahrens, mit dem die abrasive Verchleissfestigkeit einer Oberfläche ausgewärtet werden kann.

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Gewichtsverlust pro 10.000 Zyklen im Taber-test mit CS-17 Scheibe und 1000g last

Gleiteigenschaften
Fluorkunststoffe und sonstige orgabiche Stoffe, die für das Beschichten und Imprägnieren der Hartanodisationsschicht im TUFRAM-Bescichtungsverfahren verwendet werden, gewährleisten eine einzigartige Kombination aus permanenter Schmierung und Verchleissfestigkeit. Charakteristisch für TUFRAM®-Bechichtungen ist, dass sie ein ruckartiges Gleiten (Stick-Slip) verhindern, d.h. der Unterschied zwichen staticher und dynamischer Reibug ist ser gering. Die nachtehende Tabelle zeigt den statichen Reibungskoeffizienten bei ungeschmierten Verhältnissen gegen Stahl sowie für zwei gleiche Oberflächen im Kontakt mit einander.

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* nach Einriss

In Verschleissfällen, die normalweise ihren Ursprung in adhäsivem Verchleiss haben, treten bei TUFRAM®-Beschichtungen auf beiden Oberflächen sehr geringe Abnutzungen auf. Tests Wurden in Stift-Scheibe-Maschinen bei ungechmierten Verhältnissen mit einem Stahlstift gegen TUFRAM®-beschichtete Probekörper durchgefürt. Im nachtstehenden Diagramm wird die Beständigkeit bei Trockenschmierung für die in dieser Hinsicht interessantestenn TUFRAM®-Varianten dargestellt. Das Diagramm zeigt die Anzahl Umbrehungen bis zur Erreichung eines Reibungskoeffizienten von 0,3 als funktion des Oberflächendrucks.

Korrosionsbeständigkeit
Mit TUFRAM®-Beschichtungsverfahren lässt sich einwesentlich besserer Korrosionsschutz erzielen als mit konventionellen Hartanodisationsverfahren. TUFRAM®-C-22 und R 66 bleiben bei Korrosionstests u¨ber mehr als 2000 Stunden in neutralem salznebel gemäss ASTM B 117 resistens, TUFRAM® L-4 und HCD-31 bestehen Tests von mehr als 240 Stunden. In stark alkalischen oder sauren Lösungen (pH>9 oder pH<3) ist TUFRAM®-R66 zu verwenden, falls die Lösungen keine auf Aluminium Wirkenden Korrosionsinhibitoren enthalten bzw. falls nicht nur kurze Einsätze bei niedrigen Temperaturen geplant sind. Für bestmöglichen Schutz dürfen zu beschichtende Teile nicht zu kleine Radien haben. Ausserdem kann der Schichtaufbau in Lochungen von Bodenplatten oder in ähnlichen verborgenen Teilen beeintträchtig werden. Temperaturanwendungsbereich
Sämtliche TUFRAM®-Beschichtungen sind im Dauerbetrieb zwichen-200ºC und +350ºC einsetzbar. Bei höheren Temeraturen zerfallen die fluorkunststoffe.

Dimensionsveränderungen
Bei der Hartanodisation bildet sich die Oberflächenschicht durch Unwandlung der Aluminiumoberfläche. Der Dimensionszuwachs entspricht daher nicht der Dicke der Schicht, da ein Teil der Aluminiumoberfläche bei der Schichtbildung verbraucht wird. Je nach Aluminiumlegierung können TUFRAM®-Beschichtungen in Schichtdicken zwichen 5 und 100 um gewälth werden, in Einzelfällen auch darüber. Da der Schichtaufbau auf bearbeiteten Oberflächen rasher und kontrollierten erfolgt, gelten die angefürten Voraussetzungen für Schichtdicken auf berbeiteten Flächen. Der Toleranzbereich für Schichtdicke beträgt meist +10% der angegenbenen Schichtdicke mit nie weniger als +3 um.

Je nach Art der behandelten Legierung beträgt der Dimensionszuwachs 35 bist 50 % der Schichtdicke. Der Durchmesser von beschichteten Gewinden nimmt um etwa die doppelte Schichtdicke zu. Aufgrund der hohe Härte der Oberflächenschicht können Gewinde und sondstige Passteile nach der Beschichtung nur unter Schwierigkeiten umgearbeitet werden.

Werkstücke, Typen und Grössen
TUFRAM®-Verfahren können, wie andere Anodisationsverfahren auch, nur an hängenden Werkstücken durchgefürt Werden. Maximale Grösse der Werkstucke:

1 * b * h = 1700 * 400 * 1000mm.

Wahl der Aluminiumqualität
Die chemische Zusammensetzung der zu beschichtenden Aluminiumlegierung wirkt sich auf die Eigenschaften der Hartanodisationsschicht sowie auf die mögliche Schichtdicke aus. Auch die Farbe der Schicht ist von Legierungssoffen und Schichtdicke abhängig. Eine Einfärbung der Scichten ist nicht möglich. Die nachtehende Übersichtstabelle soll die richtige Wahl erleichtern.

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Spezifikation bei Bestellungen

Um Ihre Erwartungen an die Ausführung der gewünschten Oberflächenbehandlung erfüllen zu können, benötigen wir einige Informationen von Ihnen.

Bitte geben sie Bestellungen und Planuterlagen folgendes an:

  • Kunde
  • Kontaktperson
  • Lieferadressen
  • Transportart
  • Artikelbezeichnung
  • Artikelnummer
  • Oberflächenbehandlungsverfahren
  • Anzahl
  • Legierung
  • Schichtdicke
  • Toleranzen
  • Benötigte Oberfläche
  • Kontaktpunkte
  • Eventuelle Abdeckungen

Anwendungsbeispiele
TUFRAM öffnet Ihnen als Konstrukteur neue Wege und bedeutet für Sie als Endverbraucher besseren wirtschaftlichen Nutzen. TUFRAM Wird in einer Reihe unterschiedlicher Branchen eingesetzt:

  • Maschinenbau
  • Fahrzeuge, Wellen
  • Pumpen
  • Kunststoffe
  • Verpackungen
  • Lebensmittel
  • Verteidigung
  • Luftfahrt