DE102004040259A1

DE102004040259A1 - Verfahren zum Schützen eines Bauteils vor Korrosion

Info

Publication number: DE102004040259A1
Application number: DE200410040259
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Walther
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2005-12-22

Abstract

Ein Verfahren dient zum Schützen eines mittels Umformung aus einem eisenhaltigen Blech hergestellten Bauteils vor Korrosion. Dabei wird ein Korrosionsschutzprimer eingesetzt. Erfindungsgemäß erfolgt der Auftrag des Korrosionsschutzprimers erst nach der Umformung auf das Bauteil und wird dann auf diesem ausgehärtet. Ein erfindungsgemäßes Bauteil, welches nach einem solchen Verfahren vor Korrosion geschützt wird, kann dabei insbesondere aus höchstfestem Stahl bestehen, welcher einer Warmumformung zur Herstellung des Bauteils bedarf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Bauteils vor Korrosion nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 199 51 133 A1 sowie der DE 100 22 075 A1 sind leitfähige organische Beschichtungen bekannt, welche bei der Herstellung von Stahlblechen unmittelbar auf diese beschichtet werden können. Diese Beschichtungen bilden nach dem Aushärten eine elektrisch leitfähige und schweißbare Korrosionsschutzbeschichtung. Derartige Beschichtungen werden typischerweise als Korrosionsschutzprimer bezeichnet.

Die Beschichtung der Bleche am Coil bei der Herstellung mit dem Korrosionsschutzprimer weist dabei den Nachteil auf, dass bei der anschließenden Bearbeitung der Bleche, insbesondere bei dickeren Blechen, die Seitenkanten unbeschichtet bleiben und dass bei hohen Umformgraden, beispielsweise beim Tiefziehen von Karosseriebauteilen, durch einen entsprechend hohen Abrieb der Korrosionsschutzbeschichtung der Korrosionsschutz punktuell beeinträchtigt sein kann.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, eisenhaltige Bleche, und hier insbesondere Stahlbleche, vor ihrer Verarbeitung einem Feuerverzinken zu unterziehen.

Ein derartiges Verfahren weist einen gegenüber der oben genannten Beschichtung mit dem Primer verbesserten Korrosionsschutz auf. Ähnlich wie bei dem oben genannten Verfahren ist jedoch auch hier, insbesondere bei dickeren Blechen, keine Beschichtung der Schnittkanten möglich, da ein Beschneiden der Bleche erst während der Bearbeitung, also nach dem Feuerverzinken, erfolgt. Darüber hinaus weist das Feuerverzinken den Nachteil auf, dass höchstfeste Stähle, welche einer Warmumformung unterzogen werden müssen, um ein entsprechendes Karosseriebauteil fertigen zu können, nicht feuerverzinkt werden können, da deren Festigkeitseigenschaften durch den thermischen Prozess des Feuerverzinkens beeinträchtigt werden. Bei derartigen Materialien kann daher nur das sehr viel teurere Feueraluminieren eingesetzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Schützen eines mittels Umformung aus einem eisenhaltigen Blech hergestellten Bauteils vor Korrosion zu schaffen, welches für verschiedenartige Ausgangsmaterialien eine zuverlässige Korrosionsschutzbeschichtung erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem der Korrosionsschutzprimer, welcher in an sich bekannter Weise aufgebaut sein kann, erst nach der Umformung auf das Bauteil appliziert und auf diesem ausgehärtet wird, bietet einige Vorteile.

Beispielsweise kann für Bauteile mit kleinen Stückzahlen eine deutliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit gegenüber einer Vorbeschichtung des eisenhaltigen Blechs, beispielsweise am Coil, erreicht werden.

Außerdem kann bei Bauteilen, welche eine höhere Blechdicke aufweisen, ein erheblich verbesserter Korrosionsschutz erzielt werden, da auch die Seitenkanten der Bauteile mit dem Korrosionsschutzprimer beschichtet werden. Würden dagegen ausschließlich vorbeschichtete Materialien eingesetzt, würden die Schnittkanten der typischerweise nach der Beschichtung geschnittenen Bauteile keinen zusätzlichen Korrosionsschutz erfahren, so dass damit der Korrosionsschutz an den Kanten und Aussparungen der Bauteile erheblich verschlechtert ist.

Weitere sehr vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren liegen dann vor, wenn Bauteile einen sehr hohen Umformgrad aufweisen. Dies kann sehr häufig bei Karosseriebauteilen der Fall sein. Diese erfahren dann während des Umformers aufgrund des hohen Umformgrades einen sehr starken Abrieb einer gegebenenfalls vorbeschichteten Korrosionsschutzschicht. In diesen teilweise schlecht oder gar nicht mehr geschützten Bereichen sind die Bauteile dann anfälliger gegen Korrosion. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem erst nach der Umformung der Korrosionsschutzprimer appliziert wird, kann eine derartige Anfälligkeit gegen Korrosion auch bei Bauteilen mit hohem Umformgrad vermieden werden.

Ein besonders günstiger Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet sich immer dann an, wenn die Bauteile aus höchstfesten Stählen, z.B. BTR-Stahl, bestehen, welche typischerweise warmumgeformt werden müssen. Derartige Stähle können aufgrund der Wasserstoffversprödung bei den thermischen Vor gängen des Verzinkens nicht durch diese Art der Beschichtung geschützt werden. Daher wird häufig das sehr viel teurere Feueraluminieren zum Schutz derartiger Bauteile aus höchstfesten Stählen verwendet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch eine deutlich wirtschaftlichere Art des Korrosionsschutzes für derartige Bauteile angeboten werden.

Die Beschichtung mit dem Korrosionsschutzprimer und sein anschließendes Aushärten, welches beispielsweise durch Einbrennen erfolgen kann, wird typischerweise bei Temperaturen erfolgen, welche weder eine Wasserstoffversprödung noch eine sonstige Veränderung der Eigenschaften der warmumgeformten hochfesten Stahlbauteile bedingt. Derartige Bauteile können durch das erfindungsgemäße Verfahren also sehr kostengünstig und effektiv vor Korrosion geschützt werden.

Dabei können bzw. werden sich typischerweise geeignete Reinigungsschritte nach der Umformung und vor dem Auftragen des Korrosionsschutzprimers, beispielsweise ein Entfetten, Glaskugelstrahlen oder dergleichen in den Fertigungsprozess, einreihen.

Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Aushärten des Korrosionsschutzprimers durch Einbrennen bei Temperaturen zwischen 120 und 180°C. Diese Temperaturen sorgen für eine sehr gute Aushärtung des meist organischen Korrosionsschutzprimers auf dem Bauteil. Ferner sind die Temperaturen jedoch so niedrig, dass eine Beeinflussung von Materialeigenschaften des eisenhaltigen Bleches, beispielsweise Wasserstoffversprödung oder eine Änderung des Härtezustandes bzw. des Gefüges, nicht zu befürchten ist. Mit dieser besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher die ideale Aushärtung des Korrosionsschutzprimers ohne eine Beeinträchtigung der Materialeigenschaften des eisenhaltigen Bleches erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Korrosionsschutzprimer mit einer Trockenschichtstärke von weniger als 10 μm ausgeführt. Diese sehr dünne Schichtstärke des Korrosionsschutzprimers ermöglicht eine gute Schweißbarkeit der mit dem Korrosionsschutzprimer nach der Umformung beschichteten Bauteile und stellt dennoch einen zuverlässigen Schutz vor Korrosion sicher.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung hiervon kann der Korrosionsschutzprimer außerdem Korrosionsschutzpigmente, z.B. aus Zink und Wolfram, aufweisen. Die typischerweise immer vorhandenen Zinkpigmente sorgen für den idealen Korrosionsschutz. Durch die beigemengten Wolframpigmente kann, insbesondere zusammen mit der Schichtstärke unter 10 μm, die elektrische Leitfähigkeit und Schweißbarkeit der mit dem Korrosionsschutzprimer beschichteten Bauteile sichergestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beschichtung des Bauteils nach der Umformung mit dem Korrosionsschutzprimer durch einen Sprühauftrag, beispielsweise durch das Aufsprühen des Korrosionsschutzprimers mittels pneumatischer Zerstäubung oder elektrostatischer Hochrotationsglocken-Zerstäuber. Ein derartiger Sprühauftrag stellt sicher, dass sämtliche Bereiche des umgeformten Bauteils, auch dessen Seitenkanten, mit dem Korrosionsschutzprimer dünn aber gleichmäßig und in geschlossener Schicht beschichtet werden, so dass ein idealer Korrosionsschutz eines derartigen Bauteils sichergestellt sein kann.

Gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung der Erfindung kann das Bauteil bzw. das Blech, aus welchem das Bauteil umgeformt wird, außerdem eine entsprechend vorbehandelte Oberfläche aufweisen, wobei eine chromatfrei vorbehandelte Oberfläche aufgrund von Umweltanforderungen zu bevorzugten ist. Auf die derartig vorbehandelte Oberfläche wird dann nach der Umformung der Korrosionsprimer aufgetragen, wobei sich selbstverständlich auch hier wieder geeignete Reinigungsschritte vor dem Auftragen des Korrosionsschutzprimers in den Fertigungsprozess, einreihen können.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus durch ein Bauteil, insbesondere ein Karosseriebauteil, gelöst, welches aus einem Stahlblech hergestellt und nach einem der oben genannten Verfahren auch korrosionsgeschützt wird.

Insbesondere kann gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung des Bauteils dieses aus einem hochfesten Stahl, welcher zur Herstellung beispielsweise eines Karosseriebauteils durch Pressen warm umgeformt werden muss, verwendet werden. Die damit verbundenen Vorteile ergeben sich analog zu dem bei der Beschreibung des Verfahrens bereits Ausgeführten.

Claims

Verfahren zum Schützen eines mittels Umformung aus einem eisenhaltigen Blech hergestellten Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils, vor Korrosion, wobei ein Korrosionsschutzprimer eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzprimer nach der Umformung auf das Bauteil appliziert und auf diesem ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushärtung durch Einbrennen bei 120 bis 180°C erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzprimer mit einer Trockenschichtstärke von weniger als 10 Mikrometern ausgeführt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzprimer durch einen Sprühauftrag appliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzprimer Korrosionsschutzpigmente, insbesondere zumindest Zink- und Wolframpartikel, enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzprimer auf eine chromatfrei vorbehandelte Oberfläche aufgebracht wird.
Bauteil, insbesondere Karosseriebauteil, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Stahlblech hergestellt und nach zumindest einem der oben vorangegangenen Verfahren vor Korrosion geschützt ist.
Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem höchstfesten Stahlblech, welches warmumgeformt werden muss, hergestellt ist.