DE10006270B4

DE10006270B4 - Lackierverfahren und damit hergestelltes Metallbauteil

Info

Publication number: DE10006270B4
Application number: DE2000106270
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dr. Gammel; Frank Dr. Lehnert; Gerhard Dr. Reusmann; Rainer Prof. Dr.rer.nat. Gadow; Dietmar Dipl.-Ing. Scherer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: GADOW, RAINER, PROF. DR., 84544 ASCHAU, DE; Scherer Dietmar Dipl-Ing 73488 Ellenberg De; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-02-12
Filing date: 2000-02-12
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-02-13
Also published as: DE10006270A1

Abstract

Durch Druckguss hergestelltes Metallbauteil aus einem Aluminium- oder Magnesiumwerkstoff, mit einer Lackierung, die eine haftvermittelnde Schicht auf dem Bauteil, eine die Unebenheiten der Bauteiloberfläche ausgleichende Zwischenschicht und einen Decklack aufweist, wobei die Zwischenschicht ein mit organischen Harzen modifiziertes Siliconharz ist und eine Schichtdicke von 10 μm bis 60 μm aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein durch Druckguss hergestelltes Metallbauteil und ein Lackierverfahren dafür, insbesondere für Automobilmetallbauteile.
Bei der Automobillackierung wird das gereinigte Bauteil mit einem mehrschichtigen Lackaufbau versehen, der heutzutage aus einer haftvermittelnden Schicht, einer Elektrotauchlackschicht, einer Füllerschicht und einem Decklack aus einer z.B. mit Farbpigmenten eingefärbten Basislackschicht und einer Einbrennklarlackschicht besteht.
In der Automobilindustrie werden zunehmend Bauteile aus Aluminium und Magnesiumwerkstoffen verwendet. So bestehen beispielsweise die Karosserien außer aus Stahl oft schon ganz oder zumindest teilweise aus Aluminiumwerkstoffen. Ferner wird eine Vielzahl von Bauteilen, wie Heckklappe, Motorhaube, Kofferraumdeckel, Tankdeckel und Schiebedach aus Aluminium- oder Magnesiumwerkstoffen hergestellt, und zwar häufig durch Druckguß.
Ähnlich wie Stahl bzw. verzinkte Stahloberflächen mit einer Phosphatschicht als haftvermittelnder Schicht versehen werden, werden Aluminium- oder Magnesium-Bauteile mit einer Konversionsschicht überzogen, um zusammen mit einer Elektrotauchlackschicht eine Grundierung zu bilden, die eine einwandfreie Lackhaftung mit einwandfreiem Unterrostungsschutz der Aluminium- bzw. Magnesiumoberflächen gewährleistet, also Korrosions- und/oder Unterwanderungsschutz.
Um Unebenheiten der Metalloberfläche auszugleichen, wird auf die Elektrotauchlackschicht als Zwischenschicht ein Füller appliziert, beispielsweise auf Polyester- oder Polyurethanbasis. Neben dem Ausgleich von Unebenheiten hat der Füller zunehmend die Aufgabe, den Korrosionsschutz zu unterstützen sowie für eine gute Steinschlagfestigkeit des gesamten Lackaufbaus zu sorgen.
Um den Untergrund für den Decklack zu egalisieren, also einzuebnen oder auszugleichen, muß die Füllerschicht geschliffen werden, was mit einem entsprechenden Kostenaufwand verbunden ist. Dies gilt insbesondere für die sichtbaren Oberflächenbereiche, wie die Außenhaut von Türen, Motorhaube, Dach usw., die höchsten optischen Anforderungen entsprechen müssen und daher auch als "Class A"-Oberflächenbereiche bezeichnet werden.
Dieses Problem wird bei Bauteilen aus Leichtmetallen noch wesentlich verschärft, vor allem bei Druckgußbauteilen aus Leichtmetallen. Aluminium- und Magnesium-Druckgußbauteile können nämlich an der Oberfläche stark ausgeprägte Fließtexturen, offene Poren, Risse und dergleichen Oberflächendefekte aufweisen. Zudem bilden sich Lunker, Poren und dergleichen Hohlräume unter der Oberfläche, die beim Aushärten der Elektrotauchlackschicht ausgasen und die damit zu sogenannten "pin holes" führen.
Bauteile aus Aluminium- und Magnesiumwerkstoffen werden deshalb heutzutage durch Schleifen vorbehandelt und dann mehrmals mit Füller beschichtet und abgeschliffen, um "Class A"-Qualitäten zu erzielen. Dieser Vorgang wird noch dadurch erschwert, daß Magnesium-Schleifstaub gegenüber Luftsauerstoff sehr reaktiv ist und zur Entzündlichkeit und zu Explosionen neigt. Eine Serienlackierung von Automobilkarosserien mit Leichtmetallkomponenten ist daher äußerst kosten- und zeitaufwendig. Außerdem ist Magnesium-Schleifstaub physiologisch nicht unbedenklich.

Um der starken Korrosion zu begegnen, werden nach JP-60033360 A Magnesiumbauteile durch Eintauchen in eine Phosphatlösung und dann in eine Natriumsilicatlösung sowie anschließendes Auftragen eines Siliconharzes vor Korrosion geschützt. Nach JP-57161649 werden Magnesiumbauteile zum Korrosionsschutz mit einer Konversionsschicht, einer Epoxy-Primerschicht und einer Alkyd-modifizierten Siliconharzschicht versehen.

Ferner können nach WO 99/50477 Automobilbauteile aus Aluminium- oder Magnesium, wie Felgen, Räder oder Motoren, mit einer Beschichtungszusammensetzung vor Korrosion geschützt werden, welche aus einem mit einem organischen Harz modifizierten Siliconharz mit Silicium-Kohlenstoff-Bindungen besteht und Phosphat-, Isocyanat- oder dergleichen Bindungen zur Chelatbildung mit der Metalloberfläche aufweist.

Aus der EP 0 876 849 A2 ist es bekannt, chromlegierte Stahlbleche mit einer Schutzschicht zu versehen, wobei zunächst eine Chromat-Konversionsbeschichtung auf das Stahlblech aufgebracht wird, hierauf eine Silikonschicht mit schwarzer Pigmentierung aufgebracht wird und schließlich eine trockene Beschichtung aus einem Copolymer eines thermoplastischen Acrylharzes mit 5-70 Gew.-% eines Schmiermittels aufgebracht wird. Das beschichtete Stahlblech ist trocken unempfänglich gegenüber Feuchtigkeit, Öl, Schmutz und dergleichen und ist dazu vorgesehen, zu einem wärmebeständigen Stahlteil verschweißt zu werden, um bspw. Auspuffteile herzustellen.

Aus der US 5 482 746 ist es bekannt, Bleche aus Stahl, Aluminium oder anderen Metallen zum Korrosionsschutz zunächst durch Heißtauchen zu galvanisieren und elektrogalvanisieren. Die so vorbehandelten Schichten werden dann beschichtet, wozu etwa Acrylatharze, Polyesterharze, mit Silicon modifizierte Polyesterharze, gemischte Polymere auf Polyvinylchloridbasis und Fluorkohlenstoffharze, insbesondere Polyvinylchloride oder Lacke, die solche Materialien enthalten, verwendet werden. Die Beschichtungen werden allgemein in zwei Schichten aufgetragen, zunächst mit einer Basisschicht, gefolgt von einer Deckschicht.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein durch Druckguss hergestelltes Metallbauteil aus einem Aluminium- oder Magnesiumwerkstoff mit einer Lackierung anzugeben, die ohne einen mit kostenintensiven, zeitaufwendigen Schleifarbeiten verbundenen Füller Anforderungen an eine "Class A"-Lackierung genügt, wie sie insbesondere in der Automobilindustrie gefordert wird.

Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Metallbauteils angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Metallbauteil gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Metallbauteils gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Nach der Erfindung wird als Zwischenschicht zwischen der Basislackschicht und der haftvermittelnden Schicht ein mit organischen Harzen modifiziertes Siliconharz verwendet. Das Siliconharz kann dabei direkt auf die haftvermittelnde Schicht aufgetragen werden, oder auf eine Grundierung aus haftvermittelnder Schicht und Elektrotauchlackschicht.

Überraschenderweise wird mit einem mit organischen Harzen kombinierten Siliconharz der Untergrund für die Decklackschicht so weitgehend egalisiert, daß Schleifen oder dergleichen kostenintensive Arbeiten weitestgehend oder komplett entfallen können, insbesondere auch bei Aluminium- und Magnesium-Druckgußbauteilen. Die erfindungsgemäße Lackierung entspricht damit einer "Class A"-Lackierung.

Die erfindungsgemäße Lackierung ist jedoch nicht nur optisch einwandfrei, sondern, was fast noch überraschender ist, obwohl sie aus Siliconharz und damit einem eher schlecht haftenden Material besteht, führt die Zwischenschicht in der erfindungsgemäßen Lackierung zu einer Haftung, die einer Füllerschicht nicht nur in nichts nachsteht, sondern sogar übertrifft, so daß die Elektrotauchlackschicht in der erfindungsgemäßen Lackierung gegebenenfalls ganz weggelassen werden kann. Zudem wird durch die Siliconharz-Zwischenschicht ein ausgezeichneter Korrosionsschutz erreicht, so daß der doppelschichtige Aufbau aus Elektrotauchlackschicht und Füller erfindungsgemäß durch die einschichtige Siliconharz-Zwischenschicht ersetzt werden kann.

Da Siliconharze zudem gute elektrische Isolatoren darstellen, eignet sich die erfindungsgemäße Lackierung vorteilhaft für Kraftfahrzeuge in Mischbauweise, also für Kraftfahrzeuge aus Metallen und Metallegierungen an unterschiedlicher Stellung in der elektrochemischen Spannungsreihe, beispielsweise aus Stahl einerseits und Aluminium- oder Magnesium andererseits. Damit gewährleistet die erfindungsgemäße Lackierung auch Schutz vor Kontaktkorrosion.

Das als Zwischenschicht verwendete mit organischen Harzen modifizierte Siliconharz kann beispielsweise ein Silicon modifiziertes Epoxyharz, Polyesterharz, Alkydharz, Polyacrylatharz oder eine Mischung davon sein. Die Bezeichnungen "mit organischen Harzen modifizierte Siliconharze", "organisch modifizierte Siliconharze" und "mit Siliconharz oder Silicon modifizierte organische Harze" sind dabei gleichbedeutend.

Das Siliconharz kann durch Umsetzung von Organopolysiloxanen mit funktionellen Gruppen organischer Verbindungen gebildet werden.

Die Organosiloxane können Alkyl- oder Aryl-, insbesondere Phenyl-Siloxane oder Alkoxyl-Siloxane sein, insbesondere Chlorpolysiloxane oder Chlorpolysiloxanylsulfate, wie sie in DE-PS 1 520 015 beschrieben sind, oder Alkyl- oder Arylsiloxane mit Alkoxygruppen, wie sie z.B. in DE 28 28 990 C2 oder DE 34 12 648 C2 beschrieben sind.

Die funktionellen Gruppen der organischen Verbindungen, mit denen die Chlor-, Sulfat- oder Alkoxygruppen der Organosiloxane umgesetzt werden, können beispielsweise Hydroxyl- oder Epoxidgruppen sein.

So kann das organisch modifizierte Siliconharz z.B. durch Umsetzung eines Organosiloxans mit einem Epoxidharzvorprodukt, also einem Epoxidharz mit freien und reaktionsfähigen Epoxidgruppen gemäß DE-PS 1 520 015 gebildet sein.

Die Hydroxyl- oder Epoxid- oder sonstigen funktionellen Gruppen können mit den im Siloxan enthaltenen Alkoxy- oder SiOR-Gruppen umgesetzt werden. Beispielsweise kann ein organisch modifiziertes Siliconharz durch Umsetzung eines Organopolysiloxan mit einem hydroxylgruppenhaltigen Epoxidharz oder einem Derivat oder Vorprodukt desselben erhalten werden. Brauchbar sind auch Acrylharze, Alkydharze, Polycarbonate, Phenolharze, Melaminharze oder Harnstoffharze mit freien COH-Gruppen. Zudem kann die freie Hydroxylgruppen aufweisende organische Verbindung durch niedermolekulare mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Trimethylpropan, Dihydroxymethylbutylterephthalat oder dergleichen gebildet werden, wie beispielsweise in DE 28 28 990 C2 und DE 34 12 648 C2 beschrieben.

Besonders geeignet für die Zwischenschicht der erfindungsgemäßen Lackierung sind Silicon modifizierte Polyesterharze oder Epoxidharze, die unter der eingetragenen Marke Silikoftal als Einbrennlacke zur Herstellung von chemikalienbeständigen, hitzefesten und elektroisolierenden Lacken im Handel sind. Das organisch modifizierte Siliconharz weist damit vorzugsweise Si-O-C-Bindungen zwischen der Siliconharzkomponente und der organischen Harzkomponente auf. Die egalisierende Wirkung dieser Harze ist ihrem guten Verlaufsverhalten zuzuschreiben.

Das organisch modifizierte Siliconharz kann praktisch mit allen bekannten Beschichtungsverfahren aufgetragen werden, insbesondere durch druckluftzerstäubende Verfahren oder elektrostatisch oder durch Tauchen oder Streichen, wodurch eine problemlose Integration des Verfahrens in eine bestehende Beschichtungsanlage möglich ist. Das elektrostatische Beschichten wird wegen der niedrigen Overspray-Verluste bevorzugt. Die Aushärtung der Beschichtung erfolgt insbesondere thermisch.

Damit die Siliconharz-Zwischenschicht den Untergrund für den Decklack egalisiert und eine feste Haftung zwischen Basislackschicht und Siliconharz-Zwischenschicht entsteht, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Siliconharz-Zwischenschicht nur teilweise auszuhärten, bevor die Basislackschicht aufgetragen wird.

Die Zwischenschicht wird dazu nach dem Auftragen zwar erwärmt, jedoch nur auf eine Temperatur, die vorzugsweise 20 bis 100°C, insbesondere 40 bis 80°C unterhalb der Einbrenntemperatur der modifizierten Siliconharze liegt. Da die Einbrenntemperatur organisch modifizierten Siliconharzes im allgemeinen bei 200 bis 220°C liegt, wird die Zwischenschicht vor Auftrag der Basislackschicht also vorzugsweise nur auf 130 bis 190°C erwärmt.

Selbstverständlich kann auch die Erwärmungstemperatur erniedrigt und/oder die Härtungszeit verkürzt werden. Wesentlich ist lediglich, daß keine vollständige Umsetzung der Alkoxy-, Chlor- oder sonstigen funktionellen Gruppen der Organosiloxane mit den Hydroxy-, Epoxid- oder sonstigen funktionellen Gruppen der organischen Verbindung erfolgt, sondern vorzugsweise nur maximal 95%, insbesondere höchstens 80% der funktionellen Gruppen umgesetzt werden, und zwar, wenn kein stöchiometrisches Verhältnis zwischen den funktionellen Gruppen der Organosiloxane einerseits und den damit reagierenden funktionellen Gruppen der organischen Verbindung andererseits vorliegt, von derjenigen Verbindung, also Organosiloxan bzw. organische Verbindung, die im Unterschuß vorliegt.

Die Dicke der Siliconharz-Zwischenschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 60 μm, insbesondere 30 bis 40 μm. Da die Vernetzungsreaktion der funktionellen Gruppen des Organosiloxans mit den funktionellen Gruppen der organischen Verbindungen eine Polykondensationsreaktion unter Abspaltung niedrigmolekularer, flüchtiger Reaktionsprodukte darstellt, sollte die Schichtdicke 60 μm nicht überschreiten, um das Entweichen dieser Reaktionsprodukte aus der Beschichtung zu ermöglichen. Eine höhere Schichtdicke ist durch einen mehrlagigen Siliconharzauftrag zu erzielen.

Die Siliconharz-Zwischenschicht kann erfindungsgemäß direkt auf die haftvermittelnde Schicht oder auf eine Elektro-, insbesondere kathodische Tauchlackschicht auf der haftvermittelnden Schicht aufgetragen werden. während bei direktem Auftrag auf die haftvermittelnde Schicht durch den Wegfall der kathodischen Tauchlackschicht weitere Kosten eingespart werden, werden durch den Auftrag einer kathodischen Tauchlackschicht Unebenheiten der Oberfläche des Metallbauteils noch besser kaschiert und der Korrosionsschutz erhöht.

Die erfindungsgemäße Lackierung ist im Prinzip für alle Metallbauteile geeignet, vor allem aber für Bauteile aus Aluminium- oder Magnesiumwerkstoffen. Als Magnesiumlegierungen sind dabei vor allem die Magnesiumdruckgußlegierungen zu nennen, die 1 bis 10% Aluminium, 0,1 bis 0,7% Mangan sowie maximal 1,0% Zink, maximal 1,5% Silicium und maximal 0,05% andere Elemente, wie Kupfer, Nickel und Eisen enthalten, insbesondere AM50, AM60 und AZ91.

Die Bauteile können aus Blech bestehen, insbesondere ist die erfindungsgemäße Lackierung jedoch für Druckgußbauteile aus Leichtmetallen geeignet. Solche mit einer erfindungsgemäßen "Class A"-Lackierung versehenen Druckgußbauteile können beispielsweise Tankdeckel, Scheinwerferklappen, Motorhauben, Schiebedächer oder Kofferraumdeckel im Außenhautbereich des Kraftfahrzeuges, Heckklappen oder Türen im Außen- und Innenbereich oder nur im Innenbereich des Pkw vorhandene Strukturteile sein. Erfindungsgemäß sind damit bei der Serienlackierung von Automobilkarosserien in Mischbauweise deutliche Kosten- und Zeiteinsparungen erreichbar.

Die haftvermittelnde Schicht kann eine Konversionsschicht sein. Diese kann durch Phosphatierung oder Chromatierung auf der Bauteiloberfläche erzeugt werden. Die Chromatierung kann mit einem Bad durchgeführt werden, welches Salpetersäure und Chrom VI-Salze enthält, oder Phosphorsäure und Chrom VI-Salze.

Aus Umweltschutzgründen werden jedoch chromfreie Konversionsschichten bevorzugt. Eine solche Konversionsschicht kann z.B. durch freie oder komplexe Fluoride gebildet werden. So sind z.B. Fluorzirkonate zur Bildung einer Konversionsschicht auf Aluminium- und Magnesiumwerkstoffen geeignet. Eine Konversionsschicht, die nicht nur chromfrei ist, sondern zu einer besonders guten Haftung der organisch modifizierten Siliconharz-Zwischenschicht, insbesondere an Magnesiumwerkstoffen führt, wird durch eine Phosphat/Permanganatbehandlung des Bauteils erhalten, beispielsweise mit einem Bad, das 20 bis 300 g/l Natriumhydrogenphosphat und 5 bis 50 g/l Kaliumpermanganat enthält. Der pH-Wert des Bades beträgt vorzugsweise 1,5 bis 4, insbesondere 2 bis 3.

Vor Bildung der haftvermittelten Schicht bzw. Konversionsschicht wird das Bauteil, wie üblich, beispielsweise mit einem alkalischen Reinigungsmittel gereinigt und mit Wasser gespült. Auch das mit der haftvermittelnden bzw. Konversionsschicht versehene Bauteil wird mit Wasser gespült und getrocknet, bevor die organische Siliconharz-Zwischenschicht aufgetragen wird. Die Schichtauflage der Konversionsschicht kann 0,05 bis 10, insbesondere 0,1 bis 5 g/cm² betragen. Für die Elektro- bzw. kathodische Tauchlackschicht werden, sofern sie vorhanden ist, handelsübliche Elektrotauchlacke zur Automobillackierung eingesetzt. Die Schichtdicke der Elektrotauchlackschicht kann beispielsweise 10 bis 30 μm betragen.

Die haftvermittelnde und korrosionsinhibierende Konversionsschicht kann eine Konversionsschicht sein. Konversionsschichten, die heute eingesetzt werden, (insbesondere die Zinkphosphatierung) erfüllen den Zweck als a) Haftvermittler und b) Korrosionsinhibitor, um die Ausbreitung der Korrosion unter dem Lackfilm zu verhindern. Auch die Phosphatierung ist eine Konversionsbehandlung.

Der Decklack besteht normalerweise aus einer Basislackschicht und einer Klarlackschicht. Er kann jedoch auch nur aus einer Lackschicht bestehen oder aus einer Vielzahl von Lackschichten.

Die Basislackschicht der erfindungsgemäßen Lackierung kann aus irgendeinem in der Automobillackierung verwendbaren Basislack bestehen, also neben Uni-Basislack und Metallic-Basislack auch Basislacke mit neuartigen Effektpigmenten, die unter Bezeichnungen wie Brillant-, Kristall-, Perlmutt- und dergleichen bekannt sind. Beispielsweise kann als Basislack ein pigmentiertes Alkyd-Melaminharz eingesetzt werden. Die Schichtdicke der Basislackschicht beträgt beispielsweise 15 bis 50 μm, insbesondere, wie üblich, 25 bis 35 μm. Der Basislack wird beispielsweise zwischen 40 und 80°C vorgetrocknet.

Anschließend wird z.B. im Naß-in-Naß-Verfahren ein Klarlack aufgespritzt. Die Klarlackschicht, die, wie üblich, eine Schichtdicke von 10 bis 60, insbesondere 30 bis 40 μm aufweist, kann aus irgendeinem zur Automobillackierung geeigneten Klarlack bestehen, z.B. auf Acrylharzbasis. Beide Schichten werden z.B. 10-30 Minuten lang gemeinsam eingebrannt. Die Einbrenntemperatur liegt wie üblich zwischen 100 und 200°C.

Die erfindungsgemäße Lackierung ist zwar in erster Linie für Automobilbauteile bestimmt. Sie kann jedoch für andere Bauteile eingesetzt werden, insbesondere andere druckgußgegossene Bauteile aus Aluminium- und Magnesiumwerkstoffen. Als Beispiele sind insbesondere Gehäuse und andere Bauteile elektronischer Einrichtungen zu nennen, z.B. das Gehäuse von Laptops, Mobiltelefonen und dergleichen.

Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Die Beschichtungen wurden dabei auf durch Druckguß hergestellte Bauteile aus der Magnesiumlegierung AM50 aufgetragen, die sich aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften besonders für den Einsatz im Außenhautbereich von Kraftfahrzeugen eignet.

Beispiel 1
Die Oberfläche des Magnesiumbauteils wird mit einem alkalischen Reiniger (erhältlich von der Firma Henkel unter der eingetragenen Marke AMELCO 18, enthält Natriumtetraborat, Tripolyphosphate, Carbonat und Tenside) gereinigt und mit Leitungswasser gespült. Anschließend wird das Bauteil zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bei ca. 25°C 25 Sekunden chromatiert (NH35-Bad der Firma Hydro Magnesium, enthält Natriumdichromat, Natriumfluorid, Magnesiumsulfat und Salpetersäure). Es erfolgt eine intensive Spülung der Oberfläche mit Leitungswasser und destilliertem Wasser und einem Trocknungsvorgang bei 105°C für 30 Minuten. Durch ein luftdruckzerstäubendes Spritzverfahren wird ein Silicon modifiziertes Epoxidharz (erhältlich von der Firma Tego Chemie unter der eingetragenen Marke SILIKOFTAL EW) mit einer Schichtdicke von 30 μm aufgetragen und bei 160°C für 20 Minuten zu einem festen Film (teilweise) ausgehärtet. Auf die feste Silicon modifizierte Siliconharzschicht wird für eine Metalleffekt-Lackierung ein pigmentierter Alkyd-Melaminharz-Basislack mit einer Schichtdicke von 15 μm aufgespritzt, der 3 bis 5 Minuten bei 40-60°C vorgetrocknet wird. Anschließend wird im Naßin-Naß-Verfahren ein Klarlack auf Acrylharzbasis mit einer Schichtdicke von 40 μm aufgespritzt. Beide Schichten werden bei 140°C für 20 Minuten eingebrannt. Dabei wird auch die modifizierte Siliconharzschicht weiter ausgehärtet.
Beispiel 2
Die Oberfläche des Magnesiumbauteils wird mit einem alkalischen Reiniger (Handelsname: Bonder V 854/5M der Firma Chemetall, enthält Natriumphosphat, Natriummetasilicat, Natriumhydroxid und Tenside) gereinigt und mit Leitungswasser gespült. Anschließend wird das Bauteil bei 25°C für eine Minute einer Fluorzirkonatbehandlung ("Gardobont C 4740", eingetragene Marke der Firma Chemetall, enthält Hexafluorzirkonsäure) unterworfen. Anschließend wird wie in Beispiel 1 gespült und getrocknet. Durch ein luftdruckzerstäubendes Spritzverfahren wird ein Silicon modifiziertes Polyesterharz (erhältlich von der Firma Tego Chemie unter der eingetragenen Marke "Silikoftal HTT") mit einer Schichtdicke von 30 μm aufgetragen und bei 180°C zu einem festen Film (teilweise) ausgehärtet. Auf die Silicon modifizierte Polyesterharzschicht wird dann gemäß dem Beispiel 1 der Decklack appliziert.
Beispiel 3
Die Oberfläche des Magnesiumbauteils wird wie in Beispiel 1 mit einem alkalischen Reiniger gereinigt und mit Leitungswasser gespült. Anschließend wird das Bauteil mit einer Oxalsäurelösung (20 g/l) eine Minute bei Raumtemperatur geätzt. Nach dem Spülen mit Leitungswasser wird das Bauteil zur Bildung einer Phosphat-Permanganat-Schicht bei Raumtemperatur 6,5 Minuten mit einem Bad der Firma Hydro Magnesium folgender Zusammensetzung: 100 g/l Natriumdihydrogenphosphat, 30 g/l Kaliumpermanganat, pH = 3, behandelt. Es wird dann wie in Beispiel 1 gespült und getrocknet. Durch ein luftdruckzerstäubendes Spritzverfahren erfolgt der Auftrag eines Silicon modifizierten Polyesterharzes (erhältlich von der Firma Tego Chemie unter der eingetragenen Marke "Silikoftal HTT") mit einer Schichtdicke von 30 μm. Das Harz wird bei 180°C für 20 Minuten soweit gehärtet, bis ein fester Film vorliegt. Auf die Harzschicht wird gemäß dem Beispiel 1 der Decklack appliziert.
Beispiel 4
Die Oberfläche des Magnesiumbauteils wird wie in Beispiel 1 mit einem alkalischen Reiniger gereinigt und mit Leitungswasser gespült. Anschließend wird das Bauteil mit Oxalsäure geätzt und mit einer Phosphat-Permanganat-Schicht versehen, wie in Beispiel 3 beschrieben. Es wird dann wie in Beispiel 1 gespült und getrocknet. Alsdann wird mittels kathodischer Tauchlackierung eine Schicht auf Epoxidharzbasis mit einer Schichtdicke von 25 μm abgeschieden, die bei 170°C für 20 Minuten ausgehärtet wird. Durch ein druckluftzerstäubendes Spritzverfahren erfolgt der Auftrag eines Silicon modifizierten Polyesterharzes (erhältlich von der Firma Tego Chemie unter der eingetragenen Marke "Silikoftal HTT") mit einer Schichtdicke von 30 μm. Das Harz wird bei 180°C für 20 Minuten, wie in den Beispielen vorher, wiederum soweit ausgehärtet, bis es fest ist. Auf die Harzschicht wird gemäß dem Beispiel 1 der Decklack appliziert.
Die Beispiele 1 bis 4 führten zu Lackierungen von "Class A"-Qualität auf den Magnesium-Druckgußbauteilen. Nach 400 Stunden Salzsprühtest (DIN 50021 bzw. ASTM B 117) und zehn Zyklen Wechseltest (VDA 621-415) wurden keine Unterwanderungen der Ritzspur festgestellt.

Claims

Durch Druckguss hergestelltes Metallbauteil aus einem Aluminium- oder Magnesiumwerkstoff, mit einer Lackierung, die eine haftvermittelnde Schicht auf dem Bauteil, eine die Unebenheiten der Bauteiloberfläche ausgleichende Zwischenschicht und einen Decklack aufweist, wobei die Zwischenschicht ein mit organischen Harzen modifiziertes Siliconharz ist und eine Schichtdicke von 10 μm bis 60 μm aufweist.
Metallbauteil nach Anspruch 1, bei dem das modifizierte Siliconharz durch Umsetzung von Organosiloxanen mit organischen Verbindungen gebildet wird, die funktionelle Gruppen aufweisen.
Metallbauteil nach Anspruch 2, bei dem die funktionellen Gruppen der organischen Gruppen Hydroxylgruppen sind.
Metallbauteil nach Anspruch 3, bei dem die organischen Verbindungen Epoxid-, Polyester-, Alkyd- oder Polyacrylatharze mit freien Hydroxylgruppen sind.
Metallbauteil nach Anspruch 2, bei dem die funktionellen Gruppen der organischen Verbindungen Epoxidgruppen sind.
Metallbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die modifizierte Siliconharz-Zwischenschicht auf eine Elektrotauchlackschicht auf der haftvermittelnden Schicht aufgebracht ist.
Metallbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die haftvermittelnde Schicht durch ein Konversionsverfahren gebildet wird.
Metallbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Decklack aus einer Basislackschicht und einer Klarlackschicht besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Metallbauteils nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem im Druckgussverfahren aus einem Aluminium- oder Magnesiumwerkstoff ein Bauteil hergestellt wird, auf das Bauteil eine haftvermittelnde Schicht aufgebracht wird, darauf zum Ausgleich der Unebenheiten des Bauteils eine Zwischenschicht aus einem mit organischen Harzen modifizierten Siliconharz mit einer Schichtdicke zwischen 10 μm und 60 μm aufgetragen wird und auf die Zwischenschicht ein Decklack aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem für den Decklack zunächst eine Basislackschicht und dann eine Klarlackschicht aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die modifizierte Siliconharz-Zwischenschicht vor dem Auftragen der Basislackschicht nur teilweise ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und 11, bei dem die Basislackschicht und die Klarlackschicht im Naß-in-Naß-Verfahren aufgetragen werden und die modifizierte Siliconharz-Zwischenschicht beim gemeinsamen Einbrennen der Basislack- und der Klarlackschicht weiter durchgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die haftvermittelnde Schicht durch eine Phosphat-Permanganat-Behandlung des Bauteils gebildet wird.