DE102009051899B3 - Component, useful as structural component of motor vehicles, preferably e.g. body framework structure, comprises a zinc lamella layer and a coating exhibiting lacquer layer, where the zinc lamella layer is applied on the lacquer layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil mit einer Zinklamellenschicht
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Beschichten
des Bauteils.The
The invention relates to a component with a zinc flake layer
according to the preamble of
Ein
solches Bauteil, das insbesondere für Stahlstrukturbauteile im
Unterbodenbereich von Fahrzeugen bestimmt ist, ist bereits bekannt
(
Die Korrosionsbeständigkeit der bekannten Beschichtung lässt jedoch insbesondere im Spaltbereich vom Blechdoppelungen, schöpfenden Bereichen sowie im Bereich der Schweißnähte und Schweißpunkte noch zu wünschen übrig. Auch treten bei Steinschlagbewurf häufig Abplatzungen auf. Weiters kommt es im Bereich der Ablaufspuren bzw. tropfenähnlichen Ansammlungen zu Qualitätseinbussen. Um die Korrosionsbeständigkeit in Spalten zu verbessern, wird ein Unterdruck angelegt.The corrosion resistance the known coating leaves However, especially in the gap area of sheet metal doubling, scooping Areas as well as in the area of welds and welds still to be desired. Also occur frequently when stonecutting grout Flaking up. Furthermore, it comes in the area of the trace tracks or droplet-like Accumulations of quality losses. Around the corrosion resistance in columns, a vacuum is created.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beschichtung mit einer Zinklamellenschicht bereit zu stellen, die dem Bauteil eine wesentlich höhere Korrosionsfestigkeit und dynamische Belastbarkeit, insbesondere höhere Steinschlagbeständigkeit verleiht.task The invention is therefore a coating with a zinc flake layer to provide the component a much higher corrosion resistance and dynamic load-bearing capacity, in particular higher stone chip resistance gives.
Dies
wird erfindungsgemäß mit einem
Bauteil gemäß dem Anspruch
1 erreicht. In den Ansprüchen
2 bis 10 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauteils
wiedergegeben. Zur Beschichtung des Bauteils wird das im Anspruch
11 gekennzeichnete Verfahren angewendet, das durch die Maßnahmen
der Ansprüche
12 bis 15 in vorteilhafter Weise ausgebildet wird.This
is inventively with a
Component according to the
Nach der Erfindung wird die Bauteiloberfläche mit einer Lackschicht versehen. Die Lackschicht stellt dabei vorzugsweise die Grundierung, also erste Schicht der Beschichtung dar. Dabei wird vor dem Aufbringen der Lackschicht das Bauteil normalerweise erst einer Oberflächenvorbehandlung unterzogen, also insbesondere einer Reinigung. Reinigung und Oberflächenvorbehandlung des Bauteils kann unter Verwendung von Flüssigkeiten oder Abstrahlen mit Teilchen in einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom erfolgen. Die Reinigung kann ein Entfetten der Bauteiloberfläche, bei Metalloberflächen zusätzlich die Reinigung von Schweiß-, Zunder-, Oxid- und dergleichen Rückständen auf der Metalloberfläche umfassen. Auch wird bei Metalloberflächen zur Oberflächenvorbehandlung im Allgemeinen eine Phosphatierung durchgeführt. Alternativ zur Phosphatierung kann eine Nanopassivierung, eine Behandlung mit Silanverbindungen, eine Passivierung auf Titanbasis oder allgemein eine Vorbehandlung inklusive Haftvermittler durchgeführt werden.To According to the invention, the component surface is provided with a lacquer layer. The lacquer layer is preferably the primer, ie first layer of the coating. This is before application the lacquer layer usually the component only a surface pretreatment subjected, ie in particular a cleaning. Cleaning and surface pretreatment The component may be made using liquids or blasting done with particles in a gas or liquid stream. The Cleaning can degrease the component surface, in metal surfaces additionally Cleaning of welding, Scale, oxide and the like residues the metal surface include. Also, for metal surfaces for surface pretreatment In general, a phosphating performed. Alternative to phosphating can be a nanopassivation, a treatment with silane compounds, a titanium-based passivation or generally a pretreatment including bonding agents are performed.
Auf die vorzugsweise derart vorbehandelte Bauteiloberfläche wird dann die Lackschicht als erste Schicht aufgebracht, und dann das flüssige Zinklamellenmedium auf die Lackschicht aufgetragen. Alsdann wird die aufgetragene Zinklamellenschicht als zweite Schicht der Beschichtung gemeinsam mit der Lackschicht eingebrannt.On which is preferably pretreated component surface then the lacquer layer applied as the first layer, and then the liquid Zinc flake medium applied to the paint layer. Then it will the applied zinc flake layer as the second layer of the coating baked together with the paint layer.
Dadurch wird das erfindungsgemäße Bauteil erhalten, bei dem die Zinklamellenschicht auf der Lackschicht aufgebracht ist.Thereby if the component according to the invention is obtained, in which the zinc flake layer is applied to the lacquer layer is.
Der Einbrennlack, der unter der Zinklamellenschicht gebildet wird, kann ein flüssiger Lack oder Nasslack oder ein Pulverlack sein.Of the Stoving enamel, which is formed under the zinc flake layer, can a liquid Lacquer or wet paint or a powder coating.
Das Bauteil besteht insbesondere aus Metall. Es ist jedoch auch möglich, Bauteile aus anderen Materialien, beispielsweise aus Kunststoff mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen, beispielsweise um deren Optik zu verbessern.The Component consists in particular of metal. However, it is also possible components made of other materials, such as plastic with the coating of the invention provided, for example, to improve their appearance.
Wenn ein Metallbauteil mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen wird, wird als Einbrennlack vorzugsweise ein Elektrotauchlack verwendet. Dabei wird das Bauteil in ein Tauchbad mit einem elektrisch leitfähigen, wässrigen Elektrotauchlack eingetaucht und zwischen dem Bauteil und einer Gegenelektrode eine Gleichspannung angelegt.If a metal component is provided with the coating according to the invention, For example, an electrodeposition paint is preferably used as stoving lacquer. The component is immersed in an immersion bath with an electrically conductive, aqueous Immersion electrode immersed and between the component and a counter electrode a DC voltage applied.
Die Elektrotauchlackschicht kann dabei kathodisch oder anodisch aufgetragen werden. Das Tauchbad enthält ein Bindemittel, Pigmentpaste, wassermischbare organische Lösungsmittel und Wasser. Bindemittel und Pigmentpaste, die den Hauptanteil des Feststoffgehalts des Lacks ausmachen, bestehen meist aus einem Epoxidharz, das durch Zugabe eines Neutralisationsmittels, bei der kathodischen Tauchlackierung durch Zusatz einer Säure, in eine wasserdispergierbare Form gebracht wird. Beim Anliegen der Gleichspannung koaguliert der ionisierte Lack auf dem Bauteil, wobei der abgeschiedene Lackfilm einen Festkörpergehalt von 80 bis 90 Gew.-% aufweist und nicht mehr wasserverdünnbar ist, sodass die anhaftende Badflüssigkeit mit Wasser abgespült werden kann.The Electrocoating can be applied cathodically or anodically become. The dip contains a binder, pigment paste, water-miscible organic solvents and water. Binder and pigment paste, which make up the majority of Solids content of the paint make up, usually consist of an epoxy resin, by adding a neutralizing agent in the cathodic Dipcoating by adding an acid, into a water-dispersible Shape is brought. When DC voltage coagulates the ionized paint on the component, with the deposited paint film a solids content from 80 to 90% by weight and is no longer water-dilutable, so that the adhesive bath liquid rinsed with water can be.
Nach dem Spülen wird die Elektrotauchlackschicht vorzugsweise getrocknet. Das Trocknen kann insbesondere mit einem Wasserverdrängungsmedium erfolgen und/oder durch Trocknen an der Luft, vorzugsweise erwärmter Luft mit einer Temperatur von vorzugsweise 60 bis 120°C, insbesondere 70 bis 80°C, jedenfalls deutlich unterhalb der Einbrenntemperatur des Elektrotauchlacks.To the rinse For example, the electrodeposition coating layer is preferably dried. The drying can be done in particular with a water displacement medium and / or by drying in air, preferably heated air at a temperature of preferably 60 to 120 ° C, in particular 70 to 80 ° C, in any case, well below the stoving temperature of the electrocoating paint.
Wenn ein Elektrotauchlack oder ein flüssiger Lack auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird, wird also die Flüssigkeit nach dem Aufbringen des Lacks vorzugsweise entfernt. Bei einer Pulverlackierung wird der Lack soweit erhitzt, dass der Lack nur vernetzt, jedoch nicht ausgehärtet wird.When an electrodeposition paint or a liquid paint is applied to the component surface, it becomes So the liquid preferably removed after the application of the paint. In a powder coating, the paint is heated to the extent that the paint is only crosslinked, but not cured.
Nach dem Aufbringen und ggf. trocknen der Lackschicht wird erfindungsgemäß die Zinklamellenschicht auf die Lackschicht aufgetragen.To the application and optionally drying of the lacquer layer according to the invention, the zinc flake layer applied to the paint layer.
Die Beschichtung des mit der Lackschicht versehenen Bauteils mit dem flüssigen Zinklamellenmedium erfolgt im Allgemeinen im Sprühverfahren, im Tauch-Zieh-Verfahren oder im Tauch-Schleuder- oder Dip-Spinning-Verfahren. Beim Sprühverfahren kann das flüssige Zinklamellenmedium mit einer Sprühpistole aufgebracht werden, beispielsweise manuell oder mit einer vollautomatisierten Sprühanlage. Beim Dip-Spinning-Verfahren wird das Bauteil in das flüssige Zinklamellenmedium getaucht und anschließend geschleudert, um die Rückstände des flüssigen Zinklamellenmediums zu entfernen.The Coating the provided with the paint layer component with the liquid Zinc flake medium is generally carried out by spraying, in the dip-draw process or in Dip-spin or dip-spinning process. When spraying can the liquid Zinc flake medium with a spray gun be applied, for example, manually or with a fully automated Spraying. In the dip-spinning process, the component becomes liquid zinc flake medium dived and then spun to the residues of the liquid zinc flake medium to remove.
Die Beschichtung mit der Zinklamellenschicht stellt ein nichtelektrolytisches Verfahren dar. Die Zinklamellenschicht enthält Metalle in lamellarer Form oder als Flocken (Flakes), und zwar innsbesondere Zink. Neben Zink können auch Flocken von Aluminium und/oder weiteren Metallen z. B. Titan vorliegen. Dabei beträgt das Gewichtsverhältnis von Zink zu Aluminium bevorzugt mehr als 3:2. Das Bindemittel in dem flüssigen Zinklamellenmedium kann ein anorganisches oder organisches Bindemittel sein.The Coating with the zinc flake layer makes a non-electrolytic Process dar. The zinc flake layer contains metals in lamellar form or as flakes, especially zinc. In addition to zinc can also flakes of aluminum and / or other metals z. For example titanium available. It is the weight ratio from zinc to aluminum preferably more than 3: 2. The binder in the liquid Zinc flake medium may be an inorganic or organic binder be.
Die auf die Lackschicht aufgetragene flüssige Zinklamellenschicht wird vorzugsweise getrocknet. Das Trocknen kann an der Luft erfolgen, vorzugsweise mit erwärmter Luft. Das Trocknen der Zinklamellenschicht kann in einem separaten Trockenofen erfolgen oder im Einbrennofen zum Einbrennen der Zinklamellenschicht.The on the paint layer applied liquid zinc flake layer is preferably dried. Drying can be done in air, preferably with heated Air. Drying of the zinc flake layer can be done in a separate drying oven or in the baking oven for baking the zinc flake layer.
Das Einbrennen wird vorzugsweise bei einer Einbrenntemperatur von 100 bis 300°C, insbesondere 170 bis 250°C durchgeführt. Dabei wird bei Metallbauteilen eine möglichst niedrige Einbrenntemperatur im Allgemeinen vorgezogen, um eine Herabsetzung der Festigkeit durch Gefügeänderung beim Einbrennen zu verhindern.The Baking is preferably at a bake temperature of 100 up to 300 ° C, especially 170 to 250 ° C carried out. In the case of metal components, the lowest possible baking temperature is achieved generally preferred to a reduction of strength by structural change to prevent burn in.
In der eingebrannten Zinklamellenschicht beträgt der Anteil der aus dem Bindemittel gebildeten anorganischen oder organischen Matrix normalerweise 2 bis 30 Gew.-%.In the baked zinc flake layer is the proportion of the binder normally formed inorganic or organic matrix 2 to 30% by weight.
Wenn die Lackschicht aus einem Einbrennlack, also insbesondere einem Elektrotauchlack besteht, wird sie vorzugsweise zusammen, also gleichzeitig mit der Zinklamellenschicht in dem Einbrennofen ausgehärtet. Der Umstand, dass das Einbrennen der Lackschicht und das Einbrennen der Zinklamellenschicht erfindungsgemäß in einem einzigen Schritt durchgeführt werden kann, stellt einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.If the paint layer of a baked enamel, so in particular a Electrodeposition is, it is preferably together, so simultaneously cured with the zinc flake layer in the baking oven. Of the Circumstance, that the baking of the lacquer layer and the burn-in the zinc flake layer according to the invention in a single step carried out can be, represents a significant advantage of the method represents.
Die Schichtdicke der ausgehärteten Lackschicht auf der Bauteiloberfläche beträgt vorzugsweise mindestens 5 μm, insbesondere 20 bis 40 μm. Die Schichtdicke der Zinklamellenschicht beträgt nach dem Einbrennen vorzugsweise mindestens 5 μm, insbesondere 20 bis 40 μm.The Layer thickness of the cured Paint layer on the component surface is preferably at least 5 μm, in particular 20 to 40 μm. The layer thickness of the zinc flake layer is preferably after firing at least 5 microns, in particular 20 to 40 μm.
Auf die Zinklamellenschicht der erfindungsgemäßen Beschichtung kann anschließend eine weitere oder mehrere Schichten aus einem Lack und/oder einem anderen Beschichtungsstoff aufgetragen werden. D. h. die erfindungsgemäße Beschichtung aus der Lackschicht aus der Bauteiloberfläche und der Zinklamellenschicht kann die Grundbeschichtung für einen Beschichtungsaufbau mit weiteren Schichten bilden. So kann beispielsweise auf die Grundbeschichtung aus der Lackschicht und der Zinklamellenschicht eine Füllerschicht, eine Decklackschicht und ggf. eine Klarlackschicht aufgetragen werden.On the zinc flake layer of the coating according to the invention can then be a more or more layers of a paint and / or another Coating material are applied. Ie. the coating of the invention from the lacquer layer from the component surface and the zinc flake layer can the base coat for form a coating structure with further layers. So can For example, on the base coat of the paint layer and the Zinc flake layer a filler layer, a topcoat and optionally a clearcoat are applied.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise im Durchlaufverfahren durchgeführt. Das Auftragen des Lacks auf das Bauteil erfolgt dabei vorzugsweise in einem Tauchbad. Auch wird bei einem Einbrennlack das Einbrennen des Lacks und der Zinklamellenschicht gleichzeitig vorzugsweise in einem Einbrennofen im Durchlauf durchgeführt.The inventive method is preferably carried out in a continuous process. Applying the paint on the component is preferably carried out in a dip. Also In the case of a stoving lacquer, the stoving of the lacquer and of the zinc flake layer takes place at the same time preferably carried out in a baking oven in the run.
Das Bauteil, das erfindungsgemäß beschichtet wird, ist vorzugsweise ein Stahl- oder Aluminiumbauteil, und zwar insbesondere ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeuges.The Component coated according to the invention is preferably a steel or Aluminum component, in particular a structural component of a Motor vehicle.
Das Strukturbauteil kann ein Strukturbauteil der Karosserierahmenstruktur oder der Fahrwerkstruktur des Kraftfahrzeuges sein, insbesondere in dessen Unterbodenbereich. Bei einem Bauteil der Karosserierahmenstruktur können auf der erfindungsgemäßen Beschichtung die üblichen weiteren Schichten in einer Automobillackierung vorgesehen sein, also eine Füllerschicht, eine ein- oder zweischichtige Decklackschicht und eine Klarlackschicht. Die Fahrwerkstrukturen, die erfindungsgemäß beschichtet werden, sind beispielsweise der Vorder- und Hinterachsträger, Streben, Querholme, Querlenker und dergleichen.The Structural component may be a structural component of the body frame structure or the chassis structure of the motor vehicle, in particular in its underbody area. In a component of the body frame structure can on the coating according to the invention the usual be provided further layers in an automotive finish, So a filler layer, a one or two-layer topcoat and a clearcoat. The Chassis structures which are coated according to the invention are For example, the front and rear axle, struts, crossbars, wishbone and the same.
Außer im Automobilbereich kann die erfindungsgemäße Beschichtung jedoch auch auf anderen Metallbauteilen, insbesondere Stahlbauteilen auf anderen Gebieten vorgesehen werden, beispielsweise in der Bauindustrie oder im Anlagenbau.Except in the automotive sector can the coating of the invention but also on other metal components, in particular steel components in other areas, such as the construction industry or in plant engineering.
Durch die Erfindung wird mit geringen Beschichtungskosten eine hohe Korrosionsschutzbeständigkeit und durch die verbesserte Haftung zum Grundwerkstoff auch eine hohe Steinschlagbeständigkeit erzielt, ferner eine gute Chemikalienbeständigkeit. Zudem wird das Fügeverhalten, beispielsweise beim Einpressen von Buchsen deutlich optimiert.By the invention is low Be coating costs a high corrosion protection resistance and by the improved adhesion to the base material also a high stone chip resistance achieved, also a good chemical resistance. In addition, the joining behavior, for example, when pressing in bushings is significantly optimized.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert, deren einzige Figur eine Ablaufübersicht für das Aufbringen der Beschichtung auf ein Stahlbauteil zeigt.below the invention with reference to the accompanying drawings by way of example explained in more detail, whose only figure a sequence overview for the Applying the coating to a steel component shows.
Danach
wird das Bauteil beim Schritt (
Nach
dem Spülen
im Schritt (
Im
Schritt (
Nach
dem Abtropfen des in das flüssige
Zinklamellenmedium getauchten Bauteils im Schritt (
Beispiel:Example:
Ein Anbindungsteil aus Stahl für die Zugstrebe eines Fahrwerks wurde entsprechend der vorstehend beschriebenen Ablaufübersicht mit einer KTL-Schicht mit einer Schichtdicke von 19 μm und einer Zinklamellenschicht mit einer Schichtdicke von 15 μm versehen. Dabei wurde für die Zinklamellenschicht ein im Handel erhältliches Zinklamellenprodukt der Firma Magni Europe lang verwendet.One Connecting part made of steel for the tension strut of a landing gear was according to the above described sequence overview with a KTL layer with a layer thickness of 19 microns and a Zinc flake layer provided with a layer thickness of 15 microns. It was for the zinc flake layer is a commercially available zinc flake product long used by the company Magni Europe.
Das Bauteil wurde einem Salzsprühtest nach DIN EN ISO 9227 SS 2000 Stunden unterworfen. Es konnte keinerlei Rotrost festgestellt werden.The Component was a salt spray test subjected to 2000 hours according to DIN EN ISO 9227 SS. It could not do any Red rust be determined.
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Effective date: 20110619 |
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