Einfluss von Schleifparametern auf die Korrosionseigenschaften von beschichteten Aluminiumwerkstoffen

Problemstellung und Ziele des Projektes

Ein weit verbreitetes Verfahren zur mechanischen Oberflächenvorbereitung von Aluminiumbauteilen vor einer nachfolgenden Beschichtung ist das Schleifen, was u.a. in der Automobilindustrie, dem Schienenfahrzeugbau und dem Fassadenbau Anwendung findet. Die angewandten Schleifprozesse führen jedoch zu einer Verformung der oberflächennahen Bereiche der Werkstoffe. Die daraus resultierenden submikrokristallinen plastischen Verformungszonen (sog. Beilby-Schichten) sind aufgrund des hohen Energieeintrags beim Schleifen hochgradig gestört und damit elektrochemisch sehr aktiv, was mit einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber Filiformkorrosion im beschichteten Zustand einhergeht. Um die Korrosionsneigung zu verringern, werden die Werkstoffe bzw. Halbzeuge daher einer chemischen Vorbehandlung unterzogen, die zu einem Abtrag der Verformungszone führen soll, andererseits aber einen unerwünschten Materialverlust darstellt, der außerdem als Metallschlamm entsorgt werden muss. Die notwendigerweise abzutragende Schichtdicke ist von der Art und Intensität der Vorbehandlung abhängig und unterliegt keiner einheitlichen Festlegung, sondern wird bei Herstellern und Verarbeitern unterschiedlich gehandhabt. Gleiches gilt für den Schleifprozess hinsichtlich der Dauer und Intensität. In Korrosionstests wird deshalb immer wieder eine breite Streuung von Testergebnissen bei scheinbar gleicher Herstellung, Vorbehandlung, Beschichtung und korrosiver Belastung festgestellt.

Das Forschungsvorhaben soll klären, wie die üblicherweise verwendeten Schleifparameter die Korrosionseigenschaften beschichteter Aluminiumhalbzeuge beeinflussen. Neben dem Wärmeeintrag beim Schleifen sollen grundlegende Untersuchungen zum Gefüge der Verformungszone, sowie zur Oberflächenaktivität und zum Korrosionsverhalten der Werkstoffe erfolgen. Aufbauend auf diesen Untersuchungen werden geschliffene und beschichtete Bleche praxisnahen Korrosionsprüfungen unterzogen. Diese Tests werden durch elektrochemische und werkstoffanalytische Untersuchungen ergänzt. Aus dem sich ergebenden Gesamtbild der Studie wird ein qualitatives Modell zur Erklärung der Wechselwirkung Schleifen/Vorbehandlung/Beschichtung/Korrosionsverhalten erstellt. Daraus wird anschließend eine Handlungsanweisung zur Vereinheitlichung der Schleifbedingungen und Optimierung der Folgeschritte angelegt, die zu einer Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaften bei verringerter Streubreite der Ergebnisse führt.

Das IGF-Vorhaben Nr. IGF 21673 BG der GfKORR - Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.