DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN · SurTec International GmbH - 1 - Protection upgraded DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN Birgit Möbius 06. Juni 2018 Surface Technology, Stuttgart

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DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN Birgit Möbius

06. Juni 2018 Surface Technology, Stuttgart

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Inhalt

DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN

!  SurTec und dreiwertiges Chrom

!  Überblick über die Abscheidung von Chrom aus sechswertigen und dreiwertigen Elektrolyten

!  Grundlagen der Farbmessung mit Konica Minolta im CIE-LAB

!  Übersicht über die Abscheidung aus sulfatbasierten Elektrolyten !  Spezielles Anodendesign und die sich daraus ergebenden Vorteile

!  Fazit

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SurTec Produktentwicklung mit dreiwertigen Chromverbindungen SURTEC UND DREIWERTIGES CHROM

!  SurTec 680 Chromitierung – Passivierung für Zink und Zinklegierungen

Weiterentwicklungen:

!  Schwarzchromitierung für Zink und Zinklegierungen !  Kalt arbeitende Chromitierung

!  Cobaltfreie Chromitierung

!  SurTec 650 ChromitAL - Passivierung für Aluminium und Aluminiumlegierungen

!  SurTec 609 – Multimetallvorbehandlung

!  SurTec 88x - dekorative Verchromungsverfahren


Chrom(VI) - Verfahren Chlorid - Typ Sulfat – Typ

Erzielbare Farbwerte der abgeschiedenen Schichten:

L = 82 bis 85 L = 74 bis 79 L = 81 bis 84

a = - 0,4 bis -1,0 a = 0,02 bis 0,3 a = - 0,4 bis – 1,1

b = - 0,6 bis – 1,6 b = 1,5 bis 3,0 b = - 1 bis 0,5

Übersicht über die gebräuchlichen Verfahren ERHÄLTLICHE CHROMSYSTEME IM VERGLEICH


Ersatz Chrom(VI) und die dafür notwendigen Voraussetzungen, um gezielt die Farbgebung zu beeinflussen.

Ziel: Farbe bewusst einstellen, Erzeugung heller und dunkler Farbtöne Farbzielwerte: Helle Farben: L > 82, a < 0, b < 0

Sehr dunkle Farben: L < 40, a < 2, b < 4 Basis der Elektrolytzusammensetzung:

!  Chromsulfat !  Leitsalz !  Weiche Komplexbildner !  Netzmittel !  Organische Zusatzstoffe

FOKUSSIERUNG AUF ABSCHEIDUNGEN AUS CHROMSULFAT


Messmethode mit Konica Minolta liefert stabile, reproduzierbare und vergleichbare Messergebnisse

Farbmessgerät: Konica Minolta CM-700d

! portables Spektralphotometer mit Kugelgeometrie ! sehr kleine Blende Ø 3 mm, für Messungen an gewölbten Bauteilen ! diffuse Messgeometrie ! simultane Messung (automatisches Umschalten) von Glanzeinschluss (di:8°) ↔ Glanzausschluss (de:8°) ! Xenonblitz-Lampe für hohe Genauigkeiten selbst bei dunklen und gesättigten Farben ! Farbraum nach CIE-LAB

FARBMESSUNG IM CIE-LAB SYSTEM


Bedeutung der Messwerte L*a*b* Farbraum nach CIE-LAB: beschreibt die wahrnehmbaren Farben

! L- Achse beschreibt die Luminanz (Helligkeit) der Farbe ! a*-Achse beschreibt den Grün- oder Rotanteil einer Farbe ! b*-Achse beschreibt den Blau- oder Gelbanteil einer Farbe

FARBMESSUNG IM CIE-LAB SYSTEM


Individuelles Design – Farbtöne von hell (ChromVI-Ersatz) bis dunkel FARBSPEKTRUM

SurTec 883 WT Weiße Variante

SurTec 881 ACL Anti CaCl2 Variante

SurTec 881 Sehr weiße Anti CaCl2 Variante

Neueste Generation SurTec 88x Sehr helle weiße Variante

SurTec 882 Leicht dunkle Variante

SurTec 886 Dunkle Variante

SurTec 887 Tief dunkle bläuliche Variante


Vergleich der Luminanz – helle, dunkle Farbtöne PRODUKTPORTFOLIO: SURTEC 88X – CHROM (III) VERFAHREN

L *

hell dunkel

83,2 84,25 83,2480,36

77,86 76,5

72,66

62,1158,73

55,25

48,38

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Hexavalent SurTec88xnew SurTec883 SurTec881 SurTec881ACL SurTec883WT SurTec882 SurTec886 SurTec885 SurTec887 SurTec888


Spezielle Elektrolytzusammensetzung, spezielle Anoden Ziel: Erzeugung noch heller weißer Schichten

! L*a*b-Werte

L = 82,0 bis 85,0 a = -0,5 bis -1,0 b = -0,5 bis -2,0 ! Elektrolytzusammensetzung auf Basis von Chromsulfat ! Neueste Generation Chrom VI-Ersatz ! Aktuell im Praxistest

WEITERENTWICKLUNG DER HELLEN CHROM (III) SYSTEME:


Aufbau der neuentwickelten Anoden SPEZIELLES ANODENDESIGN

!  spezielle Mischmetalloxid Anoden

!  Titangrundkörper + Streckmetallgitter +

Kunststoffanodenbeutel

!  Keine Beschichtung mit Mischoxiden auf der

Rückseite der Titananode, Kontakte und

Schnittkanten müssen nicht nachbearbeitet

werden

!  Patentiert seitens


Patentiert durch Metakem Exklusive Lizenz für Chrom (III) Verfahren mit SurTec

Einfluss des Anodendesigns auf die Badbestandteile und damit auch auf die Farbstabilität

SPEZIELLES ANODENDESIGN

!  Abschirmung der Badbestandteile von der Anode, dadurch entstehen

weniger Abbauprodukte, stabileres Elektrolyt- und Farbverhalten


Weitere Vorteile der Abschirmung


!  Abgeschirmte Anode – Kostenvorteile:

!  > 20 % Kosteneinsparung Additivkosten

!  > 50 % längere Anodenlebensdauer

!  Anschaffungskosten vergleichbar mit Wettbewerbstechnologie, da Kanten und Zuleitung unbeschichtet sein dürfen!

neue Anode alte Anode


Aufgeschlüsselte Prozesskosten


!  Vergleich von Verfahrenskosten: Sechswertige Elektrolyte ↔ Dreiwertige Elektrolyte

!  Die Kombination aus neuem Anodendesign und darauf abgestimmter Verfahrenschemie führt zu stabileren und kostengünstigeren Prozessen.

163 %

47 %

100 %

143 %


Metakem TCP Anode SPEZIELLES ANODENDESIGN

Langzeittest der neuen Anodengeneration ! Start Januar 2016 bis April 2018 (28 Monate) ! Ah: 7,5 Millionen ! m²: 250.000 ! Leistung bisher: 333 m² / 10 kAh ! Iridium Verbrauch: ca. 20 % Ir/ 10 kAh

Einsatz in Deutschland ! Kunde 1: 9.000 l SurTec 883 + 6.000 l SurTec 883 ! Kunde 1: 6.000 l SurTec 881 ! Kunde 1: 6.000 l SurTec 885 ! Kunde 2: 6.000 l SurTec 883 ! Kunde 3: 9.000 l SurTec 883

Einsatz in Portugal ! Kunde 4: 5.000 l SurTec 881


Fazit

DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN

!  Ersatz von Chrom(VI) im Bereich dekorative Verchromung sofort möglich

!  unterschiedliche Farbtöne prozesssicher einstellbar → individuelles Design damit möglich

!  stabile Farbe auch nach hoher Badbelastung und langer Lebensdauer des Elektrolyten erzielbar, unterstützt durch den Einsatz der neuen Anoden mit Abschirmung

!  Auswahl des dreiwertigen Chromverfahrens sollte immer nach den jeweiligen Anforderung an die Schicht erfolgen

SurTec 883 als Chrom (VI)-Ersatz allgemein + Interieur Automobil SurTec 881 als Chrom (VI)-Ersatz Exterieur Automobil

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Vielen Dank.


Zweck:

Eine Nachbehandlung ist für alle dreiwertigen Chrom-Prozesse notwendig, um eine korrosionsfestere Oxidschicht zu bilden

Eigenschaften

!  Umweltverträglich

!  Beinhaltet kein Chrom

!  Einfache Abfallbehandlung

!  Weniger Korrosion

!  Tauchanwendung

!  Einfaches Equipment; geringe Investition

!  Nahezu keine Änderung der abgeschiedenen Farbe

Für alle Chrom(III)-Verfahren geeignet NACHBEHANDLUNG DREIWERTIG CHROM

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