Oberfläche und Beschichtung: Referenz
Erst die funktionale Anforderung, nicht der Verfahrensname: Korrosion, Verschleiß, geringe Reibung, Erdung, Isolierung, Farbe, Härtung, Ermüdung, Hygiene, hohe Temperatur. 28 Behandlungen mit Schichtdicke, Härte, Korrosionsverhalten, Einfluss auf die Leitfähigkeit, Aussehen, der Maßänderung, die jede verursacht, Einsatztemperatur und der dahinterstehenden Norm. Dazu die Ra- und Rz-Reihen und was jedes Fertigungsverfahren tatsächlich halten kann.
14 Anforderungen28 VerfahrenMaßänderung je SeiteWert anklicken zum KopierenMit / suchen
Nach Anforderung wählen
Die Oberfläche ist zuerst eine funktionale Entscheidung und erst danach eine optische. Jede Karte sagt, was die Anforderung wirklich braucht, womit man anfängt und welcher Fehler erfahrungsgemäß übersehen wird. Karte anklicken oder das Auswahlfeld nutzen, die Verfahrenstabelle unten filtert auf das, was die Anforderung erfüllt.
Die Spalte Maßänderung ist die, die Konstrukteure überrascht: Anodisieren, Galvanisieren, Pulverbeschichten und Nitrieren bewegen ein Maß, während Passivieren, Chromatieren, PVD und Lasermarkieren es praktisch unberührt lassen.
Verfahrens-Datentabelle
Typische Bereiche aus der Praxis. Schichtdicke, Härte und Korrosionswerte stammen aus den Verfahrensnormen und der Lieferantenpraxis; der genaue Wert für Ihr Teil wird im Bestellauftrag festgelegt und im Konformitätszeugnis nachgewiesen.
| Verfahren | Familie | Grundwerkstoff | Schichtdicke | Härte und Verschleiß | Korrosion | Einfluss auf die Leitfähigkeit | Aussehen | Maßänderung je Seite | Max. Temp. °C | Funktionen | Normen | Typische Teile |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Anodize, Type II硫酸阳极氧化 | Anodizing | Aluminum | 5 - 25 um | 200 - 400 HV oxide; hard but brittle and chips at sharp edges | 300 - 500 h salt spray when sealed | Insulating, breakdown about 20 - 30 V per um | Clear, dyed black or any colour, satin to semi gloss | About half grows outward: roughly +10 um per side at a 20 um layer | 150 | 耐腐蚀防护 外观装饰 电绝缘 | MIL-A-8625 Type II, ISO 7599, GB/T 8013.1 | Enclosures, brackets, cosmetic panels, instrument and camera housings |
| Hard anodize, Type III硬质阳极氧化 | Anodizing | Aluminum | 25 - 60 um, up to 100 um | 350 - 500 HV; the wear answer on aluminium | 500 - 1000 h salt spray when sealed | Insulating, same order as Type II | Dark grey to bronze or black, matte | About half grows outward: +15 to +30 um per side | 200 | 耐磨 耐腐蚀防护 电绝缘 低摩擦脱模 | MIL-A-8625 Type III, GB/T 8013.1 | Hydraulic cylinder bores, valve bodies, wear plates, sliding and pneumatic surfaces |
| Anodize, chromic Type I铬酸阳极氧化 | Anodizing | Aluminum | 2 - 7 um | Thin, minimal fatigue penalty, not a wear layer | 200 - 336 h salt spray | Insulating | Grey green to clear | Half outward: +1 to +3 um per side | 150 | 耐腐蚀防护 疲劳寿命 | MIL-A-8625 Type I and IB, AMS 2470 | Aerospace structural parts where fatigue life must be preserved, bonded and riveted assemblies |
| Electroless nickel, Ni-P化学镀镍 | Plating, electroless | Steel, stainless, copper, aluminium with zincate | 5 - 50 um | 500 - 700 HV as plated; 900 - 1000 HV after 1 h at 400 C | 300 - 1000 h salt spray depending on thickness and phosphorus | Conductive, contact resistance higher than bare metal | Bright to matte silver, can be blackened | 100 percent build: 1 um up is 1 um per side, so mask or compensate | 400 | 耐磨 耐腐蚀防护 导电接地 耐高温 | ASTM B733, ISO 4527, GB/T 13913 | Hydraulic spools, actuator parts, complex internal bores, valve components, wear faces ground after coating |
| Hard chrome plating镀硬铬 | Plating, electrolytic | Steel, copper, aluminium with an undercoat | 20 - 100 um | 800 - 1100 HV; the classic wear and build-up layer | Limited alone because of microcracks, 200 - 500 h with a nickel undercoat | Conductive | Bright blue silver, satin when ground | 100 percent build, then ground back to size | 400 | 耐磨 低摩擦脱模 | ISO 6158, GB/T 11379 | Hydraulic rods, mould cores, press tools, wear rings, salvage of worn shafts |
| Nickel plating, electrolytic电镀镍 | Plating, electrolytic | Steel, copper, brass, zinc | 5 - 40 um | 200 - 400 HV, moderate | Barrier and decorative, 100 - 300 h | Conductive | Bright silver, takes a high polish | 100 percent build | 300 | 耐腐蚀防护 外观装饰 导电接地 | ASTM B689, ISO 1456 as a system | Barrier layer under gold, electronics hardware, decorative trim, solderable surfaces |
| Zinc plating, trivalent镀锌（三价钝化） | Plating, electrolytic | Steel | 5 - 25 um | 55 - 150 HV, cosmetic only | 96 h clear to 500 h yellow, lead free trivalent systems | Conductive, sacrificial to steel | Blue white, yellow, black | 100 percent build, thin enough to ignore on most features | 120 | 耐腐蚀防护 导电接地 | ISO 2081, ASTM B633, GB/T 9799 | Fasteners, brackets, welded and sheet metal frames, general hardware |
| Zinc nickel plating锌镍合金电镀 | Plating, electrolytic | Steel | 8 - 15 um | 200 - 280 HV | 720 - 1500 h salt spray, strongest of the zinc family | Conductive, sacrificial | Grey silver, black available | 100 percent build, mask fine pitch threads | 180 | 耐腐蚀防护 导电接地 | ISO 19598, ASTM B841, GB/T 5267.2 | Automotive fasteners, brake and under-hood hardware, high corrosion chassis parts |
| Zinc flake coating锌铝涂层（达克罗） | Dip and cure coating | Steel | 4 - 10 um | No hardening; works on class 12.9 without hydrogen embrittlement | 500 - 1000 h salt spray | Conductive, sacrificial | Silver grey or black, matte | 100 percent build but very thin, threads usually stay usable | 300 | 耐腐蚀防护 耐高温 | ISO 10683, GB/T 18684 | High strength fasteners, springs, chassis hardware, parts that cannot be baked after plating |
| Passivation, citric or nitric钝化 | Conversion coating | Stainless steel | Removes free iron, no layer added | No hardness change; it restores the passive film instead of adding a coating | Improves the alloy's own resistance by removing the contamination that starts pitting | Conductive, contact resistance unchanged | Unchanged to slightly brighter | No measurable size change, which is why it is safe on tight tolerances | 600 | 耐腐蚀防护 食品医药卫生 医疗器械 耐化学品 | ASTM A967, AMS 2700, GB/T 25150 | Every machined 300-series part bound for medical, food, pharma or chemical service |
| Electropolishing电解抛光 | Electrochemical removal | Stainless steel, some copper and aluminium | 5 - 25 um removed | No hardening; removes the damaged layer and deburrs in the same step | Improves: craters and inclusions go and chromium enriches at the surface | Conductive | Bright, mirror like, edges rounded | Removes 5 to 25 um per side, so finish before the final size or size the stock up | 600 | 食品医药卫生 医疗器械 耐化学品 低摩擦脱模 外观装饰 | ASTM B912, ISO 15730 | Hygienic pharma and food parts, medical instruments, semiconductor gas path components, fine deburring |
| Chromate conversion coating铬化处理（三价） | Conversion coating | Aluminum | 0.05 - 3 um | No hardening | Moderate alone, excellent as a paint base, 168 - 336 h | Keeps metal to metal contact: low contact resistance, which is why it is used for grounding and EMI | Clear to light yellow or blue | Effectively no size change | 120 | 导电接地 耐腐蚀防护 | MIL-DTL-5541, ISO 10546, GB/T 8013.2 | Chassis and enclosure grounding points, RF and EMI joints, paint and bond preparation |
| Black oxide发黑（黑氧化） | Conversion coating | Steel, stainless and copper variants | 0.5 - 2 um | No hardening | Minimal alone, 24 - 96 h, needs oil or wax to hold | Conductive | Matte black to deep black | About 1 um, negligible on most features | 200 | 外观装饰 耐腐蚀防护 耐磨 | MIL-DTL-13924, GB/T 15519 | Tooling, instrument components, low glare optical housings, parts that must look black |
| Phosphate coating磷化 | Conversion coating | Steel | 2 - 15 um | Porous crystalline layer, no hardening; manganese phosphate helps break-in | 24 - 100 h with oil, excellent paint and oil adhesion | Not used for grounding | Matte grey to dark grey | Small build, texture rather than thickness | 200 | 耐腐蚀防护 低摩擦脱模 外观装饰 | ISO 9717, GB/T 11376 | Gears and camshafts that must retain oil, base for paint, non reflective machine parts |
| Powder coating粉末喷涂 | Organic coating | Steel, aluminium | 60 - 120 um | Soft relative to metal; it protects, it does not carry load | 500 - 1000 h salt spray with proper pretreatment | Insulating | Any colour and gloss level, smooth or textured | The thickness dominates the tolerance: +60 to +120 um per side, mask threads and bores | 120 | 耐腐蚀防护 电绝缘 外观装饰 食品医药卫生 | Qualicoat and GSB systems, ISO 12944 system | Outdoor enclosures, frames, machine covers, consumer equipment; check the 180 to 200 C cure against aluminium temper |
| Liquid paint喷漆 | Organic coating | Steel, aluminium, plastics | 20 - 60 um | Soft | System dependent, 100 - 500 h | Insulating | Any colour, gloss or matte | Thinner than powder but still visible on a tolerance: +20 to +60 um per side | 120 | 耐腐蚀防护 外观装饰 电绝缘 | ISO 12944, SSPC systems | Large frames, welded assemblies, colour matching to a customer palette, touch-up |
| PTFE coating特氟龙涂层 | Dry film lubricant | Steel, aluminium, stainless with a primer | 15 - 40 um | Soft, friction coefficient 0.05 - 0.15, no load carrying hardness | Good chemical barrier | Insulating | Opaque white, dark green, grey or black by system | Build 15 to 40 um per side, mask sealing faces unless coating there is intended | 260 | 低摩擦脱模 耐化学品 食品医药卫生 | AMS 2515, coating supplier system specification | Mould release, pump and valve internals, food contact surfaces, low friction slides and seals |
| PVD coating, TiN TiAlN CrN DLC物理气相沉积 | Vapour deposition | Steel, stainless, carbide, titanium | 1 - 5 um | TiN 2000 - 2400 HV, TiAlN 3000 - 3400 HV, CrN 1600 - 2000 HV, DLC 2000 - 4000 HV with low friction | Depends on density: a porous coating on steel can accelerate galvanic attack, so pair it with passivation or nickel | TiN and CrN conductive, DLC semi insulating or insulating | TiN gold, TiAlN violet to black, CrN silver grey, DLC black | 1 to 5 um only, so a precision part stays a precision part | 600 | 耐磨 低摩擦脱模 外观装饰 耐高温 医疗器械 | ISO 14577 and EN 1071 test methods, coating supplier specification | Cutting tools, forming dies, mould surfaces, medical instruments, black wear parts that must stay dimensionally exact |
| CVD coating化学气相沉积 | Vapour deposition | Steel, carbide, ceramic | 5 - 20 um | 3000 - 4000 HV with excellent adhesion | Very good, dense layer | Conductive | Grey to black, matte | 5 to 20 um per side | 900 | 耐磨 耐高温 | ISO 14577, supplier specification | Indexable inserts, extrusion dies, nozzles; the 900 to 1000 C process means steel parts need a post-coating heat treatment |
| Bead blasting喷砂 | Mechanical surface | All metals, plastics with soft media | Removes 1 - 10 um | No hardening; shot peening is the process for that | Neutral: improves paint adhesion, but embedded fines hurt corrosion if not cleaned | Conductive | Uniform matte, satin, hides machining marks | Small removal, but sharp edges round and thin sections can move | n/a | 外观装饰 低摩擦脱模 前处理去毛刺 | ISO 8503 for the profile, SAE J444 for media | Satin finish before anodizing, weld and heat scale removal, mould cleaning, uniform appearance before coating |
| Shot peening喷丸强化 | Mechanical surface | Steel, aluminium, titanium | No material removed | Cold works the surface layer and raises fatigue life, two to ten times on a properly specified part | Neutral to slightly positive | Conductive | Matte, dimpled under a low angle light | Controlled by Almen intensity, not microns; it can move flatness, so peen before final grinding | n/a | 疲劳寿命 | SAE J442 and J443, AMS 2430 | Connecting rods, springs, gear roots, fillets that crack, landing gear and turbine hardware |
| Mechanical polishing机械抛光 | Mechanical surface | All metals | Removes to reach the target Ra | No hardening | Improves: coarse pits hold corrodents | Conductive | Satin to mirror | Removes enough to matter on a tight diameter, so polish before the final size | n/a | 外观装饰 低摩擦脱模 食品医药卫生 医疗器械 | ISO 21920 for the parameter, shop method | Optical surfaces, mould cavities, sealing faces, medical and food contact surfaces |
| Laser marking and engraving激光打标与雕刻 | Beam process | All metals, most plastics | 0.01 - 0.5 um marking | No change to the bulk material | Neutral; on stainless a light mark can slightly reduce local corrosion resistance | Conductive | Dark oxide mark, frosted, or colour on stainless | No measurable dimensional effect for marking, deep engraving removes real material | n/a | 标识追溯 外观装饰 | UDI per 21 CFR 830 for medical devices, customer marking specification | UDI and serial numbers, 2D Data Matrix codes, logos, scale marks, tool numbers |
| Nitriding, gas or plasma气体渗氮 / 离子渗氮 | Thermochemical diffusion | Alloy steels such as 42CrMo and 38CrMoAl, some stainless and titanium | Case 100 - 600 um deep | 900 - 1200 HV surface with a tough core: a diffusion layer, so it cannot chip off | Mild improvement | Conductive, surface resistance rises slightly | Grey to silver, with a visible size change on precision work | Growth of roughly 10 to 30 um on the surface, so grind datums and bores after treatment | 550 | 耐磨 表面硬化 耐高温 疲劳寿命 耐腐蚀防护 | GB/T 18177, AMS 2759 series | Gear and spline flanks, mould and die surfaces, pump and valve internals, wear critical shafts. Low distortion because there is no quench |
| Carburizing and hardening渗碳淬火 | Thermochemical diffusion | Low carbon steels such as 20CrMnTi and 8620 | Case 300 - 2000 um deep | 58 - 62 HRC case with a tough core; the classic gear treatment | Poor alone, needs plating or paint | Conductive | Grey to dark grey after tempering | Quench distortion is real, so leave grinding stock on datums | 200 | 耐磨 表面硬化 疲劳寿命 | GB/T 9450, ISO 2639 for case depth | Gears, pinions, cams, splines, bearing races, parts needing a hard skin and a shock resistant core |
| Induction hardening感应淬火 | Local heat treatment | Medium carbon and alloy steels such as 1045 and 4140 | Case 1000 - 5000 um deep | 55 - 62 HRC in the treated band only | Poor in the treated zone without protection | Conductive | Dark martensitic grey | Distortion limited to the quenched zone, finish grind after treatment | 250 | 耐磨 表面硬化 疲劳寿命 | GB/T 5617 | Shaft journals, splines, gear teeth, bearing seats, the local wear band on a large part |
| Nitrocarburizing, salt bath or gas氮碳共渗（QPQ 类） | Thermochemical diffusion | Steel, stainless | Compound zone 10 - 30 um plus diffusion | 600 - 800 HV with an oxidised black outer layer that also cuts friction | 200 - 500 h with the oxidation step, very good for a black finish | Conductive | Uniform matte black | Same order of growth as nitriding: allow 10 to 30 um | 400 | 耐磨 耐腐蚀防护 外观装饰 低摩擦脱模 | No single ISO number: specify compound zone and diffusion depth on the drawing | Black wear parts, hydraulic components, fasteners, parts that need wear plus black appearance in one step |
| Titanium anodizing钛阳极氧化 | Anodizing | Titanium and titanium alloys | 0.02 - 1 um | Thin oxide that greatly reduces galling and fretting | Titanium is already passive: this is for function and identification, not extra corrosion | Effectively conductive at low voltage, very thin dielectric layer | Interference colours by voltage: bronze, purple, blue, gold, green | Under 0.2 um, so precision is preserved | 300 | 医疗器械 外观装饰 低摩擦脱模 耐腐蚀防护 | ASTM F86, AMS 2488 | Surgical instruments, implant identification marking, titanium fasteners, parts that must not gall |
Warnsignale, die man schon beim Zeichnen erkennen kann: eine enge Bohrung, die anodisiert oder galvanisiert wird (kompensieren oder abdecken), eine Ebenheit von 0,005 mm an einem pulverbeschichteten Teil (die Schicht ist dicker als die Toleranz), ein Erdungsbolzen auf einem anodisierten Gehäuse, eine hartanodisierte Hohlkehle, die Ermüdung überleben muss, und eine PVD-Schicht auf einer rauen Oberfläche, wo der Film jedem Grat folgt.
Oberflächentextur: Ra und Rz
Wertreihen nach GB/T 1031-2009 (ISO 4287). Ra ist der Standardparameter; Rz steuert die Höhe von Spitze zu Tal, wo Ra nicht ausreicht, bei sehr feinen oder sehr rauen Oberflächen. Das untere Ende nur wählen, wo die Funktion es verlangt: engeres Ra kostet Stückzeit und kann die Schmierstoffaufnahme verschlechtern.
Ra-Reihe (um)
0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100
Rz-Reihe (um)
0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200 400 800 1600
Messstrecken
| Ra-Bereich (um) | Grenzwellenlänge lr (mm) | Messstrecke ln (mm) |
|---|---|---|
| >=0.008 to 0.02 | 0.08 | 0.4 |
| >0.02 to 0.1 | 0.25 | 1.25 |
| >0.1 to 2.0 | 0.8 | 4 |
| >2.0 to 10.0 | 2.5 | 12.5 |
| >10.0 to 80.0 | 8 | 40 |
Einsatzbereiche von Ra
| Ra (um) | Typische Anwendung (GB/T 1031 gekürzt) |
|---|---|
| 0.8 | Fits needing guaranteed concentricity: P6 and P5 rolling bearing seats, spigot bores IT7, plain pins IT8 |
| 0.2 | Long life mating surfaces: IT6 and IT5 bores and shafts, gear teeth 6th grade, journal bearings P5 |
| 0.1 | Heavily loaded, variable stress surfaces: hydraulic cylinder bores and rods, gland grooves |
| 0.05 | Spindle bearings P4 and above, friction faces of clutches, precision gauge measuring faces |
| 0.025 | Precision gauge balls and rolls, high pressure pump plunger pairs, gauge blocks over 100 mm |
Faustregel: Rz ist bei gedrehten und gefrästen Flächen etwa das 4- bis 7-fache von Ra. Nicht für die Abnahme umrechnen: messen Sie den Parameter, den die Zeichnung festlegt.
Was jedes Fertigungsverfahren halten kann
Damit lässt sich eine Oberflächenangabe gegen den Ablauf prüfen. Verlangt die Zeichnung Ra 0,2 in einer gefrästen Tasche, muss der Ablauf auf Schleifen, Läppen oder Polieren wechseln, und der Preis ändert sich mit.
| Fertigungsverfahren | Erreichbare Ra (um) |
|---|---|
| Rough milling | Ra 3.2 - 12.5 um |
| Finish milling | Ra 0.8 - 1.6 um |
| Fine milling, high speed small stepover | Ra 0.4 - 0.8 um |
| Rough turning | Ra 3.2 - 6.3 um |
| Finish turning | Ra 0.8 - 1.6 um |
| Fine turning with wiper insert | Ra 0.4 - 0.8 um |
| Drilling | Ra 3.2 - 12.5 um |
| Reaming | Ra 0.8 - 1.6 um |
| Fine boring | Ra 0.4 - 0.8 um |
| Broaching | Ra 0.4 - 1.6 um |
| Surface grinding | Ra 0.1 - 0.8 um |
| Cylindrical grinding | Ra 0.1 - 0.4 um |
| Honing | Ra 0.05 - 0.4 um |
| Lapping | Ra 0.012 - 0.1 um |
| Wire EDM, multi pass | Ra 0.2 - 1.6 um |
| Die sinking EDM | Ra 0.4 - 3.2 um |
| Bead blasting | Ra 1.6 - 6.3 um |
| Shot peening | Ra 1.6 - 6.3 um |
| Mechanical polishing | Ra 0.012 - 0.1 um |
| Electropolishing | Ra 0.05 - 0.4 um |
| Entscheidungsregel | Praktische Wirkung |
|---|---|
| Ra 3,2 oder gröber | Wie bearbeitet. Kein zusätzlicher Arbeitsgang, kein Aufpreis. |
| Ra 1,6 | Normaler Schlichtgang. Standard für die meisten Pass- und Dichtflächen. |
| Ra 0,8 | Feinschnitt mit scharfem Werkzeug und steifer Aufspannung. Erhöht den Prüfaufwand, meist nicht die Kosten. |
| Ra 0,4 oder feiner | Zusätzlicher Arbeitsgang: Schleifen, Honen, Läppen oder Polieren. Hier springt der Preis. |
| Ra 0,1 oder feiner | Spezialbereich. Parameter und Messverfahren angeben und einen eigenen Ablauf einplanen. |
Oberfläche steht gegen Wärmebehandlung und Beschichtung: Nitrieren macht eine geschliffene Fläche rauer, Hartanodisieren folgt jeder Bearbeitungsspur, und Strahlen setzt eine Untergrenze von etwa Ra 1,6, die das Polieren danach abtragen muss.
Wie KGL Oberflächen festlegt und prüft
| Was wir tun | Warum das Ihren Preis betrifft |
|---|---|
| Oberfläche als Parameter mit Wert in der Zeichnung | Ra 0,8 mit genanntem Messverfahren, damit Prüfung und Fertigung dieselbe Abnahmeregel nutzen |
| Toleranz und Schicht gemeinsam vor der Kalkulation geprüft | Ist die Schicht dicker als die Toleranz, sagen wir es beim Angebot und nicht erst nach dem Beschichten |
| Anodisieren und Beschichten einer Bestellung im selben Los | Gleiche Legierung, gleiches Bad, gleiches Los halten Farbe und Dicke über die Lieferung hinweg gleich |
| Behandlung vor dem abschließenden Schleifen der Bezugsflächen | Nitrierte und gehärtete Teile werden nach der Behandlung geschliffen, damit die Bezugsgeometrie echt ist |
| Oberflächenprüfung auf der CMM plus Rauheitskontrolle | Profil, Ra und Schichtdicke werden auf demselben Prüfblatt berichtet, wo die Zeichnung es verlangt |
| Frage, die wir hören | Kurze Antwort |
|---|---|
| Kann ich anodisieren und die Bohrung trotzdem halten? | Ja, wenn wir kompensieren oder abdecken. Nennen Sie die Flächen, die exakt bleiben müssen, und wir kalkulieren das Abdecken mit. |
| Warum ist mein schwarzes Anodisieren braun geworden? | Legierungszusammensetzung, Färbebad und Schichtdicke verschieben den Ton. Losweise Beschichtung und ein Rückstellmuster halten es wiederholbar. |
| Chromatieren oder Anodisieren für ein geerdetes Gehäuse? | Chromatieren, weil es den Metallkontakt erhält. Anodisieren bringt mehr Verschleißschutz und Farbe, isoliert aber. |
| Beste Verschleißoberfläche auf Aluminium? | Hartanodisieren, oder PVD, wenn die Geometrie unverändert bleiben muss. Auf Stahl hält Nitrieren deutlich höhere Last. |
Oberfläche und Toleranz im Widerspruch auf Ihrer Zeichnung?
Senden Sie die 2D- und 3D-Dateien. Sie erhalten innerhalb von 24 Stunden ein Angebot und wir markieren die Stellen, an denen Schicht, Toleranz und Werkstoff nicht zusammenpassen, bevor die Teile geschnitten werden. Kein MOQ, Einzelstücke möglich.