VORBEHANDLUNG DER METALLOBERFLÄCHE Klassische Phosphatierung und effiziente Alternativen

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1 Protection upgraded VORBEHANDLUNG DER METALLOBERFLÄCHE Klassische Phosphatierung und effiziente Alternativen 1. Deutsches Elektrotauchlack Forum, Juni 2016 in Nürtingen Peter Volk, SurTec International GmbH 07. Juni

2 Agenda Stand der Technik Eisenphosphatierung Tri-Kationen Phosphatierung Nickelfreie Phosphatierung Multimetall-fähig Besserer Arbeitsschutz Effiziente Alternativen Phosphatfreie Konversionsschichten 07. Juni

3 Stand der Technik Eisenphosphatierung: einfaches Verfahren mit niedrigstem Korrosionsschutz Anwendung bei Teilen für den Innenbereich (z.b.: Stahlmöbel oder Heizkörper) eingeschränkte Multimetallfähigkeit Schichtgewicht: 0,2 0,8 g/m² 07. Juni

4 Stand der Technik Schichtbildende Phosphatierung (Tri-Kationen-Phosphatierung): komplizierteres, teureres Verfahren hoher Korrosionsschutz Stand der Technik für Automobilund Landmaschinenindustrie eingeschränkte Multimetallfähigkeit Schichtgewicht: 1 5 g/m² 07. Juni

5 Protection upgraded VORBEHANDLUNG DER METALLOBERFLÄCHE Nickelfreie Zinkphosphatierung 1. Deutsches Elektrotauchlack Forum, Juni 2016 in Nürtingen Peter Volk, SurTec International GmbH 07. Juni

6 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Warum ist der Verzicht auf Nickel interessant? Nickel ist der häufigste Auslöser für Kontaktallergien (Nickeldermatitis). Eine große Anzahl Menschen ist gegen Nickel sensibilisiert Das Einatmen von Nickelverbindungen ist mit erhöhtem Krebsrisiko verbunden Nickel und seine Verbindungen sind im Anhang XVII der REACH Restricted substances list aufgeführt. Daraus ergibt sich auch heute schon eine Einschränkung bei einigen Anwendungen (z.b.: Schmuck) Source: Juni

7 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Trikationen Phosphatierung Ni-freie Zinkphosphatierung H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H334 Kann bei Einatmen Allergie, asthmaartige Symptome oder Atembeschwerden verursachen. H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen. H341 Kann vermutlich genetische Defekte verursachen. H350i Kann bei Einatmen Krebs erzeugen. H360D Kann das Kind im Mutterleib schädigen. H373 Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H400 Sehr giftig für Wasserorganismen. H411 Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. Entfällt bei separater Fluoriddosierung H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H311 Giftig bei Hautkontakt. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H400 Sehr giftig für Wasserorganismen. H411 Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. 07. Juni

8 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Eigenschaften und Prozessparameter SurTec 618 LT nickelfreie Zinkphosphatierung anwendbar in Tauch- und Spritzverfahren erzeugt feinkristalline Phosphatschichten baut Mn und Zn in die Beschichtung ein bewirkt sehr guten Korrosionsschutz und beste Lackhaftung geeignet für anschließende Lackierung wie Pulver-, elektrophoretische- und Nasslackierung IMDS-Nummer: Ansatzwerte SurTec 618 LT: 40 ml/l SurTec 612 S 1,2 ml/l Temperatur Kontaktzeit 40 C (25-45 C) 2 min (1-5 min) 07. Juni

9 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Kristallstruktur von SurTec 618 LT auf: Stahl, gestrahlt Stahl, kaltgewalzt Stahl, elektrolytisch verzinkt Schichtgewicht [g/m²] Gestrahltes Material 3,4 Kalt gewalzter Stahl 2,9 07. Juni

10 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Korrosionsschutz: Neutraler Salzsprühnebeltest, ISO 9227 Stahlprüfkörper aus laufender Produktion OHNE Passivierung Beschichtung: KTL-Lack, µm Ergebnis: keine Unterwanderung vom Ritz Korrosionspunkte entstehen durch die raue gestrahlte Oberfläche und die dünne Lackschichtdicke. 07. Juni

11 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Produktionsversuch in einer KTL-Beschichtungsanlage (PPG PE 6200 HE): Spritzvorbehandlung bei m²/h Durchsatz Stahl, verzinkter Stahl und Aluminium (kurzzeitig bis zu 50 % Al-Anteil) Prüfung nach: VDA bis zu 10 Zyklen auf Aluminium, Stahl und verzinktem Stahl ausgewertet nach: DBL /20/21/22; DBL ; DBL ; BMW GS90011 LASW 3 DIN EN ISO 9227 CASS bis zu 240 h auf Aluminium ausgewertet nach: DBL /20/21/22; DBL /60 DIN EN ISO 9227 NSS bis zu 504 h auf Stahl ausgewertet nach: MAN M3018, DBL /20/21/ Juni

12 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Wettbewerbsprodukt nach 2 Stunden Laborversuch SurTec 618 LT bildet Schlamm, der durch seine Konsistenz wenig anhaftend ist und sich gut filtern lässt. erhebliche Vorteile durch Reduzierung der Wartungszeiten möglich 07. Juni

13 Nickelfreie Phosphatierung SurTec 618 LT Zusammenfassung SurTec 618 LT nickelfreie Technologie mit Zukunft als Bad vollkommen kennzeichnungsfrei liefert dieselbe Qualität wie althergebrachte Tri-Kationen-Phosphatierungen arbeitet bei niedriger Temperatur einfache Badsteuerung auch bei hohem Anteil an Aluminium oder verzinktem Stahl Anlagenstillstand durch Revisionszeit kann deutlich reduziert werden 07. Juni

14 Protection upgraded VORBEHANDLUNG DER METALLOBERFLÄCHE Effiziente Alternativen 1. Deutsches Elektrotauchlack Forum, Juni 2016 in Nürtingen Peter Volk, SurTec International GmbH 07. Juni

15 Phosphatfreie Konversionsschichten Eigenschaften der SurTec Prozesse Stahl Verzinkter Stahl Aluminium im Spritzverfahren und Tauchverfahren phosphatfrei nickelfrei frei von Nitrit, Hydroxylamin, Hydroxylammoniumsulfat Multimetall-Vorbehandlung niedrige Einsatztemperatur (RT-40 C) kein Schlamm < 0,1 g/m² vgl.: Zinkphosphatierung: Eisenphosphatierung: 3-6 g/m² 0,5 g/m² 07. Juni

16 Phosphatfreie Konversionsschichten Anwendungsbeispiele in der Pulverbeschichtung für SurTec 609 GV 07. Juni

17 Phosphatfreie Konversionsschichten Anwendungsbeispiele in der Pulverbeschichtung für SurTec 609 GV Gorenje - Kühlschränke 07. Juni Besonderes Design: Swarowski, Pininfarina, Ora-Ito, Karim Rashid

18 Phosphatfreie Konversionsschichten Vergleich Prozessablauf: Phosphatierung Phosphatfreie Konversionsschicht Phosphatieren Reinigen Spülen Aktivieren Phosphatieren Spülen Passivieren VE-Wasser SurTec 610 V SurTec 618 LT SurTec 580 SurTec 618 Phosphatfreie Konversionsschicht Reinigen Spülen Spülen Konversionsschicht Spülen VE-Wasser < 350 µs/cm SurTec 609 EC 07. Juni

19 Phosphatfreie Konversionsschichten SurTec 609 ist eine echte Umwandlungsschicht Chemischer Angriff: MeO x + 2x H + Me n+ + x H 2 O Me + n H + Me n+ + 0,5n H 2 Schichtbildung: 2 Cr Zr H 2 O Cr 2 O 3 * 4 ZrO H + die Oberfläche wird chemisch angegriffen und in stabile Cr(III)/Zr(IV)-Oxide umgewandelt aufgrund des leichten Säureangriffes werden diese Oxide besonders gut mit der Oberfläche verankert die Schicht ist dünn (ca nm) und kohärent es gibt keine Brüche innerhalb der Schicht. 07. Juni

20 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Was unterscheidet die herkömmliche Pulvervorbehandlung von KTL? Bleche mit Schlieren, vorbehandelt mit SurTec 609 GV - Pulvervorbehandlung 07. Juni

21 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Was unterscheidet die herkömmliche Pulvervorbehandlung von KTL? Bleche vorbehandelt mit SurTec 609 EC Vorbehandlung für Elektrotauchlacke 07. Juni

22 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Anwendungsbeispiele Phosphatfreie Vorbehandlung vor ETL Als Ersatz einer Zinkphosphatierung + Passivierung in der Vorbehandlung von Anbauteilen, die anschließend mit einem UV-stabilen KTL beschichtet werden SurTec 609 EC Zinkphosphatierung 624 h NSS, <3 mm 07. Juni

23 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Typischer Prozessablauf Reinigung - SurTec 138/089 spülen spülen VE- spülen (<350 µs/cm) Konversion - SurTec 609 EC spülen VE-spülen (<30 µs/cm) Elektrophoretische Lackierung spülen Einbrennen 07. Juni

24 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Anwendungsbeispiele als Vorbehandlung vor Elektrotauchlack Als Konversionsschicht für Stahl, Aluminium und verzinkten Stahl, sowie als Passivierung nach SurTec 618 LT für Stahlbauteile. SurTec 609 EC kann als Passivierung eingesetzt werden Option: in der Übergangsphase kann weiterhin mit der Zinkphosphatierung gearbeitet werden, z.b. wenn diese explizit gefordert wird. kompletter Prozessablauf wenn die Phosphatierung nicht gefordert ist: nur der dunkel dargestellte Prozess Einsparung von Chemie, Zeit und Schlamm Reinigen - SurTec 138/089 Spülen Spülen Aktivieren - SurTec 610 V Phosphatieren - SurTec 618 LT Spülen Spülen VE-Spülen (<350 µs/cm) Konversion - SurTec 609 EC Spülen VE-Spülen (<50 µs/cm) 07. Juni

25 Phosphatfreie Konversionsschicht SurTec 609 EC Zusammenfassung SurTec 609 EC (im Vergleich zu Phosphatierungen) Geringere Prozesskosten: keine Heizkosten (T = C) keine Entsorgungskosten für Schlamm Deutlich reduzierter Wartungsaufwand weniger Anlagenstillstand Geringere Chemiekonzentration im Bad weniger Verbrauch weniger Spülwasserbedarf Einfachere Analytik und Prozessführung z.b. automatische Dosierung über die Leitfähigkeit Photometrische Bestimmung der Wirksubstanz mit einfachem Küvettentest 07. Juni

26 Protection upgraded Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit 07. Juni