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15.11.2019

Vorbehandeln & Entlacken

Automobillackierung, Vorbehandeln & Entlacken: 16.01.2015

Potenziale von Alternativen zur Zinkphosphatierung ermitteln

Neue Dünnschichtvorbehandlungen als Optionen im Automobilbau

In einem Forschungsprojekt am Fraunhofer IPA werden neue Dünnschicht-Vorbehandlungen als Alternativen zum Zinkphosphatier-Prozess auf ihre Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Korrosionsschutzes im Automobilbau untersucht. Erste Ergebnisse zeigen ein hohes Potenzial dieser Technologien.

Die Abbildung zeigt links eine Zinkphosphatierungsschicht auf Stahl; rechts ist eine Dünnschicht-Vorbehandlung auf Stahl aufgebracht. Quelle Fraunhofer IPA

Die Abbildung zeigt links eine Zinkphosphatierungsschicht auf Stahl; rechts ist eine Dünnschicht-Vorbehandlung auf Stahl aufgebracht. Quelle Fraunhofer IPA

Der auf der Trikation-Technologie mit Zink, Nickel und Mangan basierende Zink­phosphatier-Prozess bietet für Stahlsubstrate im Automobilbau einen hohen Korrosionsschutz in Kombination mit der KTL und weiteren Lackschichten. Aufgrund der seit 2010 in der EU bestehenden Einstufung von Nickelsalzen als cmr (cancerogen, mutagen und reprotoxisch) rücken alternative Dünnschicht-Vorbehandlungen (Dünnschicht-VBH) zunehmend in den Fokus. Da diese Technologien neu sind, ist ihre Korrosionsschutz­wirkung und Performance im Automobilbau noch nicht ausreichend für alle in Frage kommenden Werkstoffe untersucht. Das Fraunhofer IPA hat deshalb ein gefördertes
Forschungsprojekt gestartet ( Infokasten), um grundlegendes Wissen über Dünnschicht-VBH und deren Einfluss auf den Korrosionsschutz zu generieren. Der Nutzen dieses Projekts für die Anwendung im Automobilbereich und für weitere Anwendungen, wo sehr hoher Korrosionsschutz gefordert ist, wird sein, dass eine grundlegende Wissensbasis über den Einfluss von Dünnschicht-VBH auf den Langzeit-Korrosionsschutz geschaffen wird.

WECHSELWIRKUNG VON SUBSTRATEN UND VORBEHANDLUNGEN IM VERBUND MIT KTL
Das von der Stiftung Stahlanwendungsforschung der FOSTA geförderte Forschungsprojekt soll Aufschluss über die gegenseitige Beeinflussung der Substrate und der VBH im Verbund mit der KTL geben. Darüber hinaus sollen mögliche Schwachstellen und Versagensmechanismen identifiziert werden. Die Ergebnisse werden grundlegende Aussagen zur Performance der untersuchten Systeme geben und dabei helfen, aus den Stärken und Schwächen der Dünnschicht-VBH Ansatzpunkte zur Materialoptimierung abzuleiten.
Für ein besseres Verständnis der Barrierewirkung der VBH-Schichten werden am Fraunhofer IPA verschiedene elektrochemische Untersuchungen wie Elektrochemische Impedanz-Spektroskopie (EIS), Rasterkelvinsonde (SKP), Cyclovoltammetrie (CV) und elektrische Polarisation angewandt. Die Stabilität der vorbehandelten Substratoberflächen wird mithilfe von oberflächenenergetischen und elektrochemischen Methoden untersucht. Zudem werden die Auswirkungen von Wasser und Elektrolyten auf die Grenzfläche mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und EIS untersucht. Hierzu wird unter anderem die Focused-Ion-Beam (FIB)-Technologie zur Herstellung von Querschnitten über den Substratwerkstoff sowie die VBH- und KTL-Schicht hinweg eingesetzt, um die Änderung der Morphologie und chemischen Zusammensetzung der (Grenz-)Schichten vor und nach Belastung zu bestimmen.

Lesen Sie den gesamten Beitrag in besser lackieren. Nr. 1/2015.

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

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