Rost ade

Selbstheilender Korrosionsschutz

Als erste und bisher einzige Galvanik Deutschlands nahm der Automobilhersteller Renault das Unternehmen Pröpper aus Langenfeld in den exklusiven Kreis von bisher europaweit insgesamt nur sechs Lieferanten auf. Die kleine, aber feine Tochter des Automobilzulieferers Witte-Velbert erhielt ein exzellentes Audit für ihre High-Tech- Anlage, die Bauteilen mit dem neuen Verfahren „Finigard 105“ einen „selbstheilenden“ Korrosionsschutz verpaßt.

15. April 2001

Ein physikalisches Phänomen verursacht in Deutschland den größten wirtschaftlichen Schaden. Es dreht sich nicht etwa um Radioaktivität oder elektromagnetische Störungen, sondern schlicht um Korrosion. An manchen Werkstoffen führt sie - siehe Aluminiumlegierungen - zu erwünschten Effekten, bei anderen Materialien - etwa Stählen für den Fahrzeugbau - wird sie mit allen Mitteln bekämpft.

Ein besonders effektives Gegenmittel setzt seit kurzem Renault ein: Es handelt sich um das Verfahren „Finigard 105“. Hintergrund: Vor drei Jahren setzte sich Renault als oberstes Ziel, nur noch nichtrostende Fahrzeuge zu bauen.

Das ist nicht ungewöhnlich, nachdem man sich, etwa mit dem legendären „R 4“, einen gewissen Ruf erworben hatte. Doch andere Automobilhersteller ließen sich dazu von ihren Chemikalienlieferanten neue Verfahren entwickeln. Auf diese Weise entstanden beispielsweise neue Methoden wie „Dacromet“, „Delta Tone“, „Rüti“, die das Verzinken in den letzten Jahren zu 50 Prozent verdrängten.

Renault ging einen anderen Weg, erläutert Volker van der Pütten, Geschäftsführer der Pröpper Oberflächen GmbH: „Der Automobilhersteller wollte das alte, bewährte Verzinken und Chromatieren erhalten, wünschte sich aber für Fahrzeugteile - im ersten Schritt für Verbindungselemente - einen deutlich verbesserten Oberflächenschutz. Erste Versuche mit modifizierten Chemikalien erwiesen sich jedoch als Flop.“

Untersuchungen ergaben, daß es nicht am Verzinken oder Chromatieren, sondern am sensiblen und akkuraten Auftrag der Schutzschichten hängt. Dabei können Galvaniseure, die sich nicht akribisch an die vom Hersteller angegebenen Prozeßparameter halten, auch optimal geplante Schutzschichten wieder „vernichten“.

Daraufhin ließ Renault bei 200 Galvanikbetrieben in Europa Bauteile mit der neuen Schutzschicht „Finigard 105“ von der französischen Chemetall S.A. aus Clichy (Tochter von Dynamit-Nobel) beschichten. Die Finigard-Oberfläche besteht aus organisch-mineralischen Schutzschichten, die aktive Korrosionsschutzpartikel enthalten. Es handelt sich also um eine Art „selbstheilende“ Oberfläche, die etwa wie der kathodische Korrosionsschutz des Zinks wirkt. Wenn also beispielsweise ein Stein in eine Finigard-Schutzschicht einschlägt, dann setzt er Partikel frei, welche die Einschlagstelle sofort wieder schließen. Diese Schichten kommen nach dem Verzinken und Chromatieren auf die danach getrocknete Oberfläche.

Zuschlag für Finigard

Doch das Auftragen ist nicht ohne: Das Audit durch Chemetall und Renault bestanden Ende 1999 schließlich nur sechs der insgesamt 200 besuchten Betriebe aus Deutschland, Frankreich, Italien und Spanien (davon zwei sogenannte „Inhouse-Galvaniken“). Als einziges deutsches Unternehmen erhielt Pröpper die begehrte Genehmigung, für Renault in Deutschland exklusiv Finigard-Schichten aufzutragen. Schrittweise will der französische Fahrzeughersteller übrigens alle Metallteile mit Finigard beschichten lassen.

Vor dem Audit mußte das Unternehmen in kurzer Zeit eine komplette Fertigungslinie umbauen, da die Finigard-Oberfläche nach dem Verzinken und Chromatieren auf eine trockene Oberfläche kommt. Die nassen Teile trocknet eine Trocknungsanlage, die innerhalb von nur sechs Wochen eine effektive Zentrifuge erhielt.

Warum bestand nur ein einziger deutscher Betrieb das Audit? Nun, die Schichten müssen sehr gut ausfallen. Zahlen nennt van der Pütten: „Wir garantieren Beständigkeit gegen Rotrost beziehungsweise Weißrost von maximal 750 beziehungsweise 200 Stunden nach Salzsprühnebel-Test, wobei wir die Teile vorher noch eine Stunde bei 120 Grad Celsius tempern. Das ist sehr ungewöhnlich: Die klassische Chromatierung besitzt nur eine Temperaturbeständigkeit bis 60 Grad.“ Diese Ergebnisse sind von Renault vorgeschrieben, doch Pröpper übertrifft die Vorgaben um das Mehrfache. So haben Finigard-Schichten aus Langenfeld sogar mehr als 1.600 Stunden Rotrost widerstanden.

Das nächste Audit bestand Pröpper kürzlich bei einem Hersteller von Baubeschlägen. Dabei handelt es sich um Finigard 401 GUF, eine gegen UV-Strahlen und Korrosion beständige Schutzschicht. Nun wirbt Pröpper bei anderen Herstellern und weiteren Branchen für den selbstheilenden Rostschutz. Hinzu kommen die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung: Die Finigard-Oberflächen lassen sich lackieren und kleben.

Die Methode eignet sich für kleinere Blechteile (zum Beispiel Verbindungselemente) und dabei vor allem für mechanisch bewegte Komponenten wie Fahrzeugschlösser: Der Reibbeiwert wird durch gezielte Beigaben von Polymeren individuell eingestellt, Gleitmittel können daher entfallen. Der Pröpper-Geschäftsführer: „Derartige individuelle Einstellmöglichkeiten bietet keines der organischen Konkurrenzverfahren. Die Mehrkosten werden übrigens mehr als kompensiert, weil auch Folgearbeitsgänge wie Gleitmittelbehandlung nicht mehr anstehen.“

Finigard eignet sich im Prinzip für alle Branchen. Es ist nicht nur einsetzbar für die klassischen „gelben“, also für die gelbchromatierten Oberflächen: Bis Ende des Jahres 2000 hofft van der Pütten, sogar Finigard- versiegelte Oberflächen ohne Chrom 6 (Cr6+) anzubieten, die über den gleichen Korrosionsschutz wie die klassischen gelbchromatierten verfügen: „Das wäre für uns ein enormer Durchbruch im Vergleich zu allen anderen Galvaniken, denn ab dem Jahr 2003 droht Cr6+ das gesetzliche Aus“.

Aber auch jetzt schon bietet Finigard einen enormen Schutz, weil es die Cr6+-Schicht zuverlässig versiegelt. Dazu van der Pütten: „Es besteht keinerlei Gefahr mehr, daß Cr6+-Ionen durch die Schicht in die Haut diffundieren. Auf diese Weise schützen wir die Männer und Frauen in der Montage.“

Die exklusive Arbeit für Renault unterscheidet sich auch in einer Hinsicht von anderen Aufträgen: Chemetall haftet für die Qualität der Oberfläche, die Pröpper anbringt. Die Folge schildert der Geschäftsführer: „Wenn es bei Renault zu Ausfällen kommt, dann sitzen Galvaniseur und Chemikalienlieferanten in einem Boot. Deswegen überwacht Chemetall allerdings auch regelmäßig akribisch alle auditierten Betriebe.“

Ein Galvaniseurmeister von Chemetal kontrolliert einmal pro Woche alle Prozeßparameter, um die Ergebnisse dann an Renault und Pröpper zu melden. Nur auf diese Weise können die Finigard-Anwender einen langfristigen Korrosionsschutz garantieren. Van der Pütten: „Es handelt sich also stets um den gleichen, prozeßsicheren Korrosionsschutz.“

Für jeden, der typische Galvanikbetriebe kennt, bedeutet dies einen entscheidenden Qualitätssprung nach vorne. Bisher dominiert in dieser Branche nämlich noch das Handwerkliche mit seinen Zufallsprinzipien. „Lassen Sie zehn Galvaniken den identischen Oberflächenschutz auf gleiche Teile anbringen. Sie erhalten mit ziemlicher Sicherheit zehn unterschiedliche Oberflächen,“ erklärt der altgediente Galvaniseur.

Um den hohen Anforderungen des Automobilherstellers nachzukommen, installierte Pröpper eine komplette EDV-Überwachung. Der Computer checkt jeden Prozeßschritt und wertet ihn in einem elektronischen Logbuch aus. Ebenso werden alle mechanischen Komponenten permanent überwacht. Ein eigenes, sehr aufwendiges Labor, auch eine für Galvanikbetriebe absolut unübliche Einrichtung, analysiert täglich jedes Prozeßbad und überwacht so die von Chemetall vorgegebenen Parameter.

Mit Hilfe von externen Software-Fachleuten hat Pröpper die Produktion weitestgehend automatisiert, um die Qualität abzusichern. Der Geschäftsführer: „Wenn sich nur ein einziger von insgesamt 300 Parametern außerhalb der engen Toleranzgrenzen bewegt, müssen wir eventuell die komplette Trommelware mit einigen tausend Teilen wegwerfen.“ Den Mitarbeitern steht bei Taktraten von knapp 3,5 Minuten pro Charge keinerlei Zeit mehr zur Verfügung, ständig alle Parameter zu beobachten.

Kontrolle ist besser

Diese sogenannte Chargenrückverfolgung, eine in der Prozeßindustrie übliche Überwachungsmethode, unterstützt Pröpper natürlich erheblich bei der in der Automobilindustrie geforderten Dokumentationspflicht. Die Automatisierung reicht lückenlos vom Wareneingang bis hin zu einer „intelligenten“ Abwasserbehandlungsanlage (Chargenentgiftung), die automatisch ihre Chemikalien bestellt.

Für eine effektive Auslastung sorgt ein Programm im Wareneingangsrechner, das mit den beiden Galvanisierungsanlagen kommuniziert und eingehende Ware flexibel den Trommeln zuordnet. Die Informationen zum Arbeitsablauf kommen auf eine Arbeitsbegleitkarte (ABK), deren Barcode Mitarbeiter an Ort und Stelle ein-scannen. Eilaufträge schleust die clevere Software ohne Rücksichtnahme auf Produktivität durch.

Vor allem wegen künftiger Finigard-Aufträge entsteht bis Anfang nächsten Jahres eine vollautomatische Galvanisieranlage für mannlosen Betrieb. Die 45 Meter lange, rund 14 Meter breite und 6,80 Meter hohe Anlage verfügt dann über ein Novum der Trommeltechnik: Es handelt sich um zwei übereinander liegende Produktionslinien, deren Materialfluß über Paternoster läuft. Dieser „Galvanik-Doppeldecker“ (Maximalkapazität 80 Tonnen pro Tag) verdreifacht die bisherige Beschichtungsleistung.

High-Tech ist aber nicht alles, meint van der Pütten: „Das Galvanisieren könnte oft noch besser und effiziener ablaufen, wenn uns die Auftraggeber frühzeitig ins Boot holen würden. Ein galvanisierungsgerecht konstruiertes Teil spart dem Kunden Geld, Zeit und erhöht die Qualität. Der Aufwand fällt oft sehr gering aus, denn nur eine winzige Sicke oder ein zusätzliches Löchlein erleichtert das Galvanisieren oft erheblich.“

Erschienen in Ausgabe: 09/2000