Entwicklung von innovativen nanopartikelbasierten Korrosionsschutzschichten für die Herstellung hochfester Stahlbauteile mittels Formhärten

Einleitung

Die Nutzung von „advanced high strength steels“ (AHSS) macht die Umsetzung des Leichtbau-Prinzips in der Automobilindustrie ohne Kompromisse hinsichtlich Crash-Sicherheit möglich. Die höchste Festigkeit der komplex geformten Stahlbauteile wird durch das sogenannte Presshärten (Warmumformung mit Abschreckung) erreicht.

Das Hauptproblem bei solchen Warmumformverfahren ist üblicherweise die starke Oxidationsbelastung sowie die Randentkohlung während der Erhitzung des Stahlblechs. Der entstehende Zunder kann zwar effektiv entfernt werden, jedoch ist der Aufwand durch den zusätzlichen Prozessschritt sehr hoch. Daher ist eine schützende Beschichtung, die eine gute Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen besitzt, umformbar ist und thermische Schockresistenz aufweist, nötig. Zudem sollte das beschichtete hochfeste Stahlbauteil nach dem Presshärten lackierbar und schweißbar sein. Die bisher auf dem Markt existierenden Beschichtungen weisen alle in dem einen oder anderen Bereich erhebliche Mängel auf.

Projektergebnisse

Gemeinsam mit dem Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen hat die Arbeitsgruppe Korrosion am DFI ein nanopartikelbasiertes Beschichtungssystem entwickelt, das insbesondere im Hinblick auf Anwendungskosten und Schweißbarkeit ein hohes Potenzial birgt. Dabei war der Projektpartner in Aachen für die Umformung und Charakterisierung der beschichteten Stahlbauteile verantwortlich, während am DFI die Formulierung der Beschichtungskomponenten und das Auftragsverfahren im Vordergrund standen.

Die Ergebnisse des innovativen Beschichtungsverfahrens sind so vielversprechend, dass dazu ein Patent eingereicht wurde. Um die Umsetzung des Verfahrens in die Industrie voranzutreiben, wurde zudem beim BMWi ein Antrag für ein EXIST-Forschungstransferprojekt eingereicht. Im Rahmen des Projektes sollte mit Hilfe der Industriepartner ein Übergang vom Laborprototyp hin zu Industrie-relevanten Mustern erfolgen. Wenn die wirtschaftliche Nutzbarkeit nachgewiesen werden kann, ist außerdem eine Startup-Gründung vorgesehen, damit die Kommerzialisierung des Beschichtungssystems umgesetzt werden kann.

Förderhinweis
Die IGF-Vorhaben Nr. 16437 N der Forschungsvereinigung GfKORR e.V.  und 495 ZN der Forschungsvereinigung DECHEMA e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurden über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Das IGF-Vorhaben Nr. 16437 N der Forschungsvereinigung DECHEMA e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.