DE102010033785A1 - Verfahren zum Beschichten von Substraten auf Magnesiumbasis - Google Patents

Verfahren zum Beschichten von Substraten auf Magnesiumbasis Download PDF

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Abstract

Magnesiumbasis umfasst, dass ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms an das Substrat angelegt wird und nach dem Anlegen das Substrat in einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird. Nach dem Eintauchen wird ein zwn dem Substrat und einer Gegenelektrode angelegt, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat abzuscheiden. Das zweite Potenzial ist größer als das erste Potenzial. Das Verfahren umfasst auch, dass die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film zu bilden und dadurch das Substrat zu beschichten. Ein Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem umfasst das Substrat auf Magnesiumbasis und den ausgehärteten Film, der auf dem Substrat abgeschieden ist und aus der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist. Das Substrat weist eine negative Ladung von einem angelegten ersten Potenzial eines elektrischen Stroms von ≤ ungefähr 40 V vor dem Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf. Das Substrat auf Magnesiumbasis ist im Wesentlichen frei von einer Magnesiumauflösung, wenn es in Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung steht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Beschichten eines Substrats und im Spezielleren das Elektrotauchbeschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Magnesium und Magnesiumlegierungen bieten eine Kombination aus geringem spezifischen Gewicht und exzellenter Festigkeit für Anwendungen wie z. B. Fahrzeugkarosserien und -komponenten. Allerdings erfahren Magnesium und Magnesiumlegierungen in feuchten Umgebungen Oxidations- und andere korrosive Reaktionen. Aus diesem Grund sind Substrate auf Magnesiumbasis oft mit einer Beschichtung beschichtet, die aus einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist. Solche Beschichtungen können auf dem Substrat mittels elektrochemischen Abscheidens wie z. B. Elektrotauchbeschichten abgeschieden werden, um Oxidations- und korrosive Reaktionen zu minimieren.
  • Es ist jedoch problematisch, dass sich Magnesium oft in Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzungen auflöst, insbesondere in Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzungen mit einem pH von weniger als 11. Bei Substraten auf Magnesiumbasis besteht insbesondere während des anfänglichen Eintauchens in die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung die Gefahr einer Magnesiumauflösung, da das Substrat gegebenenfalls noch nicht kathodisch geschützt sein kann. Die Magnesiumauflösung produziert Korrosionsprodukte wie z. B. Mg2+, OH– und H2, welche den pH der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung weiter erhöhen.
  • Außerdem kann sich Magnesiumhydroxid, das aus Mg2+ und OH– gebildet ist, außerhalb der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzungen absetzen und die Zusammensetzung für ein fortgesetztes Elektrotauchlackieren ungeeignet machen. Solch eine Verschmutzung bzw. ein Fouling und der notwendige Austausch der restlichen Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung sind im industriellen Maßstab kostspielig und zeitaufwändig.
  • Schließlich können Korrosionsprodukte und Magnesiumhydroxid auch zu einer reduzierten Qualität der auf dem Substrat abgeschiedenen Beschichtung beitragen, was wiederum Oxidations- und andere korrosive Reaktionen des Substrats unter feuchten Bedingungen beschleunigen kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis umfasst, dass ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms an das Substrat auf Magnesiumbasis angelegt wird und nach dem Anlegen das Substrat auf Magnesiumbasis in einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird. Nach dem Eintauchen wird ein zweitens Potenzial eines elektrischen Stroms zwischen dem Substrat auf Magnesiumbasis und einer Gegenelektrode angelegt, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abzuscheiden. Das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms ist größer als das erste Potenzial eines elektrischen Stroms. Das Verfahren umfasst auch, dass die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film zu bilden und dadurch das Substrat auf Magnesiumbasis zu beschichten.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis, dass ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 5 V an das Substrat auf Magnesiumbasis angelegt wird und das Substrat auf Magnesiumbasis nach dem Anlegen in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird. Nach dem Eintauchen wird ein zweites Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 220 bis 240 V zwischen dem Substrat auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode angelegt, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abzuscheiden. Das Verfahren umfasst auch, dass die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film zu bilden und dadurch das Substrat auf Magnesiumbasis zu beschichten.
  • Ein Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem umfasst ein Substrat auf Magnesiumbasis und einen ausgehärteten Film, der auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abgeschieden ist und aus einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist. Das Substrat auf Magnesiumbasis weist eine negative Ladung von einem angelegten ersten Potenzial eines elektrischen Stroms von kleiner oder gleich ungefähr 40 V vor dem Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf. Das Substrat auf Magnesiumbasis ist im Wesentlichen frei von einer Magnesiumauflösung, wenn es in Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung steht.
  • Die Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung minimieren die Magnesiumauflösung von Substraten auf Magnesiumbasis während des Elektrotauchlackierens. Daher minimieren die Verfahren auch das Fouling und den Austausch von Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzungen während der Herstellung. Des Weiteren sind die Verfahren kostengünstig und kompatibel mit herkömmlichen Anlagen zur elektrochemischen Abscheidung. Schließlich stellen die Verfahren und das System einen exzellent ausgehärteten Film auf einem Substrat auf Magnesiumbasis bereit, um das Substrat vor Oxidations- und anderen korrosiven Reaktionen in feuchten Umgebungen zu schützen.
  • Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystems, das ein Substrat auf Magnesiumbasis und einen ausgehärteten Film, der auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abgeschieden ist, umfasst.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Es sind hierin Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis und ein Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem offenbart. Die Verfahren und das System können für Anwendungen nützlich sein, welche Schutzbeschichtungen benötigen, wie z. B. Fahrzeugkarosserien und -komponenten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung auch für andere Anwendungen nützlich sein können, die beschichtete Substrate benötigen, wie z. B. Bau- und Landwirtschaftsgeräte, Apparate, Metallmöbel, Metalldächer, Nahrungsmittelbehälter, Elektroschaltgeräte, Befestigungselemente, Leiterplatten, Räder und Heizungs-, Lüftungs- und Kühlanlagen.
  • Die Verfahren sind unter Bezugnahme auf das Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem beschrieben, das allgemein bei 10 in 1 gezeigt ist. Im Speziellen umfasst ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats 12 auf Magnesiumbasis, dass ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms an das Substrat 12 auf Magnesiumbasis angelegt wird, und nach dem Anlegen des ersten Potenzials das Substrat 12 auf Magnesiumbasis in einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird.
  • Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann eine elektrische Ladung leiten und kann aus einem beliebigen geeigneten Material auf Magnesiumbasis gebildet sein. Zum Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis aus einem Metall gebildet sein. Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann eine Magnesiumlegierung sein wie z. B. Aluminium-Magnesium und Aluminium-Mangan-Magnesium, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Geeignete Magnesiumlegierungen können eine Mikrostruktur umfassen, die eine primäre Phase aus einer festen Lösung in Magnesium und eine oder mehrere sekundäre Phasen aufweist, welche Legierungsbestandteile umfassen. Zum Beispiel kann die sekundäre Phase Legierungsbestandteile wie z. B. Aluminium, Calcium, Strontium, Mangan, Zink und Kombinationen davon umfassen.
  • Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann zumindest 1 Gewichtsteil Magnesium auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Substrats 12 auf Magnesiumbasis umfassen. Zum Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis üblicherweise bis zu etwa 10 Gewichtsteile der Legierungsbestandteile auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Substrats 12 auf Magnesiumbasis umfassen, wobei der Rest Magnesium ist. Geeignete Beispiele von Substraten 12 auf Magnesiumbasis umfassen die Magnesiumlegierung AM50 und die Magnesiumlegierung AZ91.
  • Vor dem Eintauchen des Substrats 12 auf Magnesiumbasis in die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung kann das erste Potenzial eines elektrischen Stroms mithilfe eines beliebigen geeigneten Verfahrens an das Substrat 12 auf Magnesiumbasis angelegt werden. Zum Beispiel kann das erste Potenzial über ein Übertragungselement wie z. B. eine Transporteinrichtung, einen Arm, einen Draht oder eine Krokodilklemme, die an einer Leistungsquelle befestigt ist, direkt an das Substrat 12 auf Magnesiumbasis angelegt werden. Zur Erleichterung der Anwendung kann der elektrische Strom ein Gleichstrom sein.
  • Das erste Potenzial eines elektrischen Stroms kann derart gewählt sein, dass es eine Magnesiumauflösung des Substrats 12 auf Magnesiumbasis während des Beschichtens, d. h. während des Eintauchens in und Abscheidens durch die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung, minimiert, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt. Das heißt, ohne zu beabsichtigen, durch eine Theorie eingeschränkt zu sein, geht man davon aus, dass das angelegte erste Potenzial eines elektrischen Stroms die Auflösung von Magnesium in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung beherrscht. Das erste Potenzial eines elektrischen Stroms wird an das Substrat 12 auf Magnesiumbasis angelegt, bevor das Substrat 12 in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird, um das Substrat 12 auf Magnesiumbasis zu schützen.
  • Im Spezielleren schützt das erste Potenzial eines elektrischen Stroms vor einer Magnesiumauflösung, wenn das Substrat 12 auf Magnesiumbasis noch nicht kathodisch und/oder beschichtungsgeschützt ist.
  • In einem Beispiel kann das erste Potenzial eines elektrischen Stroms weniger oder gleich ungefähr 40 V betragen. In einem weiteren Beispiel kann das erste Potenzial eines elektrischen Stroms weniger oder gleich ungefähr 10 V betragen. Im Spezielleren kann das erste Potenzial eines elektrischen Stroms weniger oder gleich ungefähr 5 V betragen. Bei solchen Spannungen, z. B. einer Spannung von weniger oder gleich ungefähr 40 V, ist das Substrat 12 auf Magnesiumbasis beim Eintritt in die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung geschützt. Somit kann das erste Potenzial als ein Anti-Auflösungspotenzial bezeichnet werden.
  • Es sollte einzusehen sein, dass das Verfahren auch umfassen kann, dass das Substrat 12 auf Magnesiumbasis vorbehandelt wird, bevor das erste Potenzial eines elektrischen Stroms angelegt wird. Die Vorbehandlung kann z. B. eine Vorreinigung, ein Abspülen, ein Konditionieren und/oder ein Versiegeln des Substrats 12 auf Magnesiumbasis umfassen. Im Spezielleren kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis gereinigt werden, bevor eine Umwandlungsschicht auf das Substrat 12 auf Magnesiumbasis aufgebracht wird. Zum Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis mit einer anorganischen Phosphatbeschichtung wie z. B. Zink- oder Eisenphosphat vorbehandelt werden.
  • Zur Vorbereitung auf das Eintauchen kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung in einem Gefäß bereitgestellt werden, das entsprechend dimensioniert ist, um das Substrat 12 auf Magnesiumbasis, eine ausreichende Menge der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung und eine Transporteinrichtung aufzunehmen. Zum Beispiel kann das Gefäß ein Tauchbehälter sein, der ausgebildet ist, um eine Fahrzeugrohkarosserie oder eine auf einer Transporteinrichtung angeordnete Komponente eines Fahrzeuges einzutauchen. Für Beförderungsanwendungen kann das Gefäß bis zu ungefähr 360 m3 der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung enthalten. Das Gefäß kann eine Gegenelektrode umfassen, die ausgebildet ist, um ein zweites Potenzial eines elektrischen Stroms anzulegen, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt.
  • Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann mittels eines beliebigen geeigneten Prozesses in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht werden. Zum Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis durch die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung befördert, in sie eingetaucht, mit ihr in Kontakt gebracht und/oder in ihr untergetaucht werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „eingetaucht” auf zumindest einen anfänglichen Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung. Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann auch vollständig in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht werden. Daher wird, wie oben stehend dargelegt, das Substrat 12 auf Magnesiumbasis eingetaucht, nachdem das erste Potenzial eines elektrischen Stroms angelegt wurde.
  • Für Beförderungsanwendungen kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis durch die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung beföredrt werden, um so eine ausreichende Verweildauer in dem Gefäß vorzusehen, um eine Beschichtung mit ausreichender Dicke und Korrosionsbeständigkeit zu produzieren, wie unten stehend in größerem Detail dargelegt. Zum Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis in der Elektrotauchlackierungsbeschtungszusammensetzung für eine Verweildauer von etwa einigen wenigen Sekunden bis etwa 3 Minuten, typischerweise von etwa 1 Minute bis etwa 2,5 Minuten eingetaucht werden.
  • Die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung kann eine beliebige geeignete Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung sein, die auf dem technischen Gebiet bekannt ist. Zum Beispiel kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung epoxydbasiert oder acrylbasiert sein. Des Weiteren kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung Urethan-, Harnstoff-, Melamin-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd-, Harnstoff-Formaldehyd und/oder Acrylamid-Formaldehyd-Vernetzungsmittel umfassen. Außerdem kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung Polymerfeststoffe umfassen, die in entionisiertem Wasser dispergiert sind, und die Polymerfeststoffe können zu. B. ein oder mehrere Harze und/oder Pigmente umfassen. Allgemein kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung als eine kathodische Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung kategorisiert werden.
  • Nach dem Eintauchen wird ein zweitens Potenzial eines elektrischen Stroms zwischen dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode angelegt, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abzuscheiden. Das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms ist größer als das erste Potenzial eines elektrischen Stroms. In einem Beispiel kann das erste Potenzial eines elektrischen Stroms kleiner als oder gleich ungefähr ein/em Viertel des zweiten Potenzials eines elektrischen Stroms sein.
  • Das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms, das zwischen dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode angelegt wird, kann ungefähr 220 bis 240 V betragen. Im Allgemeinen kann das zweite Potenzial in Übereinstimmung mit der gewünschten Filmdicke der Beschichtung gewählt sein, die auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abgeschieden wird. Somit kann das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms als ein Abscheidungspotenzial bezeichnet werden.
  • Im Speziellen kann, nachdem das Substrat 12 auf Magnesiumbasis in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wurde, das angelegte zweite Potenzial eines elektrischen Stroms von dem ersten Potenzial von z. B. weniger oder gleich ungefähr 40 V auf ungefähr 220 bis 240 V ansteigen. Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann eine Kathode sein und die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung elektrisch anziehen. Im Spezielleren bewirkt das angelegte zweite Potenzial von ungefähr 220 bis 240 V, dass das Elektrotauchlackierungsbeschichtungsmaterial an dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis haftet. Das heißt, dass, da sich Materialien mit entgegengesetzten elektrischen Ladungen anziehen, das negativ geladene Substrat 12 auf Magnesiumbasis die positiv geladene Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung anzieht, die sich dann auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abscheidet, um einen Film zu bilden, der eine gewünschte Dicke aufweist. Sobald die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung die gewünschte Dicke erreicht, lässt die Anziehung nach und die Abscheidung ist komplett.
  • Das Verfahren umfasst auch, dass die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film 14 zu bilden und dadurch das Substrat 12 auf Magnesiumbasis zu beschichten. Das heißt, nachdem das Substrat 12 auf Magnesiumbasis die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung verlässt, kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis erwärmt, z. B. gebrannt, werden, um die Polymere zu vernetzen und ein Ausgasen der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung zuzulassen. Eine Aushärtungstemperatur kann in Übereinstimmung mit der Formulierung der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung und der/den gewünschten Herstellungszeit -und kosten gewählt sein.
  • Es sollte einzusehen sein, dass das Verfahren auch umfassen kann, dass das Substrat 12 auf Magnesiumbasis vor dem Aushärten gespült wird. Das heißt, das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann gespült werden, um jegliche nicht abgeschiedene Elektrotauchlackierungsbe schichtungszusammensetzung von dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis zu entfernen, bevor die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird. Im Spezielleren verlangsamt sich, sobald sich die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abscheidet, die Abscheidung auf Grund eines Isoliereffektes der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung allmählich. Wenn das Substrat 12 auf Magnesiumbasis die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung verlässt, können Feststoffe an dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis hängen und ein Spülen erforderlich machen, um ein ästhetisches Erscheinungsbild auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis vorzusehen. Solche abgespülten Feststoffe können dann in die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung zurückgeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis 12, dass ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 5 V an das Substrat 12 auf Magnesiumbasis angelegt wird, und nach dem Anlegen des ersten Potenzials das Substrat 12 auf Magnesiumbasis in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht Wird. Nach dem Eintauchen wird ein zweites Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 220 bis 240 V zwischen dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode angelegt, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abzuscheiden. Das heißt, das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann eine Kathode sein und die positiv geladene Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung für eine Abscheidung auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis anziehen. Das Verfahren umfasst auch, dass die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um den ausgehärteten Film 14 zu bilden und dadurch das Substrat 12 auf Magnesiumbasis zu beschichten.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Zeichnung ist ein Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem allgemein bei 10 in 1 gezeigt. Das Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem 10 umfasst das Substrat 12 auf Magnesiumbasis. In einem Beispiel kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis eine Fahrzeugkarosserie sein. Das heißt, das Substrat 12 auf Magnesiumbasis kann eine Fahrzeugrohkarosserie sein, die noch keine Verkleidungs- und Antriebskomponenten umfasst. Alternativ kann das Substrat 12 auf Magnesiumbasis eine Fahrzeugkomponente wie z. B. ein Karosserieblech, ein Türblech, ein Kofferraumdeckel oder ein Dach sein.
  • Das Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem 10 umfasst auch den ausgehärteten Film 14, der auf dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis abgeschieden und aus der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist. Die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung kann kathodisch abscheidbar sein. Anders ausgedrückt kann die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung positiv geladen sein, um sich auf dem negativ geladenen Substrat 12 auf Magnesiumbasis, d. h. der Kathode, abzuscheiden. Des Weiteren kann der ausgehärtete Film 14, der aus der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist, eine Filmdicke von 0,05 bis 2 mils aufweisen. Wie hierin verwendet, entspricht 1 mil 0,0254 Millimeter.
  • Das Substrat 12 auf Magnesiumbasis weist eine negative Ladung von dem angelegten ersten Potenzial eines elektrischen Stroms von weniger oder gleich ungefähr 40 V vor dem Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf. Des Weiteren ist das Substrat 12 auf Magnesiumbasis im Wesentlichen frei von einer Magnesiumauflösung, wenn es in Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung steht. Ohne zu beabsichtigen, durch die Theorie eingeschränkt zu sein, reicht, da das Gleichgewichtspotenzial von Magnesium etwa –2,4 V NHE (von normal hydrogen electrode = Normalwasserstoffelektrode,) beträgt und ein offenes Stromkreispotenzial der Gegenelektrode in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung allgemein nicht stärker positiv ist als 1 V NHE, das erste Potenzial zwischen dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode aus, um jegliche anodische Magnesiumauflösung des Substrats auf Magnesiumbasis 12 in der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung zu minimieren, wenn nicht im Wesentlichen zu verhindern. Außerdem reicht das erste Potenzial aus, um jeglichen galvanischen Effekt zwischen dem Substrat 12 auf Magnesiumbasis und anderen Stahl- oder Aluminiumlegierungskomponenten zu minimieren, wenn nicht im Wesentlichen zu unterdrücken. Daher wird das Substrat 12 auf Magnesiumbasis des Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystems 10 infolge des Anlegens des ersten Potenzials nicht galvanisch korrodiert. Darüber hinaus ist der ausgehärtete Film 14 nicht anodisch in Bezug auf das Substrat 12 auf Magnesiumbasis und er wird in feuchten Umgebungen nicht durch elektrochemische Korrosion selbstverzehrend verbraucht.
  • Die Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung minimieren die Magnesiumauflösung der Substrate auf Magnesiumbasis 12 während des Elektrotauchlackierens. Daher minimieren die Verfahren auch das Fouling und den Austausch von Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzungen während der Herstellung. Die Verfahren sind kostengünstig und kompatibel mit herkömmlichen Anlagen zur elektrochemischen Abscheidung. Schließlich stellen die Verfahren und das System einen exzellent ausgehärteten Film auf einem Substrat 12 auf Magnesiumbasis bereit, um das Substrat 12 vor Oxidations- und anderen korrosiven Reaktionen in feuchten Umgebungen zu schützen.
  • Während die besten Arten, die Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, wird ein Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges der beiliegenden Ansprüche praktisch umzusetzen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms an das Substrat auf Magnesiumbasis angelegt wird; nach dem Anlegen das Substrat auf Magnesiumbasis in einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird; nach dem Eintauchen ein zweites Potenzial eines elektrischen Stroms zwischen dem Substrat auf Magnesiumbasis und einer Gegenelektrode angelegt wird, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abzuscheiden; wobei das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms größer ist als das erste Potenzial eines elektrischen Stroms; und die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film zu bilden und dadurch das Substrat auf Magnesiumbasis zu beschichten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Potenzial eines elektrischen Stroms kleiner oder gleich ungefähr einem Viertel des zweiten Potenzials eines elektrischen Stroms ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das erste Potenzial eines elektrischen Stroms kleiner oder gleich ungefähr 40 V ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Potenzial eines elektrischen Stroms, das zwischen dem Substrat auf Magnesiumbasis und der Gegenelektrode angelegt ist, ungefähr 220 bis 240 V beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat auf Magnesiumbasis eine Kathode ist.
  6. Verfahren zum Beschichten eines Substrats auf Magnesiumbasis, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein erstes Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 5 V an das Substrat auf Magnesiumbasis angelegt wird; nach dem Anlegen das Substrat auf Magnesiumbasis in einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung eingetaucht wird; nach dem Eintauchen ein zweites Potenzial eines elektrischen Stroms von ungefähr 220 bis 240 V zwischen dem Substrat auf Magnesiumbasis und einer Gegenelektrode angelegt wird, um die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abzuscheiden; und die Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung ausgehärtet wird, um einen ausgehärteten Film zu bilden und dadurch das Substrat auf Magnesiumbasis zu beschichten.
  7. Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem, welches umfasst: ein Substrat auf Magnesiumbasis; und einen ausgehärteten Film, der auf dem Substrat auf Magnesiumbasis abgeschieden ist und aus einer Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung gebildet ist; wobei das Substrat auf Magnesiumbasis eine negative Ladung von einem angelegten ersten Potenzial eines elektrischen Stroms von weniger oder gleich ungefähr 40 V vor dem Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung aufweist; wobei das Substrat auf Magnesiumbasis im Wesentlichen frei von einer Magnesiumauflösung ist, wenn es in Kontakt mit der Elektrotauchlackierungsbeschichtungszusammensetzung steht.
  8. Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem nach Anspruch 7, wobei der ausgehärtete Film eine Filmdicke von 0,05 bis 2 mils aufweist.
  9. Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem nach Anspruch 7, wobei das Substrat auf Magnesiumbasis eine Fahrzeugkarosserie ist.
  10. Elektrotauchlackierungsbeschichtungssystem nach Anspruch 7, wobei das Substrat auf Magnesiumbasis eine Komponente eines Fahrzeuges ist.
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