Beschichtung

Bei der galvanischen Beschichtung wird durch ein elektrolytisches Bad Strom geschickt. Am Pluspol (Anode) befindet sich das Metall, das aufgebracht werden soll (z. B. Zink oder Nickel), am Minuspol (Kathode) der zu beschichtende Gegenstand. Der elektrische Strom löst dabei Metallionen von der Verbrauchselektrode ab und lagert sie durch Reduktion auf der Ware ab. So wird der zu veredelnde Gegenstand allseitig gleichmäßig mit Kupfer oder einem anderen Metall beschichtet. Je länger sich der Gegenstand im Bad befindet und je höher der elektrische Strom ist, desto stärker wird die Metallschicht (z. B. Zinkschicht).

Seit dem 21. September 2017 dürfen Chrom(VI)-haltige Chemikalien nicht mehr verwendet oder in Verkehr gebracht werden. Um die Möglichkeit einer kontinuierlichen Weiterverwendung im Rahmen der REACH-Verordnung offen zu halten, mussten Anträge zur Autorisierung bis zum 21. März 2016 abgegeben werden. Da für den Erhalt einer Autorisierung sehr aufwändige Nachweise bzw. Studien erforderlich sind, ist davon auszugehen, dass die Zahl der Galvanikbetriebe, die ab dem Jahr 2017 noch Chrom(VI)-haltige Beschichtungen (z.B. „gelb verzinkt“) anbieten werden, stetig fallen wird.

Folgende Beschichtungen sind betroffen:

• Verzinkt mit Gelbchromatierung (z.B. A2C)
• Verzinkt mit Olivchromatierung
• Verzinkt mit Schwarzchromatierung
• Zinklamellenbeschichtung Chrom-6-haltig (z.B. Dacromet^®)

Aus diesem Grund möchten wir Ihnen hier geeignete Alternativen (Chrom-6 frei!) vorstellen:

Hinweis:

Wenn die Bauteilhärte über 320 HV bzw. die Zugfestigkeit Rm über 1.000 MPa liegt, ist eine Überprüfung des Herstellprozesses unter Anwendung einer Prüfung zur Erkennung von Wasserstoffversprödung durchzuführen. Hier sollte generell von einer galvanischen Beschichtung ganz abgesehen werden um die Gefahr eines Wasserstoffsprödbruches ausschließen zu können. Eine Alternative kann in diesen Fällen eine Zinklamellen­beschichtung sein.
Alle Angaben ohne Gewähr.

Zinklamellenüberzüge sind nicht-elektrolytisch aufgebrachte Beschichtungen, die einen guten Korrosionsschutz bieten. Diese Überzüge bestehen aus einer Mischung von Zink- und Aluminiumlamellen, die durch eine anorganische Matrix verbunden sind.

Neben dem Verzinken bieten Zinklamellenüberzüge den so genannten kathodischen Schutz; die Schicht „opfert“ sich, um das Basismetall zu schützen. Stahl kann mit diesen Schichten geschützt werden. Die Schichtdicke kann zwischen 5 µm und 15 µm dick sein. Dicke Schichten bieten mehr Korrosionsschutz; dünnere Schichten bieten wenigen Korrosionsschutz, beeinträchtigen jedoch die Funktionalität der beschichteten Oberfläche nicht, z. B. bei Schrauben und Muttern. Bei metrischen Gewindeteilen ist es erforderlich die Toleranzen nach ISO 965 einzuhalten. Die Schichtdicke der Zinklamellenüberzüge muss guten Korrosionsschutz mit dünner Schicht geben, damit die Verbindung zwischen Schraube und Mutter nicht negativ beeinflusst wird. In Vergleich zu Schichtdicken feuerverzinkter Verbindungselemente mit Gewinde haben Zinklamellenüberzüge einen Vorteil, da die Schichtdicke dünner ist.

Im Gegensatz zu Lacken breitet sich Korrosion unter der Beschichtung nicht aus. Beim Salzsprühtest ergeben Zinklamellenschichten 480 Stunden ohne Rotrost (RR). Es ist auch möglich 720 oder 840 Stunden ohne Rotrost beim Salzsprühtest zu erreichen, mit oder ohne Nachbehandlung. Diese Ergebnisse beim Salzsprühtest zeigen einen besseren Korrosionsschutz als eine typische galvanische Zink-Beschichtung, die beim Salzsprühtest von 96 bis 200 Stunden ergeben kann. Neben dem Korrosionsschutz liefern diese Beschichtungen mittlere Temperaturbeständigkeit, gute elektrische Leitfähigkeit und auch gute Chemikalienbeständigkeit (z. B. gegen Reiniger, Kraftstoff, Kühlmittel, Öle).

Das Beschichtungsmaterial der Zinklamellenüberzüge wird in flüssiger Form geliefert; es muss vor der Anwendung zu den gewünschten Anwendungsbedingungen vorbereitet werden. Die Viskosität, Temperatur, Rührungszeit vor der Anwendung spielen hier eine wichtige Rolle. Das Material kann mit den folgenden Anwendungstechniken aufgebracht werden:

Sprühverfahren
Das Beschichtungsmaterial wird mit einer Sprühpistole auf die Oberfläche der Bauteile aufgebracht. Das kann manuell oder in einer vollautomatisierten Sprühanlage realisiert werden.

Dip-Spinning
(eng. f. Tauch-Schleuder-Verfahren)
Die Teile werden in einen Korb geladen. Die Beschichtung wird durch Eintauchen des Korbes in einem Behälter mit dem vorbereiteten Beschichtungsmaterial realisiert. Nach dem Tauchen wird der Korb zentrifugiert, um die Rückstände des Beschichungsmaterial zu entfernen.

Vor der Beschichtung muss die Oberfläche der Teile vorbehandelt werden. Beizen mit Säuren (z. B. Schwefelsäure, Chlorsäure) erzeugt atomaren Wasserstoff und kann in die Stahlstruktur eindringen und sie verspröden. Um Beizverfahren zu vermeiden, sind andere Vorbehandlungsprozesse nötig. Die typischen Reinigungsverfahren sind Entfettung mit einer alkalischen wässrigen Lösung und dann Strahlen mit sehr kleinen Stahlkugeln (Strahlmittel). Reinigungsmittel beseitigen Fett, Öl und Schmutz von der metallischen Oberfläche. Strahlen beseitigt Zunder und Rost durch die mechanische Aktion der Stahlkugeln, die mit Hilfe einer Turbine auf die Teile in einer Kammer beschleunigt werden. Beide Verfahren erzeugen keinen Wasserstoff, aus diesem Grund gibt es keine Gefahr von Wasserstoffversprödung bei hochfesten Stählen.

Nach der Vorbehandlung kommt dann das Beschichtungsverfahren. Die Teile werden auf einem Gestell mit dem Zinklamellenmaterial gesprüht (Sprühverfahren) oder in einem Behälter getaucht und zentrifugiert (Dip-Spinning). Auf der Oberfläche der Teile bildet das Beschichtungsmaterial eine flüssige und uniforme Schicht, die noch nicht kompakt ist und alle ihre Eigenschaften nicht zeigt. Um die ausgezeichneten Eigenschaften der Zinklamellenüberzüge zu bilden, ist ein Einbrennverfahren erforderlich.

Die Beschichtung ist noch hochreaktiv und es muss sich eine kompakte Schicht durch Hitze bilden. Die beschichteten Teile müssen in einem Ofen unter kontrollierter Temperatur eingebrannt werden. Diese Temperatur hängt vom Beschichtungsmaterial und Produkthersteller ab, da jeder Hersteller von Zinklamellenprodukten seine patentierte Formel hat. Typische Einbrenntemperaturen sind 200 °C, 240 °C und 300 °C. Nach dem Einbrennen wird die Beschichtung vernetzt und eine uniforme, dünne, haftfeste und trockene Schicht wird erzeugt.

Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zinklamellen%C3%BCberzug (09.09.2011)