Metall

Entwicklung eines Verfahrens zur cyanidfreien alkalischen Glanzverzinkung

Das entwickelte und zum Patent angemeldete Verfahren in einer Zentrifugenanlage weist gegenüber herkömmlichen cyanidfreien Verfahren einen besseren Korrosionsschutz auf. Systembedingt entstehen geringere Aufheizkosten sowie geringere Energieverluste bei einer beliebigen Badtemperatur zwischen 0-100°C. 

 

Zusammenfassung

Zink gehört zu den häufigsten galvanisch abgeschiedenen Metallen. Verzinkte Teile werden im wesentlichen in der Automobilindustrie, der Bauindustrie und in der Elektrotechnik eingesetzt.

Umweltproblematisch ist, dass nahezu alle Zink- und Zinklegierungs¬oberflächen zur Steigerung des Korrosionsschutzes sowie zur Haftvermittlung (zum Beispiel für Lackierungen) mit Chrom(VI)-Verbindungen behandelt werden. Chrom(VI) ist sensibilisierend, in größeren Mengen akut toxisch, insbesondere Zinkchromat ist krebserregend. In der betrieblichen Abwasserbehandlung muss eine chemische Reduktion durchgeführt werden, die Abwasser-Grenzwerte sind sehr gering.

Vor diesem Hintergrund ist in diesem Vorhaben ein neues cyanid-freies Zinkverfahren und die Formulierung der dazu erforderlichen Zusätze entwickelt worden.

Vorgehensweise:

Das neue Verfahren muss folgende Ansprüche erfüllen:

  • Es soll eine bessere Prozesssicherheit gegenüber den herkömmlichen cyanid-freien Verfahren aufweisen, um die technisch überlegenen, jedoch toxikologisch problematischen cyanidischen Zink-Verfahren gänzlich ablösen zu können.
  • Der Komplexbildner Cyanid darf aus ökologischen Gründen nicht durch andere harte Komplexbildner ersetzt werden.
  • Das Verfahren sollte abwasserfrei betrieben werden können.

Es gelang, durch geeignete Formulierungen auf Chrom(III)-Basis Passivierungen zu erarbeiten, die vergleichbare Leistungen erbringen wie solche mit Chrom(VI). Sie hat den Namen „Chromitierung“ erhalten.

Die Praxistests im technischen Maßstab erfolgten im Tauchbad und in einer Zentrifugenanlage.

Ergebnisse:

Die Chromitierung im Zentrifugensystem hat sich besonders bewährt:

  • Aufgrund der vergleichsweise hohen Chrom(III)-Konzentration sind die Ansatzkosten der Chromitierung ziemlich hoch. In einer Zentrifugenanlage lassen sich die Kosten deutlich reduzieren. Hierbei führt das geringere Ansatzvolumen auch zu geringeren Aufheizkosten.
  • Die Bad-Lösung kann im geschlossenen Zentrifugensystem mit vergleichsweise geringen Energieverlusten bei jeder beliebigen Temperatur zwischen 0 und 100°C gehalten werden.
  • Die Verschleppung liegt in Zentrifugenanlagen nur noch bei ca. 10-25% im Vergleich zu konventionellen Anlagen mit vergleichbarer Kapazität, weil die Lösung nach der Behandlung abgeschleudert und zurückgeführt wird.
  • In einer kochenden Chromitierungslösung haben sich Schichten mit Korrosionsschutz-Werten von 800-1000 Stunden bis Erstangriff erzeugen lassen, was alle bisher erreichten Werte übertrifft.
  • Die Teile verkratzen bei geeigneter Fahrweise weniger, wodurch sich der Korrosionsschutz bis Erstangriff verbessert.
  • In Chromitierungsanlagen sollte zumindest der Vorratsbehälter zur besseren Beständigkeit mit Kunststoff ausgekleidet sein.

Die Chromitierungsschicht, das Chromitierungsverfahren und die Zusammensetzung der Chromitierung wurden am 19.04.1996 als Patent angemeldet. Für den Namen Chromitierung wurde die Eintragung als Warenzeichen beantragt.

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

SurTec Deutschland GmbH, Zwingenberg

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Entwicklung eines Verfahrens zur cyanidfreien alkalischen Glanzverzinkung in konventionellen galvanischen Anlagen und Ersatz von Chrom(VI) in Zinkpassivierungen

Projektnummer: 01ZH9414/7

Projektzeitraum: 1994 - 1997

Projektort: Deutschland (Hessen)

Projektansprechpartner:

Herr Dr. Jansen

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++ 49 / 6251 / 171700

++ 49 / 6251 / 171800

Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)