6 Nr 10 05 06 2015 Mitarbeiter des Fraunhofer IPA untersuchen derzeit neue Vor behandlungsverfahren für den Einsatz in der Multimetall Vor behandlung Im Fokus steht da bei das Korrosionsschutzver mögen der neuen Verfahren im Vergleich zur klassischen Zink phosphatierung und das bei herkömmlichen und bei neu eingesetzten Werkstoffen Im Automobilbau gewinnen Multimetall Substratmateriali en immer mehr an Bedeutung Neben den herkömmlichen Werk stoffen Stahl und verzinkter Stahl werden vermehrt Aluminium und andere neue Werkstoffe wie Stahl mit Zink Magnesium Über zügen oder mit Korrosions schutzprimern eingesetzt Die se neuen Werkstoffe werden in Kombination mit den herkömm lichen Werkstoffen verbaut und in einem anschließenden Mul timetall Prozess vorbehandelt und beschichtet Dieser neue Materialmix stellt die etablier te Zinkphosphatierung vor eine Herausforderung Der für den Korrosionsschutz von Stahl und verzinktem Stahl bewährte Trikation Zinkphos phatierprozess weist bei der Vorbehandlung von zum Bei spiel Aluminium erhebliche Pro bleme auf So führt die Schlamm bildung beim Zinkphosphatie ren von Aluminium zu großen Abwasserproblemen und zur Verunreinigung des Vorbehand lungsbades und der Karosseri en Ein weiteres wesentliches Argument für die Entwicklung von Ersatztechnologien ist die Toxizität eingesetzter Nickel salze In einem von der Stiftung Stahlanwendungsforschung der FOSTA Forschung Stahl geför derten Forschungsprojekt wer den daher neue Dünnschicht vorbehandlungen mit Zirkon oxid als Korrosionsinhibitor auf ihre Leistungsfähigkeit hin un tersucht Insbesondere der Kor rosionsschutz und die Prozess fähigkeit bzw stabilität beim Beschichten von Multimetallen werden im Vergleich zum her kömmlichen Zinkphosphatier prozess evaluiert Das Proben programm umfasst zehn Sub strate wobei Standard und neue Substratmaterialien wie Stahl warm und kaltgewalzt verzinkte Stähle Stahl mit Zink Magnesium Überzügen sowie Aluminium Legierungen be rücksichtigt werden Nach der Vorbehandlung werden sie mit einer automobiltypischen KTL beschichtet Performance auf verschiedenen Substraten Die Untersuchung der Vor behandlungsschichten mittels Rasterelektronenmikroskopie REM ergibt bei allen Substra ten und Vorbehandlungen eine homogene Vorbehandlungs schicht mit sehr guter Haftung auf den Substraten Während die Zinkphosphatierung eine kristalline Struktur von etwa 1 2 µm Schichtdicke aufweist sind die untersuchten Dünn schichtvorbehandlungen amorph und abhängig von der eingesetzten Technologie nur 100 bis 200 nm dick s Bild Die Homogenität der Schich ten auf der Substratoberfläche bewirkt eine ebenfalls hohe elek trochemische Homogenität wie mittels Rasterkelvinsonde nach gewiesen werden konnte Dies führt zu einer geringen Neigung zur Erzeugung von lokalen Kor rosionselementen so dass Kor rosionsprozesse weitgehend in hibiert sind Die mit den wissen schaftlichen Methoden ge fundenen guten Korrosionsei genschaften werden durch phä nomenologische Studien wie dem neuen VDA VDEh Korrosions wechseltest VDA 233 102 VDEh SEP1850 bestätigt Dieser im Rahmen des Projekts als Rund versuch durchgeführte Korro sionstest ergibt dass alle unter suchten Vorbehandlungen in Kombination mit KTL auf den verschiedenen Substratmateri alien mit Ausnahme von Stahl eine sehr geringe Korrosions neigung besitzen Konkret be deutet das eine sehr geringe Un terwanderung an den definiert angebrachten Ritzen Die hier festgestellte Unterwanderungs breite liegt bei maximal 2 mm abhängig vom jeweiligen Subs trat Das entspricht dem derzeit gängigen Stand der Technik Wissensbasis entwickeln über neue Dünnschicht Vorbehandlungen Im weiteren Projektverlauf werden die wesentlichen Ein flussgrößen auf den Korrosions schutz der neuen Dünnschicht vorbehandlungen im Vergleich zum Stand der Technik unter sucht Ein wichtiges Ziel dieser Untersuchungen ist herauszu finden welche exakten Mecha nismen den Korrosionsschutz der verschiedenen Substrate im Multimetall Prozess mit den neu en Vorbehandlungen und der KTL hauptsächlich bestimmen Die zu erarbeitende grundle gende Wissensbasis soll über das bessere Verständnis der einzel nen Wechselwirkungen die Ent wicklung effizienter Dünn schichtvorbehandlungen für den Langzeit Korrosionsschutz er möglichen Konkret geht es da bei um die Verankerung der KTL Schicht sowie um die Langzeit Wirkung von Wasser und Elektrolyten in den Grenzflä chen Gibt es z B einen Mecha nismus der die Grenzschichten zerstört In der Untersuchung befinden sich derzeit drei Sys teme von zwei unterschied li chen Herstellern die finalen Ergebnisse werden bis zum Jahresende erwartet Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Stuttgart Dr Michael Hilt Tel 49 711 970 3820 michael hilt ipa fraunhofer de Dr Ulrich Christ Tel 49 711 970 3861 ulrich christ ipa fraunhofer de Dr Christina Bauder Tel 49 711 970 3869 christina bauder ipa fraunhofer de www ipa fraunhofer de beschichtung Dünnschicht Vorbehandlung für Multimetalle auf dem Prüfstand Neue Methoden als Ersatz für den Zinkphosphatprozess in aktuellen Ringversuchen Automotive Engineering Expo M Nürnberg 09 10 06 2015 Vincentz Network GmbH Co KG Hannover www automotive engineering expo com parts2clean M Stuttgart 09 11 06 2015 Deutsche Messe AG Hannover Tel 49 511 89 0 www parts2clean de Eurofinish 2015 M B Leuven 10 11 06 2015 VOM vzw B Leuven Tel 32 16 40 14 20 info vom be www eurofinish be Abfallrechtliche Nachweis führung S Mainz 11 06 2015 SAM Ges Rheinland Pfalz mbH Mainz Tel 49 06131 98298 12 info sam rlp de www sam rlp de besser lackieren live W Internet 16 06 2015 Vincentz Network GmbH Co KG Hannover Tel 49 511 9910 321 redaktion besserlackieren de www besserlackieren de DFO European Automotive Coating K Nürtingen 16 17 06 2015 DFO Service GmbH Neuss Tel 49 2131 40811 24 dopheide dfo service de www dfo info Fehleranalyse und Fehlervermei dung an lackierten Kunststoffen S Lüdenscheid 18 06 2015 Kunststoff Institut Lüdenscheid Tel 49 2351 1064 191 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Seminare Lehrgänge W Web Seminar Veranstaltungen Fraunhofer IPA Aktuell Spezialwissen kompakt Für Entscheider in der industriellen Lackiertechnik Vincentz Network Plathnerstr 4c 30175 Hannover Deutschland T 49 511 9910 033 buecher besserlackieren de www besserlackieren de Technologie Report Korrosionsschutz Wie können Korrosionsschutz und ansprechende Optik kombiniert werden Was muss beim Pulverbeschichten von Kanten beachtet werden Und welche Anforderungen sind im Rahmen der DIN EN 1090 zu erfüllen Diese und viele weitere Fragen beantwortet der besser lackieren Technologie Report Korrosionsschutz Technologie Report Korrosionsschutz Als PDF Ausgabe erhältlich Juli 2014 16 Seiten Best Nr 753 PDF 24 80 Euro www besserlackieren de Shop Als PDF Ausgabe erhältlich Das von der Stiftung Stahlanwendungsforschung der FOSTA geförderte Forschungsprojekt soll wichtige Erkenntnisse über die gegenseitige Beeinflussung von Substraten und Dünn schichtvorbehandlungen im Verbund mit der KTL liefern Die Ergebnisse sollen dazu beitragen über ein besseres Verständ nis der untersuchten Systeme bezüglich ihres Korrosions verhaltens Ansatzpunkte zur Materialoptimierung abzulei ten Dazu werden am Fraunhofer IPA detaillierte elektroche mische Untersuchungen durchgeführt Die chemische Stabilität der vorbehandelten Substratoberflächen wird mithilfe von oberflächenanalytischen Methoden bestimmt Hintergrund DR KLAUS ROTHS Volkswagen AG In dem Projekt wird das weitere Potenzial von Systemen un tersucht an denen verschiedene VBH Lieferanten arbeiten und die je nach Qualitätsanspruch bereits bei verschie denen Anwendern u a in der japanischen Automobilindu strie Nissan im Einsatz sind Für Anwender ergeben sich vor allem dann Vorteile wenn sich bestehende Prozesszei ten verkürzen neue Anlagen kompakter werden und Ener gieverbräuche minimiert werden können denn die neuen Systeme arbeiten bei Raumtemperatur Allerdings bleibt die Frage nach der richtigen Qualität bestehen denn oberste Randbedingung ist eine ausgezeichnete Gesamt Performance und der komplette Schicht und Lackaufbau muss techno logisch funktionieren Warum das wichtig wird Die Fotos zeigen KTL beschichteten Stahl mit einem Zink Magnesium Überzug im Querschnitt nachdem ein FIB Schnitt aufgebracht wurde mit Zinkphosphatierung vorbehandelt l mit Dünnschichtvorbehandlung r Quelle Fraunhofer IPA

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