Introduktion til Overfladeteknologi

Overfladeteknologi er blevet en vigtig faktor og konkurrenceparameter i den moderne materialeteknologi, idet man eksempelvis kan vælge bulkmaterialet ud fra vægt, styrke og fremstillingsmetode medens overfladen kan vælges ud fra helt andre forhold såsom hårdhed, slid, korrosion, isoleringsevne etc.. Dette faktum indebærer, at valg af konstruktionsmaterialer i fremtiden vil blive gjort ud fra helhedsbetragtninger af sammenspillet bulkmateriale/overflade i den givne situation.

Denne tankegang er meget forskellig fra tidligere tids opfattelse, hvor bulkmaterialet blev valgt ud fra traditioner og efterfølgende overfladebehandlet for at give overfladen et pænt udseende med små eller ingen krav til tekniske specifikationer.

Surface Engineering

Den nye filosofi, hvor overfladen er en integreret del af den færdige komponents funktion, betegnes Surface Engineering, og har inden for de sidste 10 år gjort overfladeteknologien til det tredie vigtigste forskningsområde i verden kun overgået af automatiseringsteknologi og gensplejsning (Kilde: Batelle Memorial Institute).

Udviklingen på dette felt ses i mange industriprodukter. Et godt eksempel er den japanske bilproduktion, hvor kapløbet i disse år klart går i retning af mindre materialeforbrug (vægt) og lettere biler. Her har man udnyttet anvendelsen af tynde stålplader med høj styrke. Denne situation har naturligvis gjort konstruktionen særdeles korrosionsfølsom. Dette problem er blevet løst ved anvendelse af helt nye korrosionsbeskyttelsessystemer bestående af zinklegerings-belægninger.

Surface Engineering er derfor blevet en ubetinget konkurrenceparameter indenfor mange industrigrene strækkende sig fra bilproduktion over elektronik til fremstilling af udstyr i den kemiske industri (figur 3.3).

Overfladebehandlingsprocesserne kan opdeles i en række hovedgrupper, der er relateret til procesteknologien eller belægningens kemiske natur:

• Organiske belægninger
• Kemiske/elektrokemiske belægninger
• Termisk sprøjtede belægninger
• Varmmetalliseringsbelægninger
• Diffusionsbelægninger
• PVD (fysisk pådampede) belægninger
• CVD (kemisk pådampede) belægninger
• Påvalsede belægninger

En vigtigere del i fremtidens produkter

Mange af de ovenstående overfladebehandlingstyper vil i de kommende år erstatte og supplere hinanden på en måde vi ikke tidligere har set. Nogen vil måske opfatte dette som en konkurrence situation; men vi skal gøre os klar, at de udviklingsingeniører og materialeteknologer, der skaber fremtidens produkter i langt højere grad vil interessere sig for overflader, der har interessante tekniske egenskaber i kombination med, at overfladerne kan fremstilles i store mængder til realistiske priser.

I det følgende vil de forskellige overfladebehandlingstyper blive kort beskrevet med indikation af deres nuværende/fremtidige anvendelsesområder; men også med en indikation af deres potentielle fremtidsmuligheder demonstreret ved forskellige eksempler.