Entwicklung einer selbstschmierenden, chromfreien Passivierung für Kaltbandoberflächen und deren tribologische und korrosionstechnische Charakterisierung

Abstract

Die Beschichtung von unlegierten, kalt gewalzten Stahlbändern mit Korrosionsschutzölen ist für die Stahlindustrie aus Gründen des temporären Korrosionsschutzes während des Transportes und der Lagerung unerlässlich. Diese Substanzen dienen im Normalfall gleichzeitig als Umformhilfe für nachfolgende Tiefziehprozesse, müssen aber vor dem Lackieren von der Substratoberfläche entfernt werden. Aufgrund der unvorteilhaften Handhabung des hierbei verwendeten Öles ist das Ziel der vorliegenden Arbeit, ein neuartiges Korrosionsschutzsystem zu entwickeln, das bei ausreichender Grifffestigkeit der Oberfläche gleichzeitig als Trockenschmierstoff fungieren kann und einen Primer für die nachfolgende Beschichtung mit organischen Lacken darstellt. Hierfür wurden verschiedene Ansätze verfolgt. Vorerst wurden wachsähnliche Komponenten in anorganische Korrosionsschutzmatrizen auf Silikat- und Silanbasis eingebettet. Da sich aber die Verwendung von derartigen Emulsionen im Verlauf der durchgeführten Experimente als unvorteilhaft erwies, wurde als zweiter Ansatz die Verwendung von organisch funktionalisierten Silanen zur Bildung eines flexiblen Sol- Gel Netzwerkes gewählt. Diese Silane wurden auf ihre Eigenschaften betreffend Hydrolyse- und Kondensationszeiten, Trocknungsverhalten unter Anlagenbedingungen und Hydrolysestabilität sowie Lackhaftung charakterisiert. Auf diese Weise konnte ein stabiles Siloxannetzwerk mit den geforderten Eigenschaften in puncto passivem Korrosionsschutz und Pulverlackhaftung entwickelt werden. Zur weiteren Verbesserung der Umformeigenschaften wurden funktionalisierte Polymere in dieses Netzwerk eingebaut. Dies führte zur Bildung einer hochflexiblen, trocken tiefziehbaren Multifunktionsbeschichtung, deren Performance durch den weiteren Einbau von aktiven Korrosionsinhibitoren weiter verbessert werden konnte.