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Zink-Nickel-Schicht mit Passivierung ersetzt Verzinkung mit Gelb-Chromatierung

Zink-Nickel-Schicht mit Passivierung ersetzt Verzinkung mit Gelb-Chromatierung
Chrom(VI)-frei für Fluidkomponenten

Die Regelung der Autoindustrie zur Verwendung von Cr(VI) in Korrosionsschutzschichten läuft im Juli 2007 aus. Wenn auch nicht direkt betroffen, hat die Stauff Gruppe deshalb entschieden, die bisherige Verzinkung mit Gelb-Chromatierung durch Zink-Nickel-Schichten mit Passivierung zu ersetzen. Die „Neue“ neigt nicht zu Weißrost und hat zudem die gleiche Medienverträglichkeit sowie eine bessere Temperaturbeständigkeit wie Gelb-Chromatierung.


Inhaltsverzeichnis
1. Zink-Nickel-Schicht: Wahl nicht leicht gemacht
2. Oberflächenschutz „Zink/Nickel“
3. Das Unternehmen

„Never touch a running system“ – so oder ähnlich haben die Entscheidungsträger der Industrie in den vergangenen Jahren wohl gedacht, wenn es um Verzinkung mit anschließender Gelb-Chromatierung (A3C) als Korrosionsschutz ging. Und das trotz Wissen um die Problematik „Eiffelturm“: Welche Kosten hätten vermieden werden können, wenn beim Bau in den Jahren 1887 bis 1889 ein geeignetes Korrosionsschutzverfahren zur Verfügung gestanden hätte. Hat es aber nicht. Deshalb fallen heute alle 7 Jahre rund 60 t Korrosionsschutzfarbe an. Die Gesamtkosten pro Anstrich belaufen sich auf 3 Mio. €. Zugegeben, gelb-chromatierte Verzinkung wäre für diese Anwendung nicht zum Einsatz gekommen, heute gehört sie jedoch zu den am häufigsten eingesetzten Korrosionsschutzverfahren.
Seit einigen Jahren ist bekannt, dass Gelb-Chromatierung sechswertiges Chrom, kurz Cr(VI) genannt, enthält. Dieses ist als krebserregend eingestuft und kann bei direkter Berührung Allergien auslösen. Studien besagen allerdings, dass der professionelle Umgang mit Cr(VI) unkritisch ist: Die durch Abrieb oder Auslaugung in die Umwelt gelangenden Konzentrationen sind in der Regel so gering, dass nicht von grundsätzlicher Gefährdung ausgegangen werden kann.
Auslöser der bis heute andauernden Entwicklung sind die EU-Altfahrzeug-Verordnung sowie die RoHS-Richtlinie. Beide reglementieren die Entsorgung beziehungsweise Wiederverwertung und damit die Verwendung von Cr(VI). Ein Teil der Verbote wurde bereits in den vergangenen Jahren umgesetzt, die Ausnahmeregelung zur Verwendung von Cr(VI) in Korrosionsschutzschichten läuft zum 01. Juli 2007 aus.
Als Hersteller fluidtechnischer Komponenten für den Maschinen- und Anlagenbau, ist Stauff zwar nicht direkt von den Richtlinien betroffen, doch um den wachsenden Anforderungen nach umweltverträglichen Komponenten nachzukommen, haben die Verantwortlichen aus Entwicklung und Vertrieb bereits vor einiger Zeit entschieden, den bisherigen Standard – Verzinkung mit anschließender Gelb-Chromatierung – vollständig durch eine Zink-Nickel-Beschichtung mit Passivierung zu ersetzen. Von der Umstellung betroffen ist das gesamte Produktprogramm der Stauff-Gruppe, insbesondere metallisches Befestigungszubehör für Rohr- und Schlauchschellen sowie sämtliche Messtechnik-Artikel aus dem Bereich Stauff-Test.

Zink-Nickel-Schicht: Wahl nicht leicht gemacht

Die Entscheidung für die Zink-Nickel-Beschichtung fiel zunächst nicht leicht. Erste Überlegungen und Untersuchungen gingen neben anderen Verfahren Richtung Verzinkung mit Dickschichtpassivierung und anschließendem Versiegeln. Schlagworte wie „Nanopartikel“ beflügelten die Phantasie aller Mitarbeiter aus Entwicklung, Qualitätssicherung und Marketing. Erste eigene Versuche unter Laborbedingungen verliefen recht positiv. Doch die folgenden praxisnahen Tests bestätigten diese Ergebnisse nicht.
Die Analyse zeigt zwei Probleme: Der eigentliche Beschichtungsprozess wird noch nicht prozesssicher beherrscht. Hier ist sicher in nächster Zeit einiges Potenzial zu erwarten, wenn die Oberflächenveredler diese Abläufe optimiert haben. Der zweite, wesentlich gravierendere Punkt ist die Empfindlichkeit der Oberfläche: Bereits zu lange Transportwege – sprich das Rütteln während der Fahrt – sowie Bewegungen innerhalb der Produktion – zum Beispiel Umschüttvorgänge – können die Beständigkeit beeinträchtigen. Mindestens genauso gravierend ist die Beanspruchung während der Montage. Fast immer sind Werkzeuge beteiligt, bei deren Anwendung Kräfte auftreten können, die zu einer Belastung der Korrosionsschutzschicht führen.

Im Laufe dieser Untersuchungen wurde bei Stauff ein Teststand für Salzsprühnebel-Prüfungen nach DIN EN ISO 9227 (ehemals DIN 50021-SS) eingerichtet, um die Vielzahl der durchzuführenden Versuche zu ermöglichen. Es gab zwar Teile, welche die geforderten 500 h Weißrostbeständigkeit erreichten, ebenso dabei waren aber auch solche, die nur knapp 100 h hielten. Damit liegen die Ergebnisse im ungünstigen Fall auf einem ähnlichen Niveau wie die ebenfalls Cr(VI)-freie Verzinkung mit anschließender Blau-Chromatierung.

Bestens verbunden

Oberflächenschutz „Zink/Nickel“

„Aufgrund der Testergebnisse mit der dickschichtpassivierten Verzinkung und trotz der höheren Kosten, haben wir uns für die Zink-Nickel-Beschichtung mit Passivierung und Versiegelung entschieden. Wir sind sicher, dass die hervorragenden Eigenschaften der Oberflächen-Veredelung die Mehrkosten bei weitem aufwiegen“, so das Resümee der Stauff-Entwicklungsabteilung. Die Ergebnisse im Salzsprühnebel-Test sprechen für sich. Die Zink-Nickel-Schicht bringt keinen klassischen Weißrost (=Zinkkorrosion) hervor, sondern nur eine Art Grauschleier, der sich aber durch Abwischen relativ leicht entfernen lässt und keine Korrosion im eigentlichen Sinne darstellt. Die Spezifikation fordert im Salzsprühnebel-Test 720 h Beständigkeit gegen Rot- rost (Grundmetallkorrosion). Diese Forderung wird teilweise erheblich überschritten.
Daneben weist die Schicht auch andere sehr gute Eigenschaften auf:

  • gleiche Medienverträglichkeit wie Gelb-Chromatierung
  • bessere Temperaturbeständigkeit (+160 °C) wie Gelb-Chromatierung (+70 °C)
  • sicherer Oberflächenschutz, auch bei oder nach Handling und Montage

Zum Unternehmen

Unter der Bezeichnung Stauff entwickelt, produziert und vertreibt die Walter Stauffenberg GmbH & Co. KG fluidtechnische Komponenten (Rohr- und Schlauchbefestigungen, Messtechnik und Hydraulikfiltration) für den Maschinen- und Anlagenbau. 900 Mitarbeiter in 15 Ländern erwirtschaften einen jährlichen Umsatz von rund 135 Mio. €. Zuletzt wurden Vertriebsniederlassungen in Polen, Korea, Russland und Irland eröffnet.
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