“Untersuchung und Bewertung neuer Cr(VI)-freier ...VI)-freie...Gesamtgewicht von 3,5 to. Eine Ausnahmeregelung gestattet für die Summe der dem Korrosionsschutz dienenden Oberflächenbeschichtungen

Abschlußbericht zum Großversuch 2001Abschlußbericht zum Großversuch 2001CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge

Stand: 2. Juli 2002Seite 1

Abschlußbericht zum Großversuch 2001der VDA-AG Cr(VI)-freie Zinklamellenüberzüge

“Untersuchung und Bewertung“Untersuchung und Bewertungneuerneuer Cr Cr(VI)-freier(VI)-freier Zinklamellenüberzüge Zinklamellenüberzüge

für Verbindungselementefür Verbindungselementeim Vergleich zu herkömmlichen im Vergleich zu herkömmlichen ZinklamellenüberzügenZinklamellenüberzügen””

VDA-AK Mechanische VerbindungselementeVDA-AK Mechanische Verbindungselemente

• ABC• Audi• BMW• Bosch• DaimlerChrysler• Ford

• KAMAX• Leist Oberflächentechnik• Porsche• RIBE• Textron• Volkswagen

Mitwirkende Firmen:Mitwirkende Firmen:



>> >> CrCr(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „EndEnd--ofof--Life VehiclesLife Vehicles“ (10/2000)“ (10/2000)

Fahrzeuge, die ab 1. Juli 2003 in Verkehr gebracht werden, dürfen kein Blei, Quecksilberoder sechswertiges Chrom enthalten.Die Forderung nach Cr(VI)-Freiheit gilt für Fahrzeuge bis zu einem zulässigenGesamtgewicht von 3,5 to.Eine Ausnahmeregelung gestattet für die Summe der dem Korrosionsschutz dienendenOberflächenbeschichtungen an einem Automobil derzeit noch einen zulässigenCr(VI)-Anteil von 2 Gramm.Eine Referenzprüfung zur quantitativen Ermittlung des Cr(VI)-Gehalts in Oberflächensowie eine ja/nein-Prüfung zum Cr(VI)-Nachweis sind noch nicht endgültig festgelegt.

Forderungen / Informationen :Forderungen / Informationen :Forderungen / Informationen :

Cr(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:CrCr(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:Eine Rechnung mit der Annahme einer Gesamtmasse von rd. 15 kg Verbindungselementenin einem Automobil und der Annahme eines hohen Schichtgewichts von rd. 20 µg/cm²für Cr(VI) in Überzügen (VDA-AK Cr(VI)-Analytik) ergibt im ungünstigsten Fall eineGesamtmenge von rd. 350 - 400 mg Cr(VI) für alle Verbindungselemente.



>> >> CrCr(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „EndEnd--ofof--Life VehiclesLife Vehicles“ (07/2002)“ (07/2002)

Am 22.5.2002 hat die EU-Kommission einem Entwurf zugestimmt, der die Verschiebungder Forderung nach Cr(VI)-Freiheit für alle dem Korrosionsschutz von Fahrzeugendienenden Oberflächenbeschichtungen auf den 1.7.2007 vorsieht.

Mit der Verschiebung auf das Jahr 2007 entfällt der bisher gemäß Anhang II zulässigemaximale Cr(VI)-Gehalt von 2g ersatzlos.

Am 29.6.2002 wurde der überarbeitete Anhang II im Amtsblatt der EuropäischenGemeinschaften veröffentlicht.

Durch einen sogenannten „gleitenden Verweis“ ist seit dem 29.6.2002 der Inhalt desüberarbeiteten Anhang II in Deutschland nationales Recht.

Aktueller Stand (Juli 2002):Aktueller Stand (Juli 2002):Aktueller Stand (Juli 2002):



Überzüge für Verbindungselemente sind Systeme mit Systeme mit MultifunktionseigenschaftenMultifunktionseigenschaften,die je nach Anwendungsfall eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen müssen.

Sicherheit gegenüberSetzen und Relaxation

Chemikalienbeständigkeit

TemperaturbeständigkeitUV-BeständigkeitFarbdesignUmweltverträglichkeitWirtschaftlichkeit

Beispiele für Anforderungen:

>> >> Anforderungen an Oberflächenüberzüge für Verbindungselemente:Anforderungen an Oberflächenüberzüge für Verbindungselemente:

Eignung für Trommel-und GestellbeschichtungLehrenhaltigkeitHaft- und AbriebbeständigkeitReibungszahlenÜberlackierbarkeitVerträglichkeit mit klebendenund klemmenden BeschichtungenKorrosionsschutzVerschleißbeständigkeit



Beschichtungssysteme

• B1 Dacromet 320 + TTF

• B2 Deltatone + TTF

• B3 Deltatone + Deltaseal GZ

• B4 Geomet + PLUS L

• B5 keine Namensnennung

• B6 Magni B46 + B18E

• B7 Zintek + Techseal

• B8 Delta Protekt 100 + 301

Verbindungselemente

• M6x30 Kombischraube

• M6x27 Duo-Taptite

• M10x1x60 Feingewinde

• M10x95 Bundschraube

• M12x1,5x55 Kombischraube

• M10 Mutter

Vorbelastungen

• keine

• 3x angezogen

• 100 h / 180 °C

• 5 Minuten Schwingförderer

Prüfungen

• Applikationstechnik

• Schichtgewicht

• Optik

• Haftfestigkeit

• Abriebbeständigkeit

• Lehrenhaltigkeit

• Reibungszahlen

• Mehrfachanzug

• Löseverhalten 150 °C

• Kleberverträglichkeit

• Salzsprühtest DIN 50021-SS

• Wechseltest VDA 621-415

• Wechseltest VW PV1210

• Klima-Wechseltest DC

• Kondenswassertest DIN 50017-KK

>> >> Versuchsprogramm (Übersicht)Versuchsprogramm (Übersicht)



>> Erläuterungen zu den Prüfungen>> Erläuterungen zu den Prüfungen

ApplikationstechnikBeurteilung von Beschichtungsverhalten, Ansatz- und Reinigungsaufwand, Lösemittelgehalt, Umweltbelastung,Schichtausbildung, Rückstände in Napfungen, Gewinde und Innen-Kraftangriffen, Anlagendurchsatz, Badpflege,Beschichtungskosten u.ä.SchichtgewichtBewertung der Gleichmäßigkeit über die verschiedenen Geometrien/PrüfteileOptikBeurteilung im Neuzustand, nach Dreifachanzug, nach Belastung im Schwingförderer und nach TemperaturbelastungHaftfestigkeitBeurteilung mittels “Tape-Test” gemäß DIN EN ISO 10683AbriebbeständigkeitAuswiegen des Abriebs von 12 kg Schrauben M10x1x60 nach 10 Minuten Belastung im SchwingfördererLehrenhaltigkeitPrüfung der Schrauben/Muttern mittels Gewindelehrring 6h/6H sowie der Innen-Kraftangriffe mittels GrenzlehrdornReibungszahlenPrüfung gemäß DIN 946; Anforderungen an die Reibungszahlspanne nach Prüfblatt VDA 235-101MehrfachanzugPrüfung nach DIN 946; Bewertung der Vorspannkraftverläufe im 5-fach Anzug bei gleichbleibendem AnziehdrehmomentLöseverhalten 150 °CVergleich der Lösemomente bei RT und 150°C (Messung in verschraubten Stahlhülsen jeweils nach definierter Haltedauer)KleberverträglichkeitPrüfung verschiedener klebender Beschichtungen nach DIN 267-27 (Prüfung unter Vorspannung)und einer klemmenden Beschichtung (Nylon-Patch-Beschichtung) gemäß DIN 267-28



Salzsprühtest DIN 50021-SSPrüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 960 hWechseltest VDA 621-415Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 10 ZyklenWechseltest VW PV1210Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 50 ZyklenKlima-Wechseltest DC (Temperaturprofil -40 bis 120 °C)Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis 8 Wochen / 4 ZyklenKondenswassertest DIN 50017-KKPrüfung von bis zum Grundmetall geritzten Proben über eine Dauer von 28 Tagen

>> Erläuterungen zu den Prüfungen>> Erläuterungen zu den Prüfungen



>> >> BeschichtungBeschichtung unter unter GroßserienbedingungenGroßserienbedingungen

Vorversuche (1 Woche):Vorversuche (1 Woche):Vorversuche (1 Woche):

Neuansatz der Beschichtungsmedien„Konditionierung“ der Beschichtungsbäder (z.B. Eintrag von Fremdpartikeln) durchwiederholtes Beschichten derselben Teile nach vorherigem AbstrahlenOptimierung der Prozeßparameter

Versuchsanforderungen:Versuchsanforderungen:Versuchsanforderungen:

Bereitstellung einer Großserien-Anlage (Firma Leist, Bad Hersfeld)Bereitstellung ausreichend großer Tonnagen zu beschichtender VerbindungselementeAnwesenheit verantwortlicher Techniker der Beschichtungsmittelhersteller

Lagerung der Beschichtungsmedien (5 Wochen):Lagerung der Lagerung der BeschichtungsmedienBeschichtungsmedien (5 Wochen): (5 Wochen):

Lagerung in einem klimatisierten Raum unter festgelegten Bedingungen (Hersteller)„Alterung“ der Beschichtungsmedien zur Einstellung praxisüblicher Bedingungen

Referenzbeschichtung (1 Tag):ReferenzbeschichtungReferenzbeschichtung (1 Tag): (1 Tag):

Beschichtung neuer Teile unter Serienbedingungen (Prüfteile)



>> >> ApplikationstechnikApplikationstechnik

0

10

20

30

40

50

60

70

Dac 320 + TTF

Delta-Tone +TTF

Delta-Tone +Delta Seal GZ

GEOMET +Plus L

System 5* B 46 E + B 18 E

Zintek +Techseal

DP 100 + DP 301

Beschichtungsvarianten

Bew

ertu

ng (P

unkt

e)

Bewertungskriterien:Bewertungskriterien:Bewertungskriterien:

Beschichtungsverhalten

Lösemittel-Eigenschaften

Schichtausbildung

Rückstände

Anlagenauslastung

Programmaufwand

Aufwand für Badpflege

Materialpreis pro kg

* keine Freigabe zur Namensnennung

herkömmlicheÜberzüge

herkömmlicheherkömmlicheÜberzügeÜberzüge

neue Cr(VI)-freieÜberzüge

neue neue CrCr(VI)-freie(VI)-freieÜberzügeÜberzüge



>> >> LehrenhaltigkeitLehrenhaltigkeit

Besonderheiten Cr(VI)-freier Zinklamellenüberzüge:BesonderheitenBesonderheiten Cr Cr(VI)-freier (VI)-freier ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge::

Zum prozeßsicheren Erreichen eines mit Cr(VI)-haltigen herkömmlichen Überzügenvergleichbaren Korrosionsschutzes werden bei Cr(VI)-freien Zinklamellenüberzügen nebenden kathodisch schützenden Basisschichten üblicherweise zusätzliche Deckbeschichtungen imTauch-Schleuder-Verfahren aufgebracht.

Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:

Erhöhte Schichtdicken mit größeren örtlichen Schichtdickenschwankungen

Gefahr zusätzlicher Gewindebeschädigungen bei Außen-Gewinden

Gefahr des „Zulaufens“ von Innen-Gewinden und Innen-Kraftangriffen

Gefahr nicht einhaltbarer Lehrenhaltigkeit.



>> >> LehrenhaltigkeitLehrenhaltigkeit

Bewertung:Bewertung:

Die Lehrenhaltigkeit ist bei den neuen Cr(VI)-freien Zinklamellenüberzügen aufgrund derhöheren Schichtdicken noch nicht prozeßsicher erreichbar.

Harte Deckbeschichtungen erschweren oder verhindern ein „Wegdrücken“ von Anhäufungenim Gewinde oder in Innen-Kraftangriffen.

Im Vergleich zu Cr(VI)-haltigen Zinklamellenüberzügen muß mit deutlich größerenProblemen gerechnet werden bei- Schrauben < M8- Schrauben mit Feingewinde ≤ M10- Schrauben mit Innen-Kraftangriffen- Muttern.

Mit Funktionsstörungen aufgrund nicht einhaltbarer Gewinde-Lehrenhaltigkeit muß nichtzwangsläufig gerechnet werden, da bei den untersuchten Schrauben die Mutterngängigkeit/Einschraubbarkeit immer gegeben war.



µges = 0,09 - 0,14

µG, µK = 0,08 - 0,16

0,12

µges, µG,µK

Gefahr einesselbsttätigen Lösens

>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen

Anforderungen nach Prüfblatt VDA 235-101:Anforderungen nach Prüfblatt VDA 235-101:Spanne Gesamtreibungszahl

Spanne Teilreibungszahlen




Schmierstoffzusätze zur Einstellung spezifizierter Reibungszahlspannen könnenbei allen Cr(VI)-freien Überzugssystemen in den kathodisch schützenden Basisüberzug(nur System 5) oder in die Deckbeschichtung (übrige Systeme) integriert werden.

Cr(VI)-freie Zinklamellenüberzüge:CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge::

Zusätzliche Arbeitsgänge zum Schmieren können entfallenEinfärbung von Schmierstoffzusätzen zur Kennzeichnung der Schmierung nicht erforderlich

Mögliche Vorteile:Mögliche Vorteile:Mögliche Vorteile:

Verträglichkeit mit nachträglich aufgebrachten klebenden oder klemmendenBeschichtungen nicht immer gegeben

Überlackierbarkeit nicht immer möglich

Temperaturabhängigkeit des Reibungsverhaltens und des Setzverhaltens in Abhängigkeitdes Schmierstoffzusatzes und der Art der Deckbeschichtung muß je nach Anwendungsfallbeachtet werden.

Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:




Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:( ) g

Gesamtreibungszahl µges M10 x 95 gemäß DIN 946

0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

P rüfs t. 2

P rüfs t. 3

P rüfs t. 9

µges

DAC 320 + TTF

DT + TTF

DT + DS GZDT DS GZ

Geomet + Plus L

System 5

B46E + B18E

ZT + TS

DP 100 + 301

(keine Freigabezur Namensnennung)

Schrauben M10-10.9 - Anziehversuch nach DIN 946 - Gesamtreibungszahlen µges



neue Cr(VI)-freieÜberzüge

neue neue CrCr(VI)-freie(VI)-freieÜberzügeÜberzüge




Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:

Die Reibungszahlen bei den untersuchten Beschichtungssystemen unterscheiden sichsowohl hinsichtlich ihrer Höhe/Lage als auch hinsichtlich ihrer Streuung.Die Systeme B4 und B8 zeigen in beiden Punkten ein gutes, das System B5 einunauffälliges Verhalten. Die Systeme B6 und B7 fallen durch große Streuungen derReibungszahlen auf. Das System B6 unterschreitet zudem die in VDA 235-101spezifizierte Reibungszahlspanne.

Die starken Streuungen der Reibungszahlen bei den Systemen B6 und B7sind hauptsächlich auf große Schichtdickenschwankungen im Gewinde zurückzuführen.

Die schichtspezifischen Einflüsse auf das Reibungsverhalten treten bei der Paarung mit gleichartig beschichteten Teilen (Scheiben, Muttern etc.) teilweise deutlicherhervor als bei einer Verschraubung gegen blanke Stahlteile (DIN 946). Weiterführendediesbezügliche Versuche mit Kombischrauben und mit beschichteten Mutternstehen noch aus.




Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:


50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5

Anzahl der Anzüge

Vors

pann

kraf

t FV

[%]

Dacromet 320 + TTF System 5*DELTA-Tone + TTF B46E + B18EDELTA-Tone + DELTA-Seal GZ Zintec + TechsealGeomet + PLUS L Delta Protekt 100 + Delta Protekt 301

Schrauben M10-10.9 - Anziehdrehmoment 60 NmSchrauben M10-10.9 - Anziehdrehmoment 60 Nm




Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:

In der automatisierten Serienmontage werden zur Prozeßabsicherung häufigzwei Anziehvorgänge ausgeführt. Im Service- oder Reparaturfall sind weitereAnziehvorgänge erforderlich.

Als Kriterium zur Beurteilung des Verhaltens bei Mehrfachmontage wurde in einemFünffachanzug der Abfall der Vorspannkraft bei konstantem Anziehdrehmomentherangezogen. Nach drei Anziehvorgängen sollte kein deutlicher Vorspannkraftverlustauftreten.

Die geringsten Vorspannkraftabfälle zeigte System B4. Die Systeme B5 und B6 zeigtenein gutes Verhalten, während die Systeme B7 und B8 die größten Vorspannkraftabfälleaufwiesen. Genauere Anforderungen werden noch festgelegt.

Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:



Temperaturverhalten - Lösemomente:Temperaturverhalten - Lösemomente:


Schrauben M10-10.9 - Lösemomente bei RT (blau) und bei 150 °C (rot)


Grenzlösemoment MLG = 22,8 Nm (38 % MA)Grenzlösemoment Grenzlösemoment MMLGLG = 22,8 Nm (38 % M = 22,8 Nm (38 % MAA))



Temperaturverhalten - Theoretisches Verhältnis Lösemoment /Temperaturverhalten - Theoretisches Verhältnis Lösemoment /AnziehdrehmomentAnziehdrehmoment bei RT: bei RT:


Lösemoment ML / Anziehdrehmoment MA (berechnet für RT)Bundschraube M10 / Kombi-Schraube M12, FV = const., µAnzug = µLösen

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

Gesamtreibungszahl µges

Ver

hältn

is M

L/MA

M10 x 1,5 (Bund)M12 x 1,5 (Kombi)

+⋅⋅+⋅⋅

+⋅⋅+⋅−⋅

=

2577,0157,0

2577,0157,0

2.

2.

KmgesV

KmgesV

A

L

DdPF

DdPF

MM

µ

µ



Temperaturverhalten - Theoretisches Grenzverhältnis MTemperaturverhalten - Theoretisches Grenzverhältnis MLL/ M/ MAA bei Prüftemperatur: bei Prüftemperatur:


Lösemoment ML / Anzugsmoment MA (VDA)(Bundschraube M10, Kombischraube M12, FVL = 90% FVA , µAnzug = 0,09)

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

Gesamtreibungszahl µges

Verh

ältn

is M

L/MA

M10 x 1,5 (Bund)M12 x 1,5 (Kombi)

ML/MA = 0,36

ML/MA = 0,38

+⋅⋅+⋅⋅

+⋅⋅+⋅−⋅⋅

=

2577,0157,0

2577,0157,09,0

2.

2.

KmgesV

KmgesV

A

L

DdPF

DdPF

MM

µ

µ



Lösemoment ML / Anziehdrehmoment MA (VDA)



Nach dem derzeitigen Untersuchungsstand werden zur Vermeidung eines selbsttätigen Lösensvon Schraubenverbindungen bei erhöhten Temperaturen folgende Anforderungen diskutiert:

Reibungszahlen dürfen bei Raumtemperatur eine untere Toleranzgrenze von µges = 0,09nicht unterschreiten.

Bei Temperaturbelastung (hier: 150 °C) dürfen die Gesamtreibungszahlen einen Wertvon µges = 0,06 nicht unterschreiten. Daraus ergeben sich für die geprüften SchraubenM10x95 und M12x1,5x55 rechnerische Grenzwerte für die Verhältnisse ML(150 °C)/MA(RT)von 0,38 (M10) und 0,36 (M12x1,5).

Temperaturverhalten - Anforderungen:Temperaturverhalten - Anforderungen:


Zur Festlegung zukünftiger Anforderungen werden derzeit umfangreiche Untersuchungenzum Einfluß der Temperatur auf das Löseverhalten durchgeführt.

Die Verhältnisse ML(150 °C)/MA(RT) für die Systeme B5 und B8 liegen deutlich über denGrenzwerten. Die Ergebnisse für die Systeme B4 und B7 liegen noch oberhalb derGrenzwerte. Beim System B6 werden die Grenzwerte deutlich unterschritten.

Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:



>> Korrosionsschutz-Prüfungen>> Korrosionsschutz-Prüfungen

Salzsprühnebeltest DIN 50021-SS

Kondenswassertest DIN 50017-KK

DC Klimatest 120 °C Teil 1 (7 x in einer Woche)

-60-40-20

020406080

100120140

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Zeit / h

T / °C bzw. % rH

Temp / °CFeuchtigkeit / %rH

+ 1 Woche VDA 621-415

Wechseltest VDA 621-415 - 24 h DIN 50021 SS (Zyklusdauer 1 Woche) - 4x24 h DIN 50017 KFW

- 48 h Raumklimabedingungen

Wechseltest VW PV1210 (1 Woche = 5 Zyklen)

Klima-Wechseltest DaimlerChrysler (Zyklusdauer 2 Wochen)

- 4 h DIN 50021 SS- 4 h Lagerung bei Normalklima DIN 50014-23/50-2- 16 h DIN 50017 KK- 48 h Lagerung bei Normalklima

5mal+

1mal



Erläuterungen zur Bewertung:Erläuterungen zur Bewertung:

>> Korrosionsschutz - Bewertung>> Korrosionsschutz - Bewertung

Die Ergebnisse aller Korrosionsprüfungen- mit den unterschiedlichen Verbindungselementen- ohne und mit verschiedenen Vorschädigungen/Vorbelastungenwerden zu einer Korrosionsbewertungszahl KW (Korrosionswiderstand) zusammengefaßt.

Korrosionserscheinungen an Kopf, Schaft und Gewinde der Verbindungselemente werdenunterschiedlich stark gewichtet (Gewichtung Kopf hoch, Gewinde niedrig).

Der Korrosionsfortschritt pro Zeiteinheit/Zyklus geht ebenfalls in die Bewertung ein.

Bewertungskriterien:- keine Veränderungen- geringe optische Veränderungen- gravierende optische Veränderungen- punktförmige Eisenkorrosion- flächige Grundmetallkorrosion (< 5%)- Totalausfall (Grundmetallkorrosion > 50 %).



Einfluß einer Vorschädigung - Beispiel Einfluß einer Vorschädigung - Beispiel SalzsprühnebelprüfungSalzsprühnebelprüfung BoschBosch::


gBundschraube M10 x 95, Ergebnis (Bosch) 1080 h DIN 50021 SS

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

DAC + TTF DT + TTF DT + DS GZ GEOMET L LT D 7100 B46E + B18E ZT + TS DP 100+301

Korr

osio

nsw

ider

stan

d K W

+

Neuteil 3x angezogen 100h / 180°C 5 Min. Schwingförderer

herkömmliche Überzügeherkömmliche Überzügeherkömmliche Überzüge neue Cr(VI) - freie Überzügeneueneue Cr Cr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge

System 5*




Kondenswassertest nach DIN 50017 KK(28 Tage!) an bis zum Grundwerkstoffgeritzten Proben

B1 DAC 320 + TTF B2 DT +TTF B3 DT + DS B4 Geomet +PlusL

B5 System 5 * B6 B46E + B18E B7 Zintek + Techseal B8 DP 100 + 301


KondenswassertestKondenswassertest - Durchführung - Durchführung DaimlerChryslerDaimlerChrysler : :

Im Kondenswassertest nach DIN 50017 KK an bis zum Grundwerkstoff geritzten Probentreten teilweise deutliche Unterschiede im Vergleich zur Salzsprühnebelprüfungnach DIN 50021 SS auf.

Der Kondenswassertest simuliertverschiedene praxisübliche Bedingungen(Seetransport, Tropenklima,Garagenfahrzeuge etc.)

Fazit:Fazit:

In künftigen Prüfvorschriften für Cr(VI)-freie Überzüge müssen gezielte praxisüblicheVerletzungen in Kombination mit entsprechenden Testverfahren berücksichtigt werden.


Neben Korrosion im Ritzbereich tritt beieinigen Systemen auch sehr früh Flächenkorrosion auf



0

10

20

30

40

50

60

70

80

Dacromet320 + TTF

Delta Tone +TTF

Delta Tone +Delta Seal GZ

Geomet + PLUS L

System 5* B46E + B18E

Zintek +Techseal

Delta-Protekt100 + 301

Kor

rosi

onsw

ider

stan

d K

Wge

s

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Mitt

elw

ert

DIN 50021-SS VDA 621-415 / VW PV 1210 DC Klima DIN 50017-KK

Neuteile:Neuteile:

>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung




neueCr(VI) - freie Überzüge

neueneueCrCr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge

Kwges = Summe aus 4 x max. 20 erreichbaren Punkten



>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung

Vorbelastete Teile:Vorbelastete Teile:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Dacromet320 + TTF

Delta Tone + TTF

Delta Tone +Delta Seal GZ

Geomet + PLUS L

System 5* B46E +B18E

Zintek +Techseal

Delta-Protekt100 + 301

Kor

rosi

onsw

ider

stan

d K

Wge

s

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Mitt

elw

ert

DIN 50021-SS VDA 621-415 / VW PV 1210 DC Klima DIN 50017-KK


3fach-Anzug

100 h / 180 °C

5 MinutenSchwingförderer



neueCr(VI) - freie Überzüge

neueneueCrCr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge

Kwges = Summe aus 4 x max. 20 erreichbaren Punkten



>> Haft- und >> Haft- und AbriebbeständigkeitAbriebbeständigkeit

Gefahr von Funktionsstörungen bei Zuführeinrichtungenfür die automatische Montage

Gefahr von Abplatzungen oder Abrieb beim Handling sowie der Beschädigungvon Kraftangriffen bei der Montage und damit verminderter Korrosionsschutz

Gefahr von Funktionsstörungen bei sensiblen elektronischen Bauteilen

Durch veränderte Schichtaufbauten bei Cr(VI)-freien Überzügen kann das Haft- und Abriebverhalten in unterschiedlicher Art und Weise beeinflußt werden.

Bei schlechter Haftung:Bei schlechter Haftung:

Bei guter Haftung:Bei guter Haftung:

höhere Prozeß- und Funktionssicherheit bei der automatischen Montage

höherer Korrosionsschutz



>> Haft- und >> Haft- und AbriebbeständigkeitAbriebbeständigkeit

Bestimmung von Bestimmung von AbriebmengenAbriebmengen bei Belastung in einem Schwingförderer: bei Belastung in einem Schwingförderer:



>> Gesamt-Bewertung>> Gesamt-Bewertung

Referenzsysteme Neue Cr(VI)-freie SystemeB1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

Applikationstechnik 10 6 4 6 4 4 4 6

Optik 8 6 6 4 6 8 6 6

Haftfestigkeit 6 2 6 10 0 10 10 6

Lehrenhaltigkeit 6 6 4 2 0 2 2 2

Korrosionsbeständigkeit Neuteile 1) 8 4 5 9 6 7 5 10

Korrosionsbeständigkeit bei Betauung 2) 10 0 0 8 0 9 0 9

Korrosionbest. nach 100h / 180°C 1) 8 0 0 8 8 9 0 10

Korrosion nach mech. Belastung 1) 5 2 3 4 3 2 3 6

Schichtgewicht 6 4 4 6 4 6 6 4

Reibungszahlen bei RT 6 6 4 10 6 0 0 10

Mehrfachverschraubung 5 5 5 10 5 5 2 2

Löse- / Weiterziehmoment bei RT/150°C 6 6 0 2 6 0 2 6

Verträglichkeit mit mikroverkapseltem Kleber 2 6 2 2 10 0 2 2

Abriebbeständigkeit 6 6 6 4 0 4 4 4

Gesamtpunktzahl 92 59 49 85 58 66 46 83Bewertung (Punktesystem): von 0 = ungenügend bis 10 = sehr gut Stand 27.05.20021) Tests: Salzsprühnebeltest (DIN 50021-SS) / Wechseltest (VDA 621-415 und VW PV1210) / Klimawechseltest (DaimlerChrysler)

2) Test: DIN 50017-KK (Betauung bei 40°C ohne Salz!, Teile mit Ritzspur am Kopf)

k.o.-Kriteriumnicht akzeptabel

Schwachpunktab ≤ 3 Punkte

Cr(VI)-freies Zinklamellensystem ohne k.o.-KriteriumSchwachstellen müssen detailliert untersucht werden



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Die in der Tabelle gezeigte Bewertung ist eine Momentaufnahme. Folgende generelle Aussagenkönnen aus den Ergebnissen abgeleitet werden:

Keines der untersuchten neuen Cr(VI)-freien Systeme ist in der Lage, das seit Jahren eingesetzteCr(VI)-haltige System B1 in allen Eigenschaften gleichwertig zu ersetzen.

In einzelnen Prüfungen können neue Systeme aufgrund der speziell durch eine zusätzlicheDeckbeschichtung beeinflussten Eigenschaften eine bessere Bewertung gegenüber B1 erzielen.

Größere erforderliche Schichtdicken und/oder kompliziertere Schichtaufbauten bei denneuen Systemen führen zu größeren Schichtdickenschwankungen und örtlichen Schichtanhäufungenmit der Folge eingeschränkter Lehrenhaltigkeit und/oder stärker streuenden Gewindereibungszahlen.

Die neuen Überzugssysteme erfordern angepaßte Korrosionsschutzprüfungen.Insbesondere müssen der Einfluß von bei Transport-, Schütt- und Montageprozessenunvermeidlichen Verletzungen der Schutzschichten sowie von praxisüblichen Temperaturenauf die Korrosionsschutzeigenschaften in die Prüfungen einbezogen werden.

Die in die Überzugssysteme integrierten Schmierstoffzusätze zur Einstellung spezifizierterReibungszahlspannen erfordern ein besonderes Augenmerk auf Eigenschaften wie Überlackierbarkeit(Rohbau), Verträglichkeit mit klebenden Beschichtungen (mikroverkapselte Kleber), Löseverhalten derVerbindungselemente bei praxisüblichen erhöhten Temperaturen bis 150 °C, etc.

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“Untersuchung und Bewertung neuer Cr(VI)-freier ...VI)-freie...Gesamtgewicht von 3,5 to. Eine Ausnahmeregelung gestattet für die Summe der dem Korrosionsschutz dienenden Oberflächenbeschichtungen