Beschreibung
P 509 – Anwendungsmöglichkeiten von Stahlfeinblechen mit neuartigen Zink-Magnesium-Legierungsüberzügen
Mit der Einführung verzinkter Bleche bietet die Stahlindustrie seit vielen Jahren ihren Kunden Produkte mit einer erheblich verlängerten Lebensdauer an. Doch nicht nur für den Korrosionsschutz allein sind funktionelle Beschichtungssysteme entwickelt worden sondern viele metallische Überzüge dienen auch der Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften oder erfüllen dekorative Zwecke.
Bekannt ist die gute Korrosionsbeständigkeit von Spritzgussteilen aus Zn-Mg-Legierungen, so dass es wiederholt Versuche gab, entsprechende Überzüge auf Stahlfeinbleche zu applizieren. Zur Applikation derartiger Schichten auf unbeschichtetem oder verzinktem Stahlfeinblech bieten sich vor allem PVD-Vakuumbeschichtungsverfahren (Physical Vapor Deposition) an. Mit diesen Verfahren können sowohl gezielt Verteilungsgradienten im Schichtaufbau, als auch gleichmäßig extrem dünne Schichten erzeugt werden. Mit speziell abgestimmten Mehrschichtsystemen ist es möglich, gleichzeitig mehreren Anwendungsprofilen gerecht zu werden.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens zur Erprobung von auf feuerverzinktem Feinblech aufgedampften Zn-Mg-Überzügen wurde beim Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-und Plasmatechnik (FEP) eine neu aufgebaute In-Iine-Vakuum-Pilot-Beschichtungsanlage eingesetzt, mit der große Probetafeln (500 mm x 500 mm) ein- oder beidseitig bedampft werden können. Dies eröffnete die Möglichkeit, umfangreiches Probenmaterial für notwendige anwendungstechnische Untersuchungen bereitzustellen und die Grundlagen für die Anwendungstechnik der neuartig beschichteten Bleche zu schaffen. Im Hinblick auf die vielen Anwendungsbereiche für optimal beschichtete Bleche (Bauwesen, Hausgeräteindustrie, Phonoindustne, Automobilindustrie und deren Zulieferbetriebe) konnten somit wichtige Beanspruchungen wie z. B. erhöhte Korrosionsbeständigkeit, verbesserte Fügbarkeit und Lackierbarkeit sowie die Eignung zum Umformen überprüft werden.
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens haben gezeigt, dass durch Kombination der herkömmlichen Feuerverzinkung und der Vakuum-Bedampfungstechnik (PVD) hochkorrosionsbeständige Zn-Mg-Legierungsüberzüge mit viel versprechenden Eigenschaften erzeugt werden können. Das System Zn-Mg vereinigt ausgezeichnete Korrosionseigenschaften mit gutem Verarbeitungsverhalten. Dies konnte insbesondere auch in den praxisspezifischen Prüfungen an einem Bauteil aus der Automobilindustne (Verstärkung Wischerachse) nachgewiesen werden.
Die Versuche in der Pilotanlage zeigten insgesamt gesehen eine gute Reproduzierbarkeit sowohl bei der Herstellung der bedampften Probetafeln als auch bei deren Eigenschaftswerten sowie das Potenzial des Verfahrens für eine Aufskalierbarkeit in einem kontinuierlichen Prozess.
Ein gegebenenfalls in Betracht kommender nächster Schritt soll die Überprüfung der Aufskalierbarkeit auf industrielle Maßstäbe unter besonderer Berücksichtigung der
Wirtschaftlichkeit des Beschichtungsprozesses sein.
FORSCHUNGSVEREINIGUNG STAHLANWENDUNG e .V.
Veröffentlichung:
2004
Autoren:
Dipl.-Ing. J. Hagler, Dr. rer. nat. T. Koll, Dr. rer. nat. K. Ullrich, Dr. rer. nat. B. Scheffel, Dr.-lng. M. de Meyer, Dr. rer. nat. B. Schumacher, Dr. A. Spalek, Dr.-lng. G. Steinbeck
