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Patricia Preikschat – Hitzebeständigkeit von Passivierungsschichten auf Zink und Zinklegierungen

Passivierungen auf Zink und Zinklegierungen verzögern als dünne Barriereschichten die Überzugskorrosion der zinkhaltigen Schicht, die im System des kathodischen Korrosions-schutzes als Opferanode fungiert und so das Stahlbauteil in seiner Funktion schützt. Während der Korrosionsschutz der früher üblichen, auf Chrom(VI) basierenden Gelb- und Olivchromatierungen bereits bei recht moderater Hitzeeinwirkung von 100 °C versagt, sind die dreiwertigen Dickschichtpassivierungen hier deutlich besser. Dies hat zu erheblich höheren Anforderungen in Spezifikationen geführt, beispielsweise für Automobilteile, die bei ihrem Einsatz in der Nähe der Bremsen oder im Motorraum eine Wärme von 100-150 °C erleiden. Außerdem müssen gehärtete und sprödbruchgefährdete Federn und Verbindungs-elemente nach der Beschichtung wärmebehandelt werden, was üblicherweise bei 210 °C erfolgt.

In den mittlerweile 20 Jahren Praxiserfahrung mit dreiwertigen Dickschichtpassivierungen auf unterschiedlichen zinkhaltigen Schichten hat sich immer wieder gezeigt, dass der Korrosionsschutz und das Aussehen dennoch leiden, wenngleich in unterschiedlichem Maß. Auch aus diesem Grund wird zuweilen auf das besser hitzebeständige System Zink/Nickel plus Passivierung zurückgegriffen oder zusätzlich eine Versiegelung aufgebracht. Auffällig ist jedoch ein wesentlicher Unterschied: Während die Passivierungen auf Zink aus schwach-sauren Elektrolyten auch nach Wärmeeinwirkung ihre Funktion meist sehr gut erhalten, verschlechtert sich diese auf Zink aus alkalischen Elektrolyten deutlich.

Warum ist das so? Es gibt dazu unterschiedliche Modellvorstellungen, von Elektrolyt-einschlüssen bis zur Kristallstruktur der Zinkschicht, vom Rissmuster der Passivierungen über ihre Schichtdicke bis hin zu ihrer Zusammensetzung, und alle diese Hypothesen werden berücksichtigt.

Der Vortrag fasst langjährige Erfahrungswerte und zahlreiche Untersuchungen zusammen und zeigt auf, mit welchen Strategien sich auch auf Zink aus alkalischen Elektrolyten sehr hitzebeständige Passivierungen erhalten werden können.