DE19700319B4

DE19700319B4 - Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie und lackierte Karosserie

Info

Publication number: DE19700319B4
Application number: DE19700319A
Authority: DE
Inventors: Klaus Rieck; Jan Werner Langer; Klaus-Peter Herold
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2017-01-09
Also published as: DE19700319A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie oder Teilkarosserie mit den Schritten:
Herstellen eines Metallbandes;
Heraustrennen von Blechteilen aus dem Metallband;
Umformen der Blechteile zu Karosserieteilen,
wobei teilweise Metallband verarbeitet wird, welches mit einem im verfestigten Zustand für elektrischen Strom leitfähigen Korrosionsschutzlack beschichtet wurde, wobei dieser Korrosionsschutzlack zinkfrei ist und als Leitfähigkeitskomponente nicht Zink enthält und wobei die Karosserie oder die Teilkarosserie nach der Beschichtung mit dem Korrosionsschutzlack einer Elektrotauchlackierung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Teile der Karosserie oder Teilkarosserie als Einzelteile, nicht jedoch die ganze Karosserie oder Teilkarosserie mit der leitfähigen Korrosionsschutzlackierung beschichtet werden, danach zu der Karosserie oder Teilkarosserie zusammengefügt werden, und danach die montierte Karosserie oder Teilkarosserie der Elektrotauchlackierung unterzogen wird, bei der die mit der leitfähigen Korrosionsschutzlackierung überzogenen Bereiche der Karosserie oder Teilkarosserie ebenfalls beschichtet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie oder Teilkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Karosserie oder Teilkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

Im komplexen Aufbau einer Automobilkarosserie treten Bereiche auf, die mit den üblichen Maßnahmen zur Verhinderung von Korrosion nicht ausreichend geschützt werden können. Der übliche Korrosionsschutz wird durch Vorbehandlung der Karosserie mit Zinkphosphatierung und einer kataphoretischen Tauchlackierung (KTL) erzeugt. Zusätzliche Maßnahmen sind der Einsatz von verzinkten Blechen oder Wachskonservierungen sowie das Auftragen von Abdichtnähten. Ein besonders schwerer (wirksamer) Korrosionsschutz ist die Dickschicht KTL, die eine Schichtdicke von > 35 μm aufweist.

Besonders in schwer zugänglichen Bereichen der Karosserie, wie in den Hohlräumen von Klappen und Türen, sind die zusätzlichen Korrosionsschutzmaßnahmen nur schwer zu realisieren. Zum Beispiel muß im Bereich eines Türinnenraumes einerseits ein besonders effektiver Korrosionsschutz aufgebracht werden, da diese Bereiche erfahrungsgemäß während des Betriebs des Kraftfahrzeuges mit Abtropfwasser beaufschlagt werden. Entsprechend müssen an der Türunterkante Öffnungen zum freien Wasserablauf vorgesehen werden, die nicht verstopfen dürfen. Eine bisher genutzte Möglichkeit solche Hohlräume gegen Korrosion zu schützen ist die Hohlraumkonservierung, bei der üblicherweise ein Wachs über den Innenflächen dieser Hohlräume verteilt wird. Je nach Menge und Art des eingebrachten Wachses kann dieses jedoch sich bei starker Wärmeeinwirkung (Sonnenbestrahlung des Kraftfahrzeuges) verflüssigen und tropft durch die Ablauföffnungen unter Verschmutzung der Außenbereiche der Karosserie ab. Der Ein satz einer Dickschicht KTL als Korrosionsschutz würde die Wachskonservierung überflüssig machen und damit dieses Verschmutzungsproblem lösen. Da aber die gesamte Karosserie, soweit sie in das KTL-Becken eintaucht, innen wie außen in etwa gleichmäßig beschichtet wird (oder außen etwas mehr), ist eine solche lokal begrenzte Sonderbeschichtung der besonders korrosionsgefährdeten Hohlräume nicht möglich, ohne die Tür oder andere Einzelteile extra Off-Line zu beschichten. Hierbei werden dann weiterhin die Außenbereiche (unnötig) beschichtet und außerdem können solche Off-Line beschichteten Teile anschließend nicht mehr durch Schweißung mit der Karosserie verbunden werden. Eine weitere Möglichkeit wäre die Vorbeschichtung der Bereiche der Karosserie, die nicht mit der Dickschicht KTL versehen werden sollen, mit einem beispielsweise durch Sprühen aufgetragenen Lack, dies würde dann jedoch auch in diesen vorbeschichteten Bereichen die übliche KTL verhindern bzw. ein sehr aufwendiges Lackierverfahren darstellen.

Ein Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie oder Teilkarosserie der eingangs genannten Gattung ist aus der EP 0 448 280 A1 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Verfahren zur Beschichtung von Metallbändern mit einem Korrosionsschutzlack beschrieben, der zu einer elektrisch leitfähigen Schicht führt. Der Korrosionsschutzlack enthält elektrisch leitende Partikel aus Molybdändisulfid. Nach der Aufbringung dieses Korrosionsschutzlacks wird eine Elektrotauchlackierung des Metallbands vorgenommen. Es wird erwähnt, dass derart beschichtete Metallbänder zur Herstellung von Karosserien von Kraftfahrzeugen dienen.

Die US 4,500,399 beschreibt ein Verfahren, bei dem Stahlbleche mit einem zinkfreien Korrosionsschutzlack auf organischer Basis überzogen werden, der als Füllstoffe metallische Partikel enthält, um die Leitfähigkeit der Korrosionsschutzschicht zu gewährleisten. Auch hier ist eine anschließende elektrophoretische Lackierung vorgesehen. In der Druckschrift wird lediglich allgemein davon gesprochen, dass derart beschichtete Stahlbleche unter anderem in der Automobilindustrie Anwendung finden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie oder Teilkarosserie der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem mit einfachen Mitteln in Problembereichen von Kraftfahrzeugkarosserien ein hoher Korrosionsschutz erreicht wird, der es gegebenenfalls auch erlaubt, auf eine Wachshohlraumkonservierung zu verzichten, wobei sich dieser hohe Korrosionsschutz nur auf die Bereiche der Karosserie erstreckt, in denen eine entsprechend hohe Anforderung als notwendig angesehen wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Anspruch 12 betrifft eine Karosserie oder Teilkarosserie mit einer elektrophoretisch abgeschiedenen Lackierung und einer elektrisch leitfähigen Korrosionsschutzlackierung, die nach einem Verfahren der vorgenannten Art hergestellt wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Kraftfahrzeugkarosserie aus einem Metallband durch Heraustrennen von Blechteilen aus dem Metallband und Umformen derselben zu Karosserieteilen gefertigt, wobei einzelne Karosserieteile, eine Teilkarosserie oder die vollständige Karosserie durch Elektrotauchlackierung (ETL) mit einem Korrosionsschutzlack überzogen werden. Zur Verbesserung der Korrosionsschutzwirkung kann die Karosserie (bzw. Einzelteile hiervon) phosphatiert werden, wobei insbesondere eine Zinkphosphatierung zum Einsatz kommt. Die Phosphatierung wird üblicherweise vor der ETL durch Selbstbeschichtung (d. h. ohne Anlegen einer Spannung) in einem Tauchbad aufgebracht. Erfindungsgemäß wird nun vor der ETL und insbesondere auch vor einer Phosphatierung das Blech mit einem weiteren Korrosionsschutzlack vorbeschichtet, wobei diese Vorbeschichtung auch auf bereits geformten Blechteilen möglich ist. Dieser weitere Korrosionsschutzlack wird insbesondere nicht durch ETL, sondern mit den üblichen Verfahren, wie Rollen, Streichen, Sprühen etc. aufgetragen. Besonders vorteilhaft erfolgt diese Vorbeschichtung bereits an dem Metallband, aus dem später die einzelnen Blechteile herausgetrennt werden. Die Lackierung des Metallbandes erfolgt üblicherweise nach dem bekannten Bandbeschichtungs- bzw. Coil Coating Verfahren und wird mit einem Lack durchgeführt, der als verfestigte Korrosionsschutzlackierung eine spezifische Leitfähigkeit hat, die so groß ist, daß auf der verfestigten Korrosionsschutzlackierung die Beschichtung mit dem elektrophoretisch abscheidbaren Lack (ETL) möglich ist. Hierzu hat die Korrosionsschutzlackierung vorteilhaft einen Durchgangswiderstand von ihrer Oberfläche zum Metall von höchstens 200 kΩ/mm² und insbesondere von höchstens 50 kΩ/mm². Der Widerstand dieser Beschichtung richtet sich nach den Erfordernissen der späteren Elektrotauchlackierung.

Die Korrosionsschutzlackierung erfüllt außerdem noch mindestens eine der folgenden Bedingungen:

– Die Korrosionsschutzlackierung wirkt aufgrund der Bildung einer nicht durchlässigen Schicht auf dem Untergrund, d. h. zur Korrosion führende Stoffe wie beispielsweise Feuchtigkeit werden von dem Untergrund durch die dichte Korrosionsschutzlackierung ferngehalten.
– Die Korrosionsschutzlackierung enthält im wesentlichen keine Opferelemente, d. h. ihre überwiegende Wirkung beruht nicht auf dem Einsatz von aktiven Pigmenten wie beispielsweise Zink, Bleimenninge oder ähnlichen, die statt des Untergrundes (Eisen) mit den korrodierenden Stoffen (Feuchtigkeit) reagieren.
– Entsprechend ist die Korrosionsschutzlackierung im wesentlichen zinkfrei.
– Der Korrosionsschutzlack enthält dispergiert Leitfähigkeitspartikel, die im wesentlichen nicht Zink sind, und insbesondere enthält der Korrosionsschutzlack Eisenpulver (das die Leitfähigkeit herstellt).

Vorzugsweise erfolgt mit dem Korrosionsschutzlack nur eine Teillackierung, insbesondere nur eine Teillackierung des ursprünglichen Metallbandes, wobei das Metallband besonders vorteilhaft nur einseitig und/oder nur mit einem Streifen über einen Teil der Fläche lackiert wird. Die Elektrotauchlackierung erfolgt üblicherweise an der möglichst vollständig zusammengesetzten Karosserie, d. h. insbesondere alle Teile, die durch Schweißen zusammengefügt werden, sind schon miteinander verbunden. Ggf. können auch Türen und Klappen bereits befestigt sein. Außerdem wird die Karosserie insbesondere aus Blechteilen zusammengefügt, von denen nur einige, nicht jedoch alle die Korrosionsschutzlackierung aufweisen.

Im Anschluß an die Elektrotauchlackierung, die meist eine KTL ist, werden verschiedene weitere Beschichtungen auf die Karosserie aufgetragen. Insbesondere wird eine farbgebende Lackierung aufgebracht, wobei vorzugsweise zwischen der farbgebenden Lackierung und der ETL ein Füllerauftrag erfolgt. Außerdem kann über der farbgebenden Beschichtung auch noch eine Klarlackbeschichtung aufgetragen werden. Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäß beschichtete Karosserie ohne eine Wachshohlraumkonservierung und insbesondere ohne jegliche weitere Hohlraumkonservierung durchgeführt.

Vorzugsweise wird die Korrosionsschutzlackierung, über der anschließend die ETL erfolgt, in einer solchen Dicke abgeschieden, daß mit der anschließenden ETL (insbesondere KTL) ein schwerer Korrosionsschutz nach TL VW 260 Oberflächengüte × 634 (gemäß Ausgabe 8.75 mit vierter Änderung 2.94) erhalten wird. Dies entspricht einer Dickschicht KTL von > 35 μm.

Vorteilhaft werden mindestens 50 %, insbesondere mindestens 80 % der Korrosionsschutzlackierung mit der ETL überdeckt.

Die Erfindung ist eine Kombination aus mindestens zwei Korrosionsschutzlackierungen, deren Wirkung hauptsächlich auf der Bildung einer nicht durchlässigen (dichten) Schicht beruht, wobei die untere Beschichtung eine aufgetragene Lackierung, beispielsweise durch Walzen als Coil Coating Prozeß, und die obere Beschichtung eine ETL ist, insbesondere eine KTL. Diese Beschichtungen müssen nicht unmittelbar übereinander liegen, es kann beispielsweise auch eine Phosphatierung dazwischen erfolgen, wobei der Oberflächenwiderstand der unteren Beschichtung insoweit erhalten bleiben muß, daß die ETL, die üblicherweise in einem Fenster zwischen 20 bis 200 kΩ/mm² abgeschieden wird, noch möglich ist. Als ETL, insbesondere KTL kommen die üblichen Verfahren zum Einsatz. Die untere Beschichtung (Korrosionsschutzlackierung) wird üblicherweise in einer Dicke von 2 μm bis 30 μm und insbesondere in einer Dicke von 10 μm bis 20 μm (der verfestigten Schicht) aufgetragen, die ETL (KTL) in einer Schichtdicke von 10 bis 30 μm und insbesondere 18 bis 25 μm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Aus isotropem Stahlblech, das beidseitig mit Zincroplex black (eisenpartikelhaltiger leitfähiger Lack der Firma Dacral S. A. Creil Cedex, Frankreich) durch Walzenauftrag beschichtet ist (Trockenschichtstärke 15 μm), wird – wie im Karosserierohbau üblich – eine Kraftfahrzeugtür durch Stanzen und Formen je eines Türaußenblechs und eines Türinnenblechs, die gefalzt und miteinander verklebt werden, gefertigt. Die Tür wird anschließend an eine Kraftfahrzeugkarosserie montiert und fährt mit dieser durch eine Lackierstraße mit den Schritten

– Vorreinigen,
– Spülen,
– Phosphatieren,
– Spülen,
– KTL-Grundierung,
– Spülen,
– Trocknen (14 Minuten bei 180°C).

Die KTL-Grundierung wird über 4 Minuten (Dach unter Badspiegel) aufgetragen und enthält die KTL üblichen Bindemittel und Pigmente. Die KTL-Grundierung hat nach dem Trocknen eine Schichtdicke von 15 μm. Die nicht mit Zincroplex black vorbehandelten Blechbereiche erfüllten im Test nach TL VW 260 Oberflächengüte × 630, die mit Zincroplex black vorbehandelten Bereiche × 634.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer korrosionsgeschützten Karosserie oder Teilkarosserie mit den Schritten: Herstellen eines Metallbandes; Heraustrennen von Blechteilen aus dem Metallband; Umformen der Blechteile zu Karosserieteilen, wobei teilweise Metallband verarbeitet wird, welches mit einem im verfestigten Zustand für elektrischen Strom leitfähigen Korrosionsschutzlack beschichtet wurde, wobei dieser Korrosionsschutzlack zinkfrei ist und als Leitfähigkeitskomponente nicht Zink enthält und wobei die Karosserie oder die Teilkarosserie nach der Beschichtung mit dem Korrosionsschutzlack einer Elektrotauchlackierung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Teile der Karosserie oder Teilkarosserie als Einzelteile, nicht jedoch die ganze Karosserie oder Teilkarosserie mit der leitfähigen Korrosionsschutzlackierung beschichtet werden, danach zu der Karosserie oder Teilkarosserie zusammengefügt werden, und danach die montierte Karosserie oder Teilkarosserie der Elektrotauchlackierung unterzogen wird, bei der die mit der leitfähigen Korrosionsschutzlackierung überzogenen Bereiche der Karosserie oder Teilkarosserie ebenfalls beschichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzlack als Leitfähigkeitskomponente Eisenpulver enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband nur zum Teil lackiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise Lackierung des Metallbandes als eine vollständige Korrosionsschutzlackierung nur auf einer Seite des Metallbandes, und/oder dass eine Korrosionsschutzlackierung auf einer oder beiden Seiten nur über einen Teil der Breite des Metallbandes ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile teilweise oder ganz mit dem leitfähigen Korrosionsschutzlack beschichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie, Teilkarosserie oder ein Teil hiervon vor oder nach dem Beschichten mit der leitfähigen Korrosionsschutzlackierung phosphatiert, insbesondere zinkphosphatiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie, Teilkarosserie oder ein Teil hiervon nach der Elektrotauchlackierung mit einer farbbestimmenden Schicht beschichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrotauchlackierung eine kataphoretische Tauchlackierung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Klappen und/oder Türen oder Metallbänder oder Blechteile, die zu Klappen oder Türen umgeformt werden, mit der Korrosionsschutzlackierung beschichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen oder Türen oder Metallbänder oder Blechteile derart mit der Korrosionsschutzlackierung beschichtet werden, dass die Außenflächen der Klappen oder Türen überwiegend frei von der Korrosionsschutzlackierung bleiben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine korrosionsschutzwirksame Wachshohlraumversiegelung durchgeführt wird.
Karosserie oder Teilkarosserie mit einer elektrophoretisch abgeschiedenen Lackierung und einer elektrisch leitfähigen Korrosionsschutzlackierung, die sich nur über einen Teilbereich der Karosserie oder Teilkarosserie erstreckt und unter der elektrophoretisch abgeschiedenen Lackierung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie oder Teilkarosserie nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt wurde.
Produkt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der elektrophoretisch abgeschiedenen Lackierung eine farbbestimmende Beschichtung, unter dieser ggf. eine Füllerschicht, aufgetragen ist.