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Forschung & Entwicklung

Research | Forschung & Entwicklung

Kampf gegen Metallkorrosion: Neue Schutzformel mit Nanoeffekt

Verstärkten Metallkorrosionsschutz und weniger Rohstoffverbrauch durch metallkeramikähnliche Struktur verspricht eine Produktentwicklung der Kerona GmbH. Die Korrosionsschutzformel wurde mit dem silbernen Materialica Award in der Kategorie Surface + Technology ausgezeichnet und bietet verbesserten Schutz durch Nanoeffekt, spart Material und gleichzeitig Energie ein.

Titanid Zinkbeschichtung in 7.500facher Vergrößerung: Hochreine Zinklamellen umhüllt von einer Metalloxidschicht, eingebettet in die Bindematrix, sorgen für Korrosionssicherheit. Foto: Kerona GmbH

Durch Metallkorrosion entstehen deutschlandweit jährlich Schäden in Milliardenhöhe. Neben der Automobil- ist maßgeblich die Bauindustrie betroffen. Der moderne, hochleistungsfähige Baustoff Stahl ist ohne Schutz nicht witterungsbeständig. Große Höhen und extreme Spannweiten erfordern Konstruktionen, die aus vielen einzelnen Stützen und Trägern zusammengesetzt sind. Und in der Regel steckt der Teufel – respektive die Schwachstelle – im Detail, d. h. an der Naht oder im Knoten. In riesigen Tauchbädern werden Stahlbauteile feuerverzinkt. Die Stahloberfläche geht durch Erhitzung auf mehrere hundert Grad Celsius eine Verbindung mit der Zinklegierung ein. In der Fläche entsteht so eine dauerhafte Schutzschicht. Wo die Bauteile jedoch auf der Baustelle verbunden werden, sei es durch Schweißen oder durch Schrauben, wird die Beschichtung verletzt. Diese Schwachstellen werden vor Ort oberflächlich nachbehandelt. Die nachträglich aufgebrachte Schutzschicht ist jedoch weniger stabil und dauerhaft und oft Ausgangspunkt von Korrosionsschadensbildern.

Vor vier Jahren begann die Würth-Tocher Kerona mit der Entwicklung einer neuen metall-keramikähnlichen Beschichtung. Metall-Lamellen und keramische Bindematrix organisieren sich neu und bilden eine widerstandsfähige engmaschige anorganische Schutzhülle. Es entsteht ein sogenannter Nanoeffekt, dessen Besonderheit in der Struktur der Bestandteile bzw. ihrer Zusammensetzung besteht. Der neue Schutz kann als Sprüh- oder Tauchbeschichtung aufgebracht werden. Angewendet als Ausbesserung- oder Reparaturbeschichtung härtet dieser bei Raumtemperaturen aus. Für die Beschichtung von Serienbauteilen sind im Gegensatz zur, in der Automobilindustrie üblichen, Zinklamellenbeschichtung, die auf bis zu 280°C erhitzt werden muss, lediglich Temperaturen von 120°C bis 180°C erforderlich. Beim Feuerverzinken sind es 450°C. Im Vergleich zu einer Schadstellenreparatur mit Zinkstaubfarben, die eine Mindestschichtdicke von 60 Mikrometer (1 Mikrometer = 0,001 mm) benötigt, ist die neuartige Beschichtung in einer Stärke von 10 bis 20 Mikrometern ausreichend. Dabei ist der entstehende Korrosionsschut, laut Herstellerangaben, höher als bei den stärkeren Standardzinkbeschichtungen.

Das Funktionsprinzip: Der Titanid-Korrosionsschutz wird mittels Sprüh- oder Tauchapplikation aufgebracht. Durch Verdampfen des Lösungsmittels wird die Aushärtung der keramisch-metallischen Schutzschicht ausgelöst. Die umhüllten Metalllamellen und die keramische Bindematrix organisieren sich und bilden eine engmaschige und dichte Schutzschicht, die vor Nässe und Feuchtigkeit aber auch extremen Umwelteinflüssen schützt. Grafik: Kerona GmbH

Nach dem Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie werden jedes Jahr 44.000 Tonnen Korrosionsschutzlacke verarbeitet. Der Preis für den Rohstoff Zink hängt eng mit parallelen Entwicklungen und Kursschwankungen beim Baustahl zusammen. Angebot und Nachfrage in China und Indien beeinflussen die Kosten hierzulande. Durch die geringeren Schichtstärken könnten zwischen 75 bis 90 Prozent an Material eingespart werden. Die niedrigere Verarbeitungstemperatur führt außerdem zu Energieeinsparungen. Beide Faktoren können die Stahl- und Baukosten senken und auch kleinen oder mittelständischen Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.

Als zukunftsweisende Umwelttechnologie bezeichnete die Jury des Deutschen Rohstoffeffizienzpreises 2011 deshalb die neue Korrosionsschutzformel. In diesem Jahr wurde die Produktentwicklung Titanid von Kerona mit dem silbernen Materialica Award in der Kategorie Surface + Technology ausgezeichnet. Die vielversprechende Technologie ist nun zum Patent angemeldet.

Weitere Informationen finden Sie hier 

03.12.2012
Korrosion , Metall , Nanoeffekt , Stahl
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