Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen Architekten - Information Veredelung. Stand 09/2012

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1 Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen Architekten - Information Veredelung Stand 09/2012

2 Inhalt 1 Schüco Übersicht System-Finish 2 Schüco Übersicht Vorbehandlungsmöglichkeiten System Finish 3 Bedeutung der Vorbehandlung 4 Anforderung an das Grundmaterial Aluminium 5 Vorbehandlung bei Pulver- und Flüssiglackbeschichtungen 6 Die Vorbehandlung Gelbchromatierung 7 Die chromfreie Vorbehandlung 8 Die Voranodisation 9 Die Seaside Vorbehandlung 10 Vorbehandlung bei anodisierten Oberflächen 11 Effekte bei schlechter Vorbehandlung 12 Filiformkorrosion durch geeignete Vorbehandlung vermeidbar 13 Zusätzliche Informationen zu Schüco System-Finish Veredelung & Verbund 14 Kontaktdaten Seite 2

3 1. Schüco Übersicht System-Finish Schüco System-Finish Oberflächen (September 2012) Basis Performance Decor Premium Kosten PowColor Fassadenqualität Pulverbasis mit Deckschicht MetallicEffekte Fluorpolymer-Pulver (Pulver) AnoLine CosmoLine MetallicLine Voranodisierung mit Pulver- Deckschicht DuraClean Anti-Graffiti Hochwetterfest-Pulver Feinstruktur-Pulver AnoLine FS Trend Metallics Holz- & Steinoptiken: DECORAL NATURALL WetLine AnColor Eloxal im Naturton (E6/EV1, C0) MetallicLine Plus INOX Optic Pulver Eloxal für Structural Glassing (SG-Eloxal) Farbeloxal mit / ohne mechanische Bearbeitung (E1 bis E6, C0, C31 bis C35) INOX Optic Classic (Eloxal) Silber & Gold (EV2 bis EV 4) INOX Optic Plus Glanzeloxal G3 WetColor (Flüssiglackt) S315 SANDALOR Polyurethan (PUR) Duraflon PUR Trend Duraflon Duraflon Trend AnoLine DF PVDF PVDF Dekor Seite 3

4 2. Schüco Übersicht Vorbehandlungsmöglichkeiten Aluminium Übersicht der Möglichkeiten innerhalb des Angebotes System Finish (Stand ) Anmerkungen: 1) Gelbchromatierung ist das verbreiteste Verfahren; Grünchromatierung wird bei Aluminium meistens als Tauchverfahren eingesetzt. 2) Die chromfreie Vorbehandlung wird in D zunehmend ausgeschrieben (zertifiziertes Bauen) und bereits in Frankreich wie in anderen Industrien (Auto- und Flugzeugbau) Standard. 3) Für Seaside (Qualicoat Gütegemeinschaft) werden auch die Begriffe Qualimarine (Südeuropa) verwendet. 4) Für Voranodisation (Abkürzung VA oder MVA) wird auch die Bezeichnung Aneloxal verwendet. 5) E0 und E6 sind Anodisierungsvorbehandlungen nach DIN Seite 4

5 3. Bedeutung der Vorbehandlung Primäre Schutzfunktion vor Korrosion und Haftung Industriell gefertigte Profile und Bleche weisen als Oberfläche eine Oxidschicht auf, die bedingt durch ihr natürliches Wachstum (Aluminium als unedles Metall reagiert mit Sauerstoff und Feuchtigkeit) im Bildungsprozess Schmutz, Feuchtigkeit, Öle, Fette und Zurichtungshilfmittel einbauen. Diese Grenzschicht ist nicht geeignet zur Korrosionsvermeidung wie auch als Haftgrund für die nachfolgende Veredelung bedingt durch ihre Inhomogenität und die erfolgten Fremdmaterialeinschlüsse. Zur Sicherstellung der Korrosionsvermeidung und der optimalen Haftung zwischen Aluminium- Grundmaterial und Veredelung trägt die Vorbehandlung (s. Pkt. 4) die gebildete kontaminierte Oxidschicht auf dem Aluminium bis auf den metallischen Untergrund kontrolliert ab. Aufbauend auf dem gereinigten Aluminium wird über die Vorbehandlung der Haftgrund / die Konversionsschicht (z. B. Gelbchromatierung oder Voranodisation) kontrolliert und homogen aufgebaut. Die Verwendung von gereinigten Chemikalien und Hilfsmitteln verhindert die erneute Kontaminierung und ist deshalb von Gütege-meinschaften geregelt und überwacht. Seite 5

6 4. Ablauf der Vorbehandlung für das Grundmaterial Aluminium Einfluss von Legierungen und Werkstoffbasis bei der Vorbehandlung Die Vorbehandlung ist ein wesentlicher Teil des Veredelungsprozesses zur Erzeugung einer geschlossenen und möglichst einheitlichen Oberflächenschicht auf dem Aluminium. Gütekonforme Vorbehandlung (Bild: GSB): Drei wesentliche Verfahrenschritte werden durchgeführt: 1. Entfernung von Öl, Fetten und Schmutz 2. Entfernung der äußeren inhomogenen Schichten auf dem Aluminium 3. Aufbau der Vorbehandlungsschicht Seite 6

7 5. Vorbehandlung bei Pulver- und Flüssiglackbeschichtungen Vorbemerkungen Die Einbrennpulverbeschichtung ist mit großem Abstand die am häufigsten genutzte Veredelungsart im Bereich Architektur. Oben: HWF-Pulveroberfläche (MetallicLine) Unten: Flüssiglackoberfläche (Duraflon) Technisch bedingt sind Pulver- und Flüssiglackbeschichtung ablaufmässig ähnlich (benötigen aber separate Anlagen!) und werden deshalb nachfolgend bei der Vorstellung der Vorbehandlungsmöglichkeiten synonym behandelt, d.h. die Aussagen für Pulvervorbehandlungen treffen auch für Flüssiglackbeschichtungen zu. Schüco berät Sie gerne über die Möglichkeiten, da die Auswahl der Vorbehandlung zum Verfahren wie auch zu den Materiallängen abgestimmt sein muss. Seite 7

8 6. Die Vorbehandlung Gelbchromatierung Die Gelbchromatierung ist derzeit die am häufigsten im Bereich Pulver/Flüssiglack verbreitete Vorbehandlung. Basis ist die Reaktion von Chromsäure, aktivierenden Komplexsalzen und Fluorid in saurer Lösung mit der gereinigten Aluminiumoberfläche. In Abhängigkeit von Zeit und Reaktionsbedingungen bildet sich eine farblose bis goldgelbe Schicht die Farbe ist auf die Einlagerung von Cr 6+ in die Schicht zurückzuführen. Diese Vorbehandlung ist wgn. Cr 6+ im Lebensmittelbereich nicht zulässig. Mikroskopaufnahme (40 fache Vergrößerung): Links: Gelbchromatschicht auf Alu, Rechts: metallischer Untergrund nach Vorbehandlung ohne Gelbchromatierung (Bild: Schüco) Seite 8

9 7. Die chromfreie Vorbehandlung Bedingt durch die Umweltbelastung von Chromverbindungen sind chromfreie Vorbehandlungen, zumeist auf Basis der Metalle Titan/Zirkonium, entwickelt worden. Hierbei reagieren gelöste Zirkon- /Titanverbindungen, zusammen mit dem Komplexmittel Fluorid und Additiven in saurer Lösung mit der Aluminiumoberfläche. Es bildet sich eine Mischoxidschicht aus Aluminiumoxid und dem Übergangsmetall, die auch Fluorid und andere Komponenten eingelagert hat. Die gebildete Schicht ist farblos und verlangt deshalb eine sorgfältige Einstellung und Nachkontrolle zur Sicherstellung des vollflächigen Auftrages der Vorbehandlungsschicht. Mikroskopaufnahme (10 fache Vergrößerung): Links: Deckschicht (Pulver), Mitte: Chromfreie Vorbehandlung, Rechts: Aluminium Untergrund (Bild: Schüco) Seite 9

10 8. Die Voranodisation Durch elektrischen Strom in wässriger saurer Lösung kann auf Aluminium eine festhaftende Oxidschicht erzeugt werden (Prinzip der Anodisierung). Bei der Voranodisation nach Schüco / GSB wird in schwefelsaurer Lösung unter genau kontrollierten Bedingungen eine Oxidschicht von 3 bis 8 µm Dicke aufgebaut und anders als beim dekorativen Eloxal nicht verdichtet. Die resultierende, sehr empfindliche und offenporige Zellstruktur der Oberfläche ist ein sehr guter Haftgrund für die innerhalb von 8 h (GSB abweichend 12 bzw. 24 h) nachfolgende Pulver- oder Flüssiglackbeschichtung. Diese Vorbehandlung gibt zur Zeit als einzige Vorbehandlung eine vollständigen Schutz gegen Filiform- (Unterwanderungs-)korrosion. Mikroskopaufnahme (40 fache Vergrößerung): Oben: Vergrößerung einer voranodisierten Aluminium Oberfläche (Bild Schüco) Seite 10

11 9. Die Seaside Vorbehandlung Die Seaside Vorbehandlung wurde von der Gütegemeinschaft Qualicoat entwickelt und basiert auf einem erhöhten und unter kontrollierten Bedingungen durchgeführten Abtrag von Aluminium. Im Markt wird dieses Verfahren auch als Premium Vorbehandlung (Gütegemein-schaft GSB) und als Qualimarine Vorbehandlung (Südeuropa) bezeichnet; hier sind leichte technische Variationen möglich. Mikroskopaufnahme (20 fache Vergrößerung): Durch den Beizabtrag werden korrosionsfördernde Bestandteile aus der Oberfläche gelöst und so das Risiko der Filiformkorrosion reduziert. Ein vollständiger Schutz gegen Filiformkorrosion ist hierüber zur Zeit nicht möglich Schüco schließt wgn. fehlender Erfahrungswerte noch die Filiformkorrosion in der Gewährleistung aus. Aluoberfläche nach Seaside-Vorbehandlung (Bild Schüco) Seite 11

12 10. Vorbehandlung bei anodisierten Oberflächen Die chemischen Vorbehandlungen E0 und E6 Für die Anodisierung (Eloxierung) sind nach DIN zwei chemische Vorbehandlungen möglich und lieferbar: - E0 (Entfetten und Desoxidieren): Hier wird die Aluminiumoberfläche nur gesäubert und kaum Aluminium abgetragen Beschädigungen und Kratzer bleiben sichtbar (siehe rechts oben). Diese Vorbehandlung ist nur für nicht sichtbare Unterkonstruktionen im Bereich Architektur zugelassen. - E6 (Beizen): Zusätzlich zum E0-Schritt wird hier chemisch gebeizt, d.h. über basische und sauere Systeme Aluminium und Legierungsbestandteile abgetragen, um eine defektfreie und möglichst homogene Aluminium-Oberfläche bereitzustellen für die nachfolgende Anodisierung. Eloxaloberflächen sind bedingt durch ihren Aufbau immer gegen Filiformkorrosion geschützt. Mikroskopaufnahme (10 fache Vergrößerung): Oben: E0; Unten: E6 Vorbehandlung auf Alu (Bilder: Schüco) Seite 12

13 11. Effekte bei schlechter Vorbehandlung Aufgabe der Vorbehandlung ist die Sicherstellung des Korrosionsschutzes und der Haftgrundfunktion für die nachfolgende optisch wirksame Deckschicht im Bereich Pulver- und Flüssiglackbeschichtung. Rechts ist die Folge falscher bzw. nicht technisch korrekter Vorbehandlung in ihrer optischen Wirkung dargestellt: Fehlende Vorbehandlung (hier wgn. Überbeschichtung) resultiert unter Bewitterung zu Haftungsverlust und Ablösung der Lackschicht. Die Ablösung der Lackschicht vom Untergrund schreitet voran und führt neben starker optischer Beeinträchtigung auch zu Korrosionsproblemen abhängig vom Untergrund. Schlechte Vorbehandlung kann zu schlechter Haftung (Lackabplatzer) führen (Bild: Schüco) Seite 13

14 12. Filiformkorrosion durch geeignete Vorbehandlung vermeidbar In Meeresnähe (bis 75 km), in Feuchtbereichen (insbesonderen Schwimmbädern und Saunen) und an Hauptstraßen mit Taumittelbelastung empfiehlt sich als Schutz vor der hier aufgetretenen Filiformkorrosion die Voranodisation als einzig abgesichete Vorbehandlung: Diese Art der Korrosion ist eine Reaktion des metallischem Aluminium mit Chlorid. Sie beginnt an den Schnittkanten, zumeist im unteren Bereich des Bauteiles und des Gebäudes, und äußert sich optisch in wurmartigen Ablösungen der optischen Deckschicht vom Untergrund. Diese Korrosion hört nicht auf sondern beeinträchtigt zunehmend größere Flächen, insbesondere durch Ablösung der Deckschicht. Eine nachträgliche dauerhafte Reparatur ist nicht möglich sondern nur der Austausch gegen voranodisiertes Material. Beispiel für Filiformkorrosion (Bild: Schüco) Seite 14

15 13. Schüco System-Finish Veredelung Übersicht der verfügbaren Informationen von Schüco Downloads via Architekteninfo Vorbehandlung Architekteninfo Pulverbeschichtung Architekteninfo Metallics Architekteninfo Schmutzabweisende Beschichtung Architekteninfo Nasslacke Architekteninfo Anodisierung Videos Veredelungsverfahren Digitale Infos via SCV: Eine Vielzahl von Infos zu aktuellen Veredelungsprodukten ist als PDF verfügbar. Gedruckte Unterlagen: Farbgestaltung von Aluminium-Oberflächen (Farbfächer) Ausgabe Basic 07/2012 (Art. No ) für stark nachgefragte Oberflächen im Endkundengeschäft wie RAL, Standard Metallics sowie Eloxal nach EURAS. Ausgabe Advance 07/2012 (Art. No ) zusätzlich mit den Objektoberflächen und den Objektsonderverfahren der Veredelung. Funktion und Pflegehinweise Schüco Alle Informationen als PDF in Deutsch oder English. Seite 15

16 14. Kontaktdaten Für weiterführende Informationen und Beratungen zu den vorgestellten Produkten steht Ihnen der Servicecenter Veredelung (SCV) gerne zur Verfügung Schüco International KG Karolinenstraße Bielefeld Tel.: 0521 / FAX: 0521 / veredelung@schueco.com Seite 16