DE102012112394A1

DE102012112394A1 - Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Magnesiumbauteils

Info

Publication number: DE102012112394A1
Application number: DE201210112394
Authority: DE
Inventors: Dieter Jungert; Daniel Gänzler; Simon Alexander Maurer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Bauteils aus einem Magnesiumwerkstoff, wobei das Bauteil (11) aus dem Magnesiumwerkstoff im Bereich mindestens einer zu beschichtenden Oberfläche (10) mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Magnesiumbauteils.
In Kraftfahrzeugen kommen zur Gewichtsreduktion zunehmend Bauteile zum Einsatz, die aus einem Magnesiumwerkstoff gefertigt sind. So ist es bekannt, Interieurbauteile, wie zum Beispiel Kraftfahrzeugsitze, aus einem Magnesiumwerkstoff zu fertig. Ebenso ist es bekannt, Exterieurbauteile aus einem Magnesiumwerkstoff herzustellen. Um an Oberflächen des Magnesiumbauteils einen definierten Korrosionsschutz und/oder eine definierte Dekorfunktion bereitzustellen, ist es weiterhin bekannt, Magnesiumbauteile zu beschichten.
Nach der Praxis kommt zur Beschichtung von Magnesiumbauteilen entweder das Lackieren oder Galvanisieren zum Einsatz. Beim Lackieren mit Hilfe einer kathodischen Tauchlackierung besteht das Problem, dass das Magnesiumbauteil infolge seiner hohen Elektronegativität als Anode wirkt und sich beim galvanischen Tauchlackieren ohne entsprechende Vorbehandlung auflösen würde. Daher muss zum kathodischen Tauchlackieren ein Magnesiumwerkstoff vorab passiviert werden. Auch beim Galvanisieren eines Magnesiumbauteils besteht ein ähnliches Problem, weshalb ein Magnesiumbauteil vor dem Galvanisieren vorab mit einer Kupfer- oder Nickelschicht versehen werden muss.
Die aus der Praxis bekannten Verfahren zum Beschichten von Magnesiumbauteilen sind aufwendig und teuer. Es besteht daher ein Bedarf an einem einfachen Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Magnesiumbauteils.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Magnesiumbauteils zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird das Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff im Bereich mindestens einer zu beschichtenden Oberfläche mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet. Dann, wenn ein Bauteil aus einem Magnesiumwerkstoff durch thermisches Spritzen beschichtet wird, kann auf magnesiumspezifische Vorbehandlungsschritte, wie sie beim Lackieren oder Galvanisieren erforderlich sind, verzichtet werden. Mit der Erfindung ist es möglich, ein Magnesiumbauteil einfach und kostengünstig zu beschichten.
Vorzugsweise wird ein Magnesiumgussbauteil, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Interieurbauteil aus einem Magnesiumgusswerkstoff, mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet. Die Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Interieurbauteils aus einem Magnesiumgusswerkstoff ist besonders bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird das zu beschichtende Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff zumindest im Bereich der oder jeder zu beschichtenden Oberfläche vor dem Beschichten einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen. Dann, wenn das zu beschichtende Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff vor dem thermischen Spritzen einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird, kann die Vernetzungsdichte des Magnesiumbauteils aktiviert und dessen Oberfläche vergrößert werden. So kann eine bessere Haftung der Beschichtung auf dem zu beschichtenden Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff gewährleistet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird nach dem Beschichten des Bauteils dasselbe zumindest im Bereich der oder jeder beschichteten Oberfläche versiegelt. Vorzugsweise wird das beschichtete Bauteil vor dem Versiegeln zumindest im Bereich der oder jeder beschichteten Oberfläche einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen. Über die Versiegelung der über thermisches Spritzen beschichteten Oberfläche kann ein Schutz für die Beschichtung bereitgestellt werden. Mit Hilfe der vor dem Versiegeln auszuführenden, weiteren mechanischen Oberflächenbehandlung können gezielt Dekoreffekte bereitgestellt werden.
Das zu beschichtende Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff wird mit Hilfe von thermischem Spritzen mit einer metallischen und/oder keramischen und/oder polymeren Beschichtung beschichtet. Falls als Magnesiumbauteil ein Interieurbauteil eines Kraftfahrzeuges zu beschichten ist, erfolgt die Beschichtung typischerweise durch eine Mischbeschichtung aus einem metallischen und polymeren Werkstoff. Hierdurch können besonders vorteilhafte Dekoreffekte ausgebildet werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematisierte Darstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines beschichteten Bauteils aus einem Magnesiumwerkstoff.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Bauteils aus einem Magnesiumwerkstoff.
Im Sinne der Erfindung wird ein beschichtetes Bauteil aus einem Magnesiumwerkstoff dadurch bereitgestellt, dass ein zu beschichtendes Bauteil aus dem Magnesiumwerkstoff mit Hilfe von thermischem Spritzen im Bereich mindestens einer zu beschichtenden Oberfläche beschichtet wird.
Das Beschichten eines Magnesiumbauteils mit Hilfe von thermischem Spritzen verfügt über den Vorteil, dass die Beschichtung ohne magnesiumspezifische Vorbehandlungen des zu beschichtenden Bauteils erfolgen kann. Das Beschichten kann demnach einfach und kostengünstig durchgeführt werden.
Vorzugsweise dient das erfindungsgemäße Verfahren dem Beschichten eines Magnesiumgussbauteils. Bei einem solchen Magnesiumgussbauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Interieurbauteil eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt stark schematisiert ein an einer Oberfläche 10 zu beschichtendes Bauteil aus einem Magnesiumwerkstoff, wobei auf diese Oberfläche 10 des Bauteils aus dem Magnesiumwerkstoff eine Beschichtung 12 über thermisches Spritzen aufgebracht wird.
Zum Beschichten des Bauteils 11 wird das Bauteil 11 aus dem Magnesiumwerkstoff zumindest im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche 10 vor dem Beschichten einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Vernetzungsdichte des Bauteils 11 zu aktivieren und dessen Oberfläche zu vergrößern.
Diese mechanische Oberflächenbehandlung, die vor dem thermischen Spritzen erfolgt, wird vorzugsweise über Strahlen durchgeführt. So ist es möglich, die zu beschichtende Oberfläche 10 des Bauteils 11 aus dem Magnesiumwerkstoff vor dem Beschichten, zum Beispiel einem Kugelstrahlen mit Glaskugeln bzw. Glasperlen oder Keramikkugeln bzw. Keramikperlen zu unterziehen. Alternativ oder zusätzlich zum Strahlen kann die Oberfläche über Schleifen oder Polieren oder Bürsten vorbehandelt werden.
Die mechanische Oberflächenbehandlung vor dem thermischen Spritzen erhöht die Haftfestigkeit der durch thermisches Spritzen aufgebrachten Beschichtung 12.
Vorzugsweise wird das zu beschichtende Bauteil 11 vor dieser mechanischen Oberflächenbehandlung und damit auch vor dem thermischen Spritzen in einem Reinigungsschritt zumindest im Bereich der oder jeder zu beschichtenden Oberfläche 12 entölt und entfettet wird. Dies erhöht die Beschichtungsqualität weiter.
Anschließend an die mechanische Oberflächenbehandlung wird die mit Hilfe der mechanischen Oberflächenbehandlung vorbehandelte Oberfläche 10 über thermisches Spritzen beschichtet, wobei 1 einen Spritzbrenner 13 zeigt, mit Hilfe dessen der Beschichtungswerkstoff 14 der auszubildenden Beschichtung 12 auf die Oberfläche 10 des zu beschichtenden Bauteils 11 aufgetragen wird. Hierbei kann zwischen dem Spritzbrenner 13 und dem zu beschichtenden Bauteil 11 eine Relativbewegung ausgebildet werden.
Als Beschichtungswerkstoff zur Ausbildung der Beschichtung 12 wird auf die Oberfläche 10 des Magnesiumbauteils 11 vorzugsweise eine metallische und/oder keramische und/oder polymere Beschichtung aufgebracht.
Dann, wenn die Beschichtung 12 des Magnesiumbauteils 11 einer Dekorfunktion an einem Kraftfahrzeug-Interieurbauteil dient, ist die Beschichtung 12 vorzugsweise als Mischbeschichtung aus einem metallischem Werkstoff und einem polymeren Werkstoff ausgeführt.
Im Anschluss an das Beschichten der Oberfläche 10 des Magnesiumbauteils 11 mit der Beschichtung 12 erfolgt vorzugsweise ein Versiegeln des beschichteten Bauteils im Bereich der oder jeder beschichteten Oberfläche 12, wobei vor dem Versiegeln die beschichtete Oberfläche vorzugsweise einer weiteren mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird. Bei dieser weiteren mechanischen Oberflächenbehandlung handelt es sich vorzugsweise um ein Schleifen oder Bürsten oder Polieren, um einen definierten Dekoreffekt auszubilden.
Das Versiegeln der beschichteten und mechanisch vorbehandelten Oberfläche 12 des beschichteten Bauteils 11 aus dem Magnesiumwerkstoff kann zum Beispiel über einen PVD-Prozess erfolgen. Als Siegelschicht kann ein Klarlack in Form eines Nasslacks oder Pulverlacks aufgetragen werden. Alternativ ist es möglich, als Versiegelungsschicht eine keramische Aluminiumoxidschicht über thermisches Spritzen auf die oder jede beschichtete Oberfläche 12 des Bauteils 11 oder eine Harzschicht bzw. Wachsschicht aufzutragen. Das Versiegeln dient der Ausbildung einer Schutzschicht, insbesondere einer Korrosionsschutzschicht.
Die hier vorliegende Erfindung schlägt demnach ein Verfahren vor, ein Bauteil aus einem Magnesiumwerkstoff über thermisches Spritzen, wie zum Beispiel Flammspritzen, zu beschichten. Bei dem zu beschichtenden Magnesiumbauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Magnesiumgussbauteil, insbesondere um ein sogenanntes Magnesium-Thixo-Molding-Bauteil.
Vor dem eigentlichen Beschichten des Bauteils 11 wird die Oberfläche 10 einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen. Nach dem Beschichten wird die Beschichtung vorzugweise einer weiteren mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen, um dieselbe anschließend zu versiegeln.
Mit der Erfindung kann der Aufwand zum Beschichten eines Magnesiumbauteils deutlich verringert werden. Es können an einem Magnesiumbauteil sehr harte und kratzfeste und demnach verschleißbeständige Oberflächeneigenschaften ausgebildet werden. Weiterhin ist es möglich, an einem Magnesiumbauteil einen Korrosionsschutz auszubilden. Auf magnesiumspezifische Vorbehandlungsschritte, die beim Beschichten mittels Lackieren oder Galvanisieren erforderlich sind, kann mit der Erfindung verzichtet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Bauteils aus einem Magnesiumwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (11) aus dem Magnesiumwerkstoff im Bereich mindestens einer zu beschichtenden Oberfläche (10) mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnesiumgussbauteil (11) mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftfahrzeug-Interieurbauteil (11) mit Hilfe von thermischem Spritzen beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Bauteil (11) aus dem Magnesiumwerkstoff zumindest im Bereich der oder jeder zu beschichtenden Oberfläche (10) vor dem thermischen Spritzen einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede zu beschichtenden Oberfläche (10) einem Strahlen unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Bauteil (11) vor der mechanischen Oberflächenbehandlung in einem Reinigungsschritt zumindest im Bereich der oder jeder zu beschichtenden Oberfläche (10) entölt und entfettet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Bauteil (11) aus dem Magnesiumwerkstoff mit Hilfe von thermischem Spritzen mit einer metallischen und/oder keramischen und/oder polymeren Beschichtung (12) beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung eine Dekorbeschichtung und/oder Korrosionsschutzbeschichtung mit Hilfe von thermischem Spritzen auf die oder jede zu beschichtende Oberfläche (10) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beschichten des Bauteils (11) dasselbe zumindest im Bereich der oder jeder beschichteten Oberfläche (12) versiegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Bauteil (11) vor dem Versiegeln zumindest im Bereich der oder jeder beschichteten Oberfläche (12) einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede beschichtete Oberfläche (12) einem Schleifen oder Bürsten unterzogen wird.