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Zinklamellenbeschichtung verbessert

Neben Sperrschichten wie Bronze zum Schutz des Metallsubstrats spielen auch Opferschichten nach wie vor eine wichtige Rolle, allen voran mit Zink als Opferanode. So hat Dörken MKS aus Herdecke erst im vergangenen Jahr einen neuen Zinklamellen-Base­coat vorgestellt. Bei gleicher Performance ist Deltaprotekt KL 120 laut Hersteller um bis zu 30 % ergiebiger als andere Basecoats der Reihe. Mit den Systemen werden bei einer Gesamtschichtdicke von 18 µm – abhängig von Schichtaufbau, Geometrie der Teile und Applikationsform – Korrosionsstandzeiten von 1000 h gemäß DIN EN ISO 9227 gegen Rot- und Weißrost prozesssicher im Massenschüttgut erreicht. Besonders deutlich wird dies bei schwarzen Topcoats: Die schwarze Oberfläche bleibt im Salzsprühtest bis 1000 h nahezu unverändert.

Durch die schuppenartig angeordneten Zinklamellenschichten kommt es zu einem Barriereeffekt, der den Angriff von korrosiven Medien wie Feuchtigkeit und Sauerstoff im Vergleich zu herkömmlichen galvanischen Korrosionsschutzschichten verlangsamt. Da im Beschichtungsvorgang kein Wasserstoff angeboten wird, ist außerdem die Gefahr der Wasserstoffversprödung gebannt.

Einen ähnlichen Schichteffekt wie bei den Zinklamellen haben sich Forscher des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM) zunutze gemacht: Sie haben spezielle Zinkphosphat-Nanopartikel entwickelt, die im Gegensatz zu herkömmlichen, kugelförmigen Zinkphosphat-Nanopartikeln plättchenförmig sind – zehnmal so lang wie dick. Diese Anisotropie verlangsamt das Vordringen der Gasmoleküle zum Metall, wie das Forschungsinstitut mitteilt.

„In ersten Testbeschichtungen konnten wir zeigen, dass sich die plättchenförmigen Nanopartikel mauerartig übereinanderschichten“, erklärt Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere am INM. „Dadurch verlängert sich der Weg der Gasmoleküle durch die Schutzbeschichtung hindurch, weil sie sich einen Weg durch die Mauerritzen suchen müssen.“ Das Ergebnis sei eine deutlich langsamere Korrosion als bei Beschichtungen mit kugelförmigen Nanopartikeln.

Doch nicht nur der Korrosionsschutz, auch die Verschleißbeständigkeit steht als Anforderung an moderne Oberflächen weit oben auf der Forderungsliste der Anwender. Bei diesem Thema allerdings hatte es die EU-Kommission geschafft, die Oberflächentechnikbranche in helle Aufregung zu versetzen: Wegen erbgutverändernder und krebserregender Wirkung hat die Europäische Chemikalienagentur Echa im Annex 14 der Reach-Verordnung Chrom­(VI)-Elektrolyte als besonders besorgniserregende Substanz (Substance of Very High Concern – SVHC) klassifiziert. Um wie bisher Bauteile verchromen zu können, benötigen Galvanikunternehmen ab September 2017 eine besondere Autorisierung.

Hier hat MTV mit der Entwicklung von Nil35 gleichsam zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen. M-Protect ist laut Hersteller nicht nur ein vollwertiger Ersatz für Hartchrom, sondern übertrifft dieses in vielen Anwendungsbereichen.

Auch bei seinen aus Sulfamatbädern abgeschiedenen Nickelbeschichtungen hat es das Unternehmen geschafft, die Verschleißbeständigkeit zu steigern. Unter dem Namen Nicabor bietet es eine Beschichtung aus einer duktilen Nickelmatrix mit eingelagerten Borcarbidpartikeln einer mittleren Korngröße von circa 1 μm in einer Konzentration von etwa 15 Vol.-%. Dieses Borcarbid wird aufgrund seiner Festigkeit auch als schwarzer Diamant bezeichnet.

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Die Mischhärte dieser Beschichtung beträgt etwa 400 HV_0,1 und lässt sich durch das Zulegieren von Kobalt bis auf ungefähr 550 HV_0,1 steigern. MTV bezeichnet diesen Schichtstoff dann als Conibor. Die Verschleißbeständigkeit kann zudem durch die Verwendung anderer Korngrößen und Konzentrationen der Borcarbidpartikel beeinflusst werden.

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