Identische Farbwerte und höchste Qualität bei annähernd vergleichbaren Prozesskosten

Ein chrom(VI)freies Beschichtungssystem der SurTec Deutschland GmbH zum Einsatz in der Automobilindustrie ermöglicht die Herstellung von hochwertigen dekorativen Oberflächen – die Schichten erfüllen die Anforderungen an Farbe, Glanz und Reibbeständigkeit und das Verfahren zeichnet sich durch günstige Prozessdaten aus

Verchromte Elemente sind nicht nur im Außenbereich von Fahrzeugen weit verbreitet, auch für das Interieur stellen sie ein wertiges Designelement dar. Die in der Galvanotechnik üblicherweise immer noch verwendeten Elektrolyte auf der Basis von Chrom(VI) werden jedoch gemäß REACh-Verordnung als zulassungspflichtige Stoffe klassifiziert, sie gelten als umweltbelastend und karzinogen. Führende Automobil-OEMs fordern daher bereits heute bei allen Neuprojekten chrom(VI)freie Technologien zur Freigabeprüfung und planen mittelfristig den vollständigen Ausstieg aus der Chrom(VI)technologie. Dem Spezialisten für Oberflächentechnik SurTec ist die Entwicklung eines chrom(III)basierten Verfahrens gelungen, das nicht nur in Farbe und Qualität überzeugt, sondern auch mit annähernd vergleichbaren Prozesskosten verbunden ist und das mit wenig Aufwand in bestehende Anlagen integriert werden kann.

Anwendungsmöglichkeiten der neuen Chromoberfläche auf Basis eines Chrom(III)elektrolyten in Außen- und Innenbereich von Fahrzeugen: Außenspiegel, Armaturenbereich und Kopfstützenhalterung

Chrom(III)prozesse stellen eine ungefährlichere und damit gesundheitsschonendere sowie nachhaltigere Alternative zu den bisherigen Verfahren dar, galten bislang jedoch als kostenintensiver und technisch nicht ausgereift. Die Herausforderungen lagen nicht nur in dem höheren technischen und finanziellen Aufwand bei der Anwendung des Prozesses, auch die erzielten Ergebnisse waren nicht überzeugend. Insbesondere waren die Abweichungen der Farbwerte gegenüber chrom(VI)basierten Technologien für die Autohersteller nicht akzeptabel. Bis vor kurzem galt daher die Einschätzung, ein hundertprozentiger Ersatz für die bisher gebräuchlichen Chrom(VI)verfahren sei nicht möglich. Ein neues, von SurTec entwickeltes High Performance Chrom(III)verfahren ermöglicht jetzt eine in Farbe, Funktion und Qualität in vollem Umfang überzeugende
Alternative. Das Verfahren liefert Schichten mit vergleichbarer Beständigkeit, Härte und Farbe und lässt somit auch eine Mischbauweise mit chrom(VI)basierten Technologien zu.

In der Praxis erfolgreich getestet

Das chrom(III)basierte Alternativprodukt SurTec 883 XT ist bereits seit einiger Zeit in der Praxis im Einsatz und ergibt die im Automobilbereich präferierte attraktive weißblaue Farbe. Schon auf den ersten Blick erkennbar: mit dem neuen Verfahren beschichtete Komponenten weisen identische Farbwerte auf wie solche Oberflächen, die mit einem Chrom(VI)elektrolyten beschichtet wurden. Darüber hinaus deckt die ausgedehnte
Farbpalette der SurTec 88x-Produktfamilie das gesamte Spektrum zwischen Hell und Dunkel ab.

Entscheidend ist aber nicht nur die Optik, sondern natürlich auch die Qualität der neuen Beschichtung. Hier ergibt die Messung mit dem Kugelspektralphotometer (Konica Minolta CM-700d) stabile L-Werte von 83 bis 85 und b-Werte von -0,5 bis -1,5. Der a-Wert liegt konstant zwischen -0,5 und -0,8. Die erzielten Härtegrade liegen konstant im gewünschten Bereich zwischen 750 HV0,05 und 830 HV0,05. Schichthärte und Abriebfestigkeit entsprechen somit einer Schicht aus dem Chrom(VI)verfahren. Maßgeblichen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit der Schichten haben die abgeschiedenen Nickelsysteme. Je nach Anforderung werden entsprechende Kombinationen und Schichtdicken benötigt. So weisen Innenbauteile für Automobile nach 48 bis 96 Stunden Salzsprühnebeltest keine Fehlstellen auf und entsprechen damit der Beanspruchungsstufe 2 nach DIN EN 12540. Hinsichtlich Korrosionsschutz liefert das neue Verfahren gegenüber dem Chrom(VI)verfahren vergleichbare Ergebnisse.

Höhere Energieeffizienz und mehr Nachhaltigkeit

Die Expositionszeiten der Abscheidung liegen bei niedrigen 3 Minuten bis 5 Minuten für Schichtdicken zwischen 0,2 µm und 0,3 μm. Beim Anwender kann die Stromdichte für die Verchromung um 30 % bis 50 %
reduziert werden. Das Verfahren erfordert lediglich eine Stromdichte von 4 A/dm2 bis 5 A/dm2, während Chrom(VI)verfahren durchschnittlich mit einer Stromdichte von 8 A/dm2 bis 12 A/dm2 betrieben werden. Der Prozess läuft bei einer Spannung zwischen 9 Volt bis 10 Volt optimal. Die Energiekosten des Gleichrichters liegen bis zu 50 % unter denen von Chrom(VI)verfahren. Darüber hinaus ist eine Kühlung für den SurTec 883 XT Prozess nicht erforderlich.

Wechsel mit geringem Aufwand möglich

Ein weiterer Vorteil des SurTec Chrom(III)verfahrens ist, dass hierbei auf die Bleianoden des Chrom(VI)verfahrens verzichtet werden kann. Aufwendiges Reinigen als kritisch zu betrachtenden Bleianoden aus dem Chrom(VI)verfahren entfällt somit, was zusätzlich einen erheblichen Beitrag zur Arbeitssicherheit leistet. Die von SurTec verwendeten TCP-Anoden der Metakem GmbH sind patentgeschützt und zeichnen sich durch längere Standzeiten sowie einen geringeren Verbrauch an Mischoxid im Vergleich zu handelsüblichen Mischoxidanoden aus. Das Chrom(III)verfahren kann mit geringem Aufwand in bestehende Anlagen integriert werden. Moderne Anlagen bieten ausreichend Platz für den Umbau auf eine Anlage inklusive Passivierung. Auch die Abwasserbehandlung kann mit geringen Modifikationen vom Beschichter selbst durchgeführt werden, ohne dass die Neuinstallation einer speziellen Abwasserreinigungsanlage nötig wird.

Fazit

Die Neuentwicklung von SurTec ist schon jetzt ein serienreifes Verfahren für den Umstieg von Chrom(VI) auf Chrom(III), das alle Anforderungen führender Automobilhersteller hinsichtlich Funktion, Korrosionsschutz und Farbe erfüllt. Für Automobil-OEMs ergibt sich dadurch der Wettbewerbsvorteil, bereits heute farbstabile Komponenten verbauen zu können, ohne dass dabei seine Lieferanten in die Installation neuer Beschichtungsanlagen investieren müssen. Das neue Verfahren stellt nicht nur hinsichtlich Performance, Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Umweltschutz eine gegenüber Chrom(VI)prozessen unbedenklichere Technologie dar. Automobil-OEMs profitieren auch davon, dass SurTec-Prozesse bei gleichbleibender Qualität weltweit verfügbar sind. Mit dem neuen Verfahren können Zulieferer der Automobilindustrie REACh-kompatibel Komponenten produzieren, ohne dass höhere Prozesskosten für sie anfallen.

SurTec arbeitet bereits seit vielen Jahren an der Entwicklung umweltverträglicherer und nicht gesundheitsschädigender Alternativen zu bestehenden Prozessen, Verfahren und Produkten. Speziell für den Automotivebereich steht im Fokus der derzeitigen Entwicklungsarbeit des Oberflächenspezialisten die Entwicklung eines verlässlichen Chrom(VI)ersatzes für das Beizen von Kunststoffteilen für die galvanische Beschichtung. Zudem forscht das Unternehmen an der Erweiterung der Farbpalette um Verfahren zur Erzielung von tiefschwarzen Oberflächen.

Kontakt

SurTec Deutschland GmbH,
Peter Böttcher; Tel.: +49 172 940 2675

E-Mail: Peter.Boettcher@SurTec.com

• www.surtec.com

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