Automotive

Anhand von fünf Beispielen stellen wir Ihnen komplette Lösungsansätze für die Automobil-Branche vor

Prozesssichere Imprägnierung und Beschichtung für pulvermetallurgisch hergestellte, filigrane Rastscheibe


Aufgabenstellung

Eine pulvermetallurgisch hergestellte Rastscheibe kommt in einem System zum passiven Fußgängerschutz zum Einsatz, um Unfallfolgen wie Verletzungen zu minimieren. Bei einem Frontalaufprall oder der Kollision mit einem Fußgänger setzt die Rastscheibe einen Entriegelungsmechanismus in Gang, so dass die Motorhaube am hinteren Ende (unterhalb der Windschutzscheibe) aufspringt. Dadurch federt die Motorhaube den Aufprall ab und mindert bspw. das Risiko, dass Fußgänger mit dem Kopf auf harte Teile des Motors treffen. Die filigrane Rastscheibe erfüllt dabei mit der Entriegelung eine wesentliche Funktion, weshalb die dauerhafte Funktionssicherheit des Bauteils unerlässlich ist. Dabei spielt auch der Korrosionsschutz eine wichtige Rolle, gerade im exponierten Bereich des Motorraums. Die Rastscheibe mit ihren im Fall des Aufpralls ineinandergreifenden und einrastenden Nocken wird pulvermetallurgisch hergestellt, weil solch filigrane Bauteile kaum spanend oder fräsend produziert werden können.

Pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile (Sinterwerkstoffe) haben jedoch bei ihren konstruktiven Vorteilen den Nachteil, dass sie sich nicht ohne weiteres galvanisch beschichten lassen, was das Erhöhen des Korrosionsschutzes erschwert. Denn aufgrund ihrer porenartigen Struktur neigen pulvermetallurgisch hergestellte Konstruktionsteile dazu, bei der Veredelung in wässrigen Prozessen die dort verwendeten Flüssigkeiten aufzunehmen und diese zeitverzögert wieder abzugeben. Das daraus entstehende Fehlerbild wird als „Bleed out“ bezeichnet und führt bei galvanischen Beschichtungen wie Zink- oder Zinklegierungsverfahren zur Ablagerung von Salzen auf der Oberfläche. Diese Salze greifen häufig auch das Beschichtungsmaterial an und führen lokal zur Korrosion des Sinterteils. Zwar ist es gängig, Sinterwerkstoffe vor der galvanischen Beschichtung zu Imprägnieren. Die konventionellen, aus der Gussindustrie übernommenen Verfahren zeigen jedoch bei der Imprägnierung von Sinterbauteilen, die anschließend eine Oberflächenveredelung erhalten, nur mäßigen Erfolg.

Lösung mit Mehrwert

Die Holzapfel Group hat mit Sinter Surface Solutions eine Komplettlösung zur Imprägnierung und Beschichtung entwickelt, die das Fehlerbild des Bleed out zuverlässig verhindert. Für die Sinter Surface Solutions wurde die Imprägnierung gezielt optimiert, indem sowohl der Imprägnierprozess als auch die verwendeten Harze den Notwendigkeiten einer beschichtungsgerechten Imprägnierung angepasst wurden. Die wesentliche Innovation des Verfahrens besteht in der Anpassung des Aushärtungsprozesses, so dass eine sichere Imprägnierung bis an den Rand der Bauteiloberfläche sichergestellt ist. Auch für die Ratsscheibe wurde diese Lösung mit verbesserter Imprägnierung und optimiertem Aushärtungsprozess sowie speziell angepasster Beschichtung gewählt.

Interessant für

Automotive, z. B. für Getriebeteile wie Ringe, Naben, und Kupplungskörper, für Bauteile im Motorraum (Zahnräder, Lagerdeckel, Kettenräder) oder im Bereich des Lenksystems (Kolben, Führungen)

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Vorteile für den Kunden

Der optimierte Imprägnierungsprozess wirkt sich äußerst positiv sich auf die Beschichtungsergebnisse aus. Zugleich wurde die Beschichtung im Fall der Rastscheibe auf ein spezielles Zink-Nickel-Verfahren umgestellt, das optimal auf die Bedürfnisse des Bauteils abgestimmt ist und ein sauberes Schichtwachstum gewährleistet. Erst die mit Sinter Surface Solutions realisierte Imprägnierung und Beschichtung ermöglichte die Herstellung des Bauteils mit dem gewünschten Grundwerkstoff und der erforderlichen Oberfläche. So sind der Korrosionsschutz und die dauerhafte Funktionstüchtigkeit der Rastscheibe gewährleistet.

Mit dem Kombinationsverfahren sind alle gängigen pulvermetallurgisch hergestellten Bauteile prozesssicher imprägnier- und beschichtbar. Nach der Imprägnierung sind nicht nur korrosionsschützende Oberflächenbeschichtungen wie Zink oder Zink-Legierungssysteme möglich, sondern auch dekorative Oberflächen wie z. B. Kupfer-Nickel-Chrom und andere Veredelungen.