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Für jedes Zinkdruckguss-Bauteil die passende Beschichtung finden

Vergleicht man den Zinkdruckguss mit anderen Gießwerkstoffen, zeichnet er
sich vor allem durch eine hohe Maßhaltigkeit, eine hohe Festigkeit selbst bei dünnwandigen Formteilen und eine vergleichsweise gute Korrosionsbeständigkeit
aus. Auch anspruchsvollste Geometrien können mit diesem Werkstoff verwirklicht werden.

Strukturteile aus Zinkdruckguss werden für unterschiedlichste Einsatzzwecke verwendet und in vielen Bereichen des täglichen Lebens, im Automobil-, Maschinen- und
Apparatebau, in der Elektrotechnik und Elektronik sowie im Bauwesen eingesetzt. Diese Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten verlangt auch eine vielfältige Bearbeitung des Werkstoffes – je nach Einsatzgebiet.
Durch unterschiedliche Oberflächenbehandlungen werden Korrosionsschutz, optische
Erscheinung oder auch tribologische Eigenschaften der Teile verändert.
Die wichtigsten zur Auswahl stehenden Verfahren dazu sind je nach Wunsch und
Anforderung:

  • dekorative galvanische Beschichtung, zum Beispiel Kupfer, Nickel, Chrom;
  • funktionelle galvanische Beschichtung, zum Beispiel Zink + Passivierung;
  • Direktpassivierung;
  • Vorbehandlung und anschließende Lackierung.

Die dekorative Galvanisierung ermöglicht beständige und sehr gleichmäßig erscheinende metallische Oberflächen. Zinkdruckgussteile werden hierfür in einer Abfolge von unterschiedlichen Prozessbädern behandelt, die letztendlich eine hochwertige
dekorative Endschicht erzeugen.
Eine typische Schichtabfolge ist schematisch in Bild 3 dargestellt.
Die ersten drei Schichten der skizzierten Abfolge dienen der Haftfestigkeit, der Einebnung von Rauigkeiten und der Korrosionsbeständigkeit.
Erst die vierte Schicht hat direkte Auswirkung auf das Erscheinungsbild der Oberfläche. Je nach verwendetem Verfahren kann die Oberfläche glänzend oder edelmatt erscheinen.
 

Alternative Verfahren für die Verchromung entwickelt.
Zur Erhöhung der Abriebfestigkeit, zum Vermeiden von Nickelendschichten (Gefahr
durch Nickelallergie) und zum Erhalten der bekannten metallisch-blauen Farbe werden
die Teile im letzten Schritt noch verchromt. Früher wurden dazu ausschließlich Chrom(VI)-haltige Elektrolyte verwendet.
Chromsäure ist allerdings toxisch und Chrom(VI)-Verbindungen wurden in den
Anhang XIV der Reach-Verordnung aufgenommen. Daher wurde schon seit Langem an alternativen Verfahren gearbeitet. So ist inzwischen die Abscheidung von Chromschichten aus Chrom(III)-haltigen Elektrolyten möglich.
Je nach Anwendungsfall können damit unterschiedliche Optiken erreicht werden,
wie in Bild 5 dargestellt: weißer Typ, dunkler Typ und Antisalztyp.
Bei der funktionellen galvanischen Verzinkung wird neben der Steigerung des Korrosionsschutzes auch eine optische Aufwertung der Oberfläche erreicht (Bild 6). Das elektrolytisch abgeschiedene Zink ist homogen und ebnet gegebenenfalls die Oberfläche ein, wodurch das Bauteil glänzender und gleichmäßiger erscheint. Durch die Wahl der
anschließenden Chrom(III)-haltigen Passivierung kann die gewünschte Optik und der
nötige Korrosionsschutz des Bauteils erreicht werden:

  • Dünnschichtpassivierung: bläulich irisierend mit mäßigem Korrosionsschutz;
  • Dickschichtpassivierung: rot-grün irisierendmit hervorragendem Korrosionsschutz;
  • Schwarzpassivierung: schwarz mit gutem Korrosionsschutz.

Eine zusätzlich aufgebrachte Versiegelung kann den Korrosionsschutz, die Hitzebeständigkeit oder die tribologischen Eigenschaften weiter verbessern.

Bei der Direktpassivierung von Zinkdruckguss kommen auch Chrom(III)-haltige
Verfahren zum Einsatz. Der wesentliche Vorteil ist die einfache und kostengünstige
Prozessführung. Im Vergleich zur galvanischen Veredelung mit anschließender Passivierung sind Badfolge und Behandlungszeit kürzer und ein höherer Materialdurchsatz ist möglich. Allerdings erreicht man hiermit nur eine technische Schicht mit gutem Korrosionsschutz, die keinerlei dekorative Eigenschaften
besitzt (Bild 8).


Chrom(III)-Passivierung bietet gute Grundlage für Lackierung
Die Direktpassivierung ist auch eine hervorragende Basis für eine anschließende Lackierung. Besonders deutlich wird der gute Korrosionsschutz der Chrom(III)-Passivierung, wenn Bereiche des Bauteils nicht oder nur unvollständig lackiert sind; sei es gewollt aus Gründen der Maßhaltigkeit oder ungewollt wegen der komplizierten Geometrie der Bauteile.
Im Vergleich zu einer üblichen Eisenphosphatierung als Vorbehandlung vor dem
Lackieren schneidet die Chrom(III)-Passivierung deutlich besser ab. Nach 120 h im
Salzsprühnebel ist bei der Eisenphosphatierung am Prüfritz schon eine deutliche Unterwanderung zu erkennen. Unlackierte Bereiche zeigen voluminöse Zinkkorrosion
und auch an Innenkanten, die der applizierte Pulverlack nicht vollständig abdeckt,
bricht die Korrosion durch. Bei der Chrom(III)-Passivierung dagegen ist noch keine Unterwanderung am Prüfritz zu erkennen und unbeschichtete oder unvollständig beschichtete Bereiche zeigen nahezu keine Korrosionserscheinungen.
Im Bereich der Vorbehandlung vor der Lackierung kommt es immer häufiger zur
Aufgabenstellung, verschiedene Grundwerkstoffe in denselben Prozessbädern zu behandeln, einerseits um Platz zu sparen, aber andererseits auch, weil die Bauteile immer komplexer werden und häufig aus einem Verbund verschiedener Materialien bestehen.
Hierfür ist die Multi-Metallvorbehandlung SurTec 609 Zetacoat besonders geeignet.
Mit diesem Prozess können Stahl, Zink (feuerverzinkt, elektrolytisch verzinkt und Zinkdruckguss) und Aluminium behandelt werden. Gegenüber der klassischen Zinkphosphatierung bietet Zetacoat wesentliche Vorteile:
nahezu kein Schlamm im Prozessbad, kurzer Gesamtprozess, umweltverträglich
und frei von Phosphaten, Zink, Nickel, Mangan, Nitrit und VOC.


Mehrere Verfahren stehen für Oberflächenveredelung zur Auswahl
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass zur Oberflächenveredelung von Zinkdruckguss unterschiedlichste Verfahren eingesetzt werden können. Welches Verfahren letztendlich zum Einsatz kommt, hängt ab von:

  • der gewünschten und geforderten Optik
  • dem geforderten Korrosionsschutz
  • technischen Anforderungen wie elektrische Leitfähigkeit, Verschleißschutz, Verbau
    mit anderen Materialien und Vermeidung von Kontaktkorrosion

Die Tabelle zeigt die unterschiedlichen Oberflächenveredelungen im Überblick und
vergleicht wesentliche Eigenschaften der Verfahren.

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