Der Markt für Beschichtungen in der Automobilindustrie entwickelt sich weltweit positiv. Bis 2022 wird ein Branchenumsatz von 25 Milliarden Euro prognostiziert. Die Kombination von erhöhter Nachfrage aus Entwicklungsländern und neuen Beschichtungstechnologien wirkt sich wiederum positiv auf die Nachfrage nach Beschichtungen und Metallveredelungsverfahren aus. Gleichzeitig verlangen verschärfte Umweltvorschriften, besonders Energie- und Wassernutzung, nach grundlegenden Veränderungen. Die Vorbehandlung von Karosserien unterzieht sich schon einem weitreichenden Wandel, indem Phosphatierung vermehrt durch Konvertierungsschichten auf Zirkonium- oder Titanbasis ersetzt wird.
Herkömmliche Eisen- und Zinkphosphate werden in vielen Anwendungen durch Zirkonium-Beschichtungen ersetzt, die nicht nur umweltfreundlicher sind, sondern auch günstiger und einfacher zu verarbeiten. Hier sind die Hauptvorteile dieses Alternativverfahrens:
Reduzierter Energiebedarf
Die herkömmliche Eisenphosphatverarbeitung ist auf Hitzezufuhr angewiesen, sowohl in der Reinigungs- als auch in der eigentlichen Beschichtungsphase. Bei Zirkonium wird nur in der Reinigungsphase beheizt, während die Beschichtung selbst bei Zimmertemperatur erfolgt. So können Stromkosten gespart und gleichzeitig die Kohlenstoffbilanz verbessert werden.
Phosphatfrei
Der Großteil der Vorbehandlungsprodukte auf Zirkonium-Basis ist phosphatfrei. Phosphate unterliegen strengen Bestimmungen und dürfen nicht über die öffentlichen Abfallsysteme entsorgt werden. Wenn Phosphate aus dem Prozess ausgeschlossen werden, entfallen Kosten für Sondermüll.
Leichtgewichtige Beschichtung
Bei Verfahren auf Zirkonium-Basis kann das Gewicht der Beschichtung im Vergleich zu Eisen- und Zinkphosphat reduziert werden. Eine typische Schichtdicke bei Konversionsbeschichtungen beträgt zwischen einigen wenigen bis zu Hunderten Nanometern.
Reduzierter Wasserverbrauch
Für die Eisen-Phosphatierung werden üblicherweise große Mengen Wasser für die Spül- und Verdampfungsstufen benötigt. Verfahren auf Zirkonium-Basis sind ebenfalls auf Wasser angewiesen, verbrauchen jedoch weitaus weniger, da für die Spülstufen ein Gegenstromsystem eingesetzt werden kann.
Weniger Gefahrstoffe
Zirkonium-Beschichtungen sind nicht nur frei von Phosphat, sondern auch von anderen Gefahrstoffen und sind somit wesentlich sicherer in der Handhabung. Im Gegensatz zu Zink- oder Eisenphosphaten wird mit Zirkonium meist auch ohne Beschleuniger eine gleichmäßige Beschichtung erzielt.
Eine gleichmäßige Verteilung der ultradünnen Zirkoniumschicht ist ausschlaggebend, um Korrosion zu verhindern und die bestmögliche Oberfläche für den Farb- oder Lackauftrag zu erzielen. Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) ist das ideale Verfahren zur Schichtdickenmessung. Sie ist schnell, genau und zerstörungsfrei.
ASTM D7639 ist das Standard-Testverfahren zur Bestimmung von Gewicht oder Dicke der Zirkoniumbehandlung auf Metallsubstraten durch Röntgenfluoreszenz. Mit dem X-MET8000 von Hitachi High-Tech können Prozesse ASTM D7639 konform, zuverlässig und auf hohem Qualitätsniveau realisiert werden.
Der X-MET8000 ist einfach zu bedienen, batteriebetrieben und tragbar. Das robuste und strapazierfähige RFA Handgerät eignet sich besonders für industrielle Anwendungen wie Vorbehandlungprozesse zur Karosserielackierung. Einfaches Zielen und Messen reicht aus, um umgehend genaue Messwerte zu erhalten, was das Gerät ideal für die In-Line-Analyse von Beschichtungen in jeder Produktionsphase macht. Während Proben für andere RFA-Geräte zugeschnitten oder säuregebeizt werden müssen, um dann anhand der Säurelösung den Zirkoniumgehalt zu ermitteln, kommt das X-MET8000 ohne aufwendige Probenvorbereitung aus – es reicht, den Detektor auf die Messstelle zu halten und die Analyse zu starten, um innerhalt von Sekunden das Ergebnis im Display zu sehen.
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Fallstudie: Werkstoffanalyse von Wälzlagerprodukten mit dem X-MET8000 RFA Handgerät bei Kugellager-Express
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