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Abschlußbericht zum Großversuch 2001Abschlußbericht zum Großversuch 2001CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge
Stand: 2. Juli 2002Seite 1
Abschlußbericht zum Großversuch 2001der VDA-AG Cr(VI)-freie Zinklamellenüberzüge
“Untersuchung und Bewertung“Untersuchung und Bewertungneuerneuer Cr Cr(VI)-freier(VI)-freier Zinklamellenüberzüge Zinklamellenüberzüge
für Verbindungselementefür Verbindungselementeim Vergleich zu herkömmlichen im Vergleich zu herkömmlichen ZinklamellenüberzügenZinklamellenüberzügen””
VDA-AK Mechanische VerbindungselementeVDA-AK Mechanische Verbindungselemente
• ABC• Audi• BMW• Bosch• DaimlerChrysler• Ford
• KAMAX• Leist Oberflächentechnik• Porsche• RIBE• Textron• Volkswagen
Mitwirkende Firmen:Mitwirkende Firmen:
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>> >> CrCr(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „EndEnd--ofof--Life VehiclesLife Vehicles“ (10/2000)“ (10/2000)
Fahrzeuge, die ab 1. Juli 2003 in Verkehr gebracht werden, dürfen kein Blei, Quecksilberoder sechswertiges Chrom enthalten.Die Forderung nach Cr(VI)-Freiheit gilt für Fahrzeuge bis zu einem zulässigenGesamtgewicht von 3,5 to.Eine Ausnahmeregelung gestattet für die Summe der dem Korrosionsschutz dienendenOberflächenbeschichtungen an einem Automobil derzeit noch einen zulässigenCr(VI)-Anteil von 2 Gramm.Eine Referenzprüfung zur quantitativen Ermittlung des Cr(VI)-Gehalts in Oberflächensowie eine ja/nein-Prüfung zum Cr(VI)-Nachweis sind noch nicht endgültig festgelegt.
Forderungen / Informationen :Forderungen / Informationen :Forderungen / Informationen :
Cr(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:CrCr(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:(VI)-Anteil bei Verbindungselementen:Eine Rechnung mit der Annahme einer Gesamtmasse von rd. 15 kg Verbindungselementenin einem Automobil und der Annahme eines hohen Schichtgewichts von rd. 20 µg/cm²für Cr(VI) in Überzügen (VDA-AK Cr(VI)-Analytik) ergibt im ungünstigsten Fall eineGesamtmenge von rd. 350 - 400 mg Cr(VI) für alle Verbindungselemente.
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>> >> CrCr(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „(VI) - Freiheit nach EU-Direktive „EndEnd--ofof--Life VehiclesLife Vehicles“ (07/2002)“ (07/2002)
Am 22.5.2002 hat die EU-Kommission einem Entwurf zugestimmt, der die Verschiebungder Forderung nach Cr(VI)-Freiheit für alle dem Korrosionsschutz von Fahrzeugendienenden Oberflächenbeschichtungen auf den 1.7.2007 vorsieht.
Mit der Verschiebung auf das Jahr 2007 entfällt der bisher gemäß Anhang II zulässigemaximale Cr(VI)-Gehalt von 2g ersatzlos.
Am 29.6.2002 wurde der überarbeitete Anhang II im Amtsblatt der EuropäischenGemeinschaften veröffentlicht.
Durch einen sogenannten „gleitenden Verweis“ ist seit dem 29.6.2002 der Inhalt desüberarbeiteten Anhang II in Deutschland nationales Recht.
Aktueller Stand (Juli 2002):Aktueller Stand (Juli 2002):Aktueller Stand (Juli 2002):
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Überzüge für Verbindungselemente sind Systeme mit Systeme mit MultifunktionseigenschaftenMultifunktionseigenschaften,die je nach Anwendungsfall eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen müssen.
Sicherheit gegenüberSetzen und Relaxation
Chemikalienbeständigkeit
TemperaturbeständigkeitUV-BeständigkeitFarbdesignUmweltverträglichkeitWirtschaftlichkeit
Beispiele für Anforderungen:
>> >> Anforderungen an Oberflächenüberzüge für Verbindungselemente:Anforderungen an Oberflächenüberzüge für Verbindungselemente:
Eignung für Trommel-und GestellbeschichtungLehrenhaltigkeitHaft- und AbriebbeständigkeitReibungszahlenÜberlackierbarkeitVerträglichkeit mit klebendenund klemmenden BeschichtungenKorrosionsschutzVerschleißbeständigkeit
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Beschichtungssysteme
• B1 Dacromet 320 + TTF
• B2 Deltatone + TTF
• B3 Deltatone + Deltaseal GZ
• B4 Geomet + PLUS L
• B5 keine Namensnennung
• B6 Magni B46 + B18E
• B7 Zintek + Techseal
• B8 Delta Protekt 100 + 301
Verbindungselemente
• M6x30 Kombischraube
• M6x27 Duo-Taptite
• M10x1x60 Feingewinde
• M10x95 Bundschraube
• M12x1,5x55 Kombischraube
• M10 Mutter
Vorbelastungen
• keine
• 3x angezogen
• 100 h / 180 °C
• 5 Minuten Schwingförderer
Prüfungen
• Applikationstechnik
• Schichtgewicht
• Optik
• Haftfestigkeit
• Abriebbeständigkeit
• Lehrenhaltigkeit
• Reibungszahlen
• Mehrfachanzug
• Löseverhalten 150 °C
• Kleberverträglichkeit
• Salzsprühtest DIN 50021-SS
• Wechseltest VDA 621-415
• Wechseltest VW PV1210
• Klima-Wechseltest DC
• Kondenswassertest DIN 50017-KK
>> >> Versuchsprogramm (Übersicht)Versuchsprogramm (Übersicht)
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>> Erläuterungen zu den Prüfungen>> Erläuterungen zu den Prüfungen
ApplikationstechnikBeurteilung von Beschichtungsverhalten, Ansatz- und Reinigungsaufwand, Lösemittelgehalt, Umweltbelastung,Schichtausbildung, Rückstände in Napfungen, Gewinde und Innen-Kraftangriffen, Anlagendurchsatz, Badpflege,Beschichtungskosten u.ä.SchichtgewichtBewertung der Gleichmäßigkeit über die verschiedenen Geometrien/PrüfteileOptikBeurteilung im Neuzustand, nach Dreifachanzug, nach Belastung im Schwingförderer und nach TemperaturbelastungHaftfestigkeitBeurteilung mittels “Tape-Test” gemäß DIN EN ISO 10683AbriebbeständigkeitAuswiegen des Abriebs von 12 kg Schrauben M10x1x60 nach 10 Minuten Belastung im SchwingfördererLehrenhaltigkeitPrüfung der Schrauben/Muttern mittels Gewindelehrring 6h/6H sowie der Innen-Kraftangriffe mittels GrenzlehrdornReibungszahlenPrüfung gemäß DIN 946; Anforderungen an die Reibungszahlspanne nach Prüfblatt VDA 235-101MehrfachanzugPrüfung nach DIN 946; Bewertung der Vorspannkraftverläufe im 5-fach Anzug bei gleichbleibendem AnziehdrehmomentLöseverhalten 150 °CVergleich der Lösemomente bei RT und 150°C (Messung in verschraubten Stahlhülsen jeweils nach definierter Haltedauer)KleberverträglichkeitPrüfung verschiedener klebender Beschichtungen nach DIN 267-27 (Prüfung unter Vorspannung)und einer klemmenden Beschichtung (Nylon-Patch-Beschichtung) gemäß DIN 267-28
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Salzsprühtest DIN 50021-SSPrüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 960 hWechseltest VDA 621-415Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 10 ZyklenWechseltest VW PV1210Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis mindestens 50 ZyklenKlima-Wechseltest DC (Temperaturprofil -40 bis 120 °C)Prüfung mit verschiedenen Vorbelastungen bis 8 Wochen / 4 ZyklenKondenswassertest DIN 50017-KKPrüfung von bis zum Grundmetall geritzten Proben über eine Dauer von 28 Tagen
>> Erläuterungen zu den Prüfungen>> Erläuterungen zu den Prüfungen
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>> >> BeschichtungBeschichtung unter unter GroßserienbedingungenGroßserienbedingungen
Vorversuche (1 Woche):Vorversuche (1 Woche):Vorversuche (1 Woche):
Neuansatz der Beschichtungsmedien„Konditionierung“ der Beschichtungsbäder (z.B. Eintrag von Fremdpartikeln) durchwiederholtes Beschichten derselben Teile nach vorherigem AbstrahlenOptimierung der Prozeßparameter
Versuchsanforderungen:Versuchsanforderungen:Versuchsanforderungen:
Bereitstellung einer Großserien-Anlage (Firma Leist, Bad Hersfeld)Bereitstellung ausreichend großer Tonnagen zu beschichtender VerbindungselementeAnwesenheit verantwortlicher Techniker der Beschichtungsmittelhersteller
Lagerung der Beschichtungsmedien (5 Wochen):Lagerung der Lagerung der BeschichtungsmedienBeschichtungsmedien (5 Wochen): (5 Wochen):
Lagerung in einem klimatisierten Raum unter festgelegten Bedingungen (Hersteller)„Alterung“ der Beschichtungsmedien zur Einstellung praxisüblicher Bedingungen
Referenzbeschichtung (1 Tag):ReferenzbeschichtungReferenzbeschichtung (1 Tag): (1 Tag):
Beschichtung neuer Teile unter Serienbedingungen (Prüfteile)
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>> >> ApplikationstechnikApplikationstechnik
0
10
20
30
40
50
60
70
Dac 320 + TTF
Delta-Tone +TTF
Delta-Tone +Delta Seal GZ
GEOMET +Plus L
System 5* B 46 E + B 18 E
Zintek +Techseal
DP 100 + DP 301
Beschichtungsvarianten
Bew
ertu
ng (P
unkt
e)
Bewertungskriterien:Bewertungskriterien:Bewertungskriterien:
Beschichtungsverhalten
Lösemittel-Eigenschaften
Schichtausbildung
Rückstände
Anlagenauslastung
Programmaufwand
Aufwand für Badpflege
Materialpreis pro kg
* keine Freigabe zur Namensnennung
herkömmlicheÜberzüge
herkömmlicheherkömmlicheÜberzügeÜberzüge
neue Cr(VI)-freieÜberzüge
neue neue CrCr(VI)-freie(VI)-freieÜberzügeÜberzüge
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>> >> LehrenhaltigkeitLehrenhaltigkeit
Besonderheiten Cr(VI)-freier Zinklamellenüberzüge:BesonderheitenBesonderheiten Cr Cr(VI)-freier (VI)-freier ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge::
Zum prozeßsicheren Erreichen eines mit Cr(VI)-haltigen herkömmlichen Überzügenvergleichbaren Korrosionsschutzes werden bei Cr(VI)-freien Zinklamellenüberzügen nebenden kathodisch schützenden Basisschichten üblicherweise zusätzliche Deckbeschichtungen imTauch-Schleuder-Verfahren aufgebracht.
Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:
Erhöhte Schichtdicken mit größeren örtlichen Schichtdickenschwankungen
Gefahr zusätzlicher Gewindebeschädigungen bei Außen-Gewinden
Gefahr des „Zulaufens“ von Innen-Gewinden und Innen-Kraftangriffen
Gefahr nicht einhaltbarer Lehrenhaltigkeit.
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>> >> LehrenhaltigkeitLehrenhaltigkeit
Bewertung:Bewertung:
Die Lehrenhaltigkeit ist bei den neuen Cr(VI)-freien Zinklamellenüberzügen aufgrund derhöheren Schichtdicken noch nicht prozeßsicher erreichbar.
Harte Deckbeschichtungen erschweren oder verhindern ein „Wegdrücken“ von Anhäufungenim Gewinde oder in Innen-Kraftangriffen.
Im Vergleich zu Cr(VI)-haltigen Zinklamellenüberzügen muß mit deutlich größerenProblemen gerechnet werden bei- Schrauben < M8- Schrauben mit Feingewinde ≤ M10- Schrauben mit Innen-Kraftangriffen- Muttern.
Mit Funktionsstörungen aufgrund nicht einhaltbarer Gewinde-Lehrenhaltigkeit muß nichtzwangsläufig gerechnet werden, da bei den untersuchten Schrauben die Mutterngängigkeit/Einschraubbarkeit immer gegeben war.
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µges = 0,09 - 0,14
µG, µK = 0,08 - 0,16
0,12
µges, µG,µK
Gefahr einesselbsttätigen Lösens
>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Anforderungen nach Prüfblatt VDA 235-101:Anforderungen nach Prüfblatt VDA 235-101:Spanne Gesamtreibungszahl
Spanne Teilreibungszahlen
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>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Schmierstoffzusätze zur Einstellung spezifizierter Reibungszahlspannen könnenbei allen Cr(VI)-freien Überzugssystemen in den kathodisch schützenden Basisüberzug(nur System 5) oder in die Deckbeschichtung (übrige Systeme) integriert werden.
Cr(VI)-freie Zinklamellenüberzüge:CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge::
Zusätzliche Arbeitsgänge zum Schmieren können entfallenEinfärbung von Schmierstoffzusätzen zur Kennzeichnung der Schmierung nicht erforderlich
Mögliche Vorteile:Mögliche Vorteile:Mögliche Vorteile:
Verträglichkeit mit nachträglich aufgebrachten klebenden oder klemmendenBeschichtungen nicht immer gegeben
Überlackierbarkeit nicht immer möglich
Temperaturabhängigkeit des Reibungsverhaltens und des Setzverhaltens in Abhängigkeitdes Schmierstoffzusatzes und der Art der Deckbeschichtung muß je nach Anwendungsfallbeachtet werden.
Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:Mögliche Nachteile:
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>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:Reibungszahlen - Ergebnisse der Prüfung nach DIN 946 / VDA 235-101:( ) g
Gesamtreibungszahl µges M10 x 95 gemäß DIN 946
0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
P rüfs t. 2
P rüfs t. 3
P rüfs t. 9
µges
DAC 320 + TTF
DT + TTF
DT + DS GZDT DS GZ
Geomet + Plus L
System 5
B46E + B18E
ZT + TS
DP 100 + 301
(keine Freigabezur Namensnennung)
Schrauben M10-10.9 - Anziehversuch nach DIN 946 - Gesamtreibungszahlen µges
herkömmlicheÜberzüge
herkömmlicheherkömmlicheÜberzügeÜberzüge
neue Cr(VI)-freieÜberzüge
neue neue CrCr(VI)-freie(VI)-freieÜberzügeÜberzüge
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>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:Reibungszahlen - Bewertung der Ergebnisse:
Die Reibungszahlen bei den untersuchten Beschichtungssystemen unterscheiden sichsowohl hinsichtlich ihrer Höhe/Lage als auch hinsichtlich ihrer Streuung.Die Systeme B4 und B8 zeigen in beiden Punkten ein gutes, das System B5 einunauffälliges Verhalten. Die Systeme B6 und B7 fallen durch große Streuungen derReibungszahlen auf. Das System B6 unterschreitet zudem die in VDA 235-101spezifizierte Reibungszahlspanne.
Die starken Streuungen der Reibungszahlen bei den Systemen B6 und B7sind hauptsächlich auf große Schichtdickenschwankungen im Gewinde zurückzuführen.
Die schichtspezifischen Einflüsse auf das Reibungsverhalten treten bei der Paarung mit gleichartig beschichteten Teilen (Scheiben, Muttern etc.) teilweise deutlicherhervor als bei einer Verschraubung gegen blanke Stahlteile (DIN 946). Weiterführendediesbezügliche Versuche mit Kombischrauben und mit beschichteten Mutternstehen noch aus.
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>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:Mehrfachanzug - Beispiel M10x95:
* keine Freigabe zur Namensnennung
50
60
70
80
90
100
1 2 3 4 5
Anzahl der Anzüge
Vors
pann
kraf
t FV
[%]
Dacromet 320 + TTF System 5*DELTA-Tone + TTF B46E + B18EDELTA-Tone + DELTA-Seal GZ Zintec + TechsealGeomet + PLUS L Delta Protekt 100 + Delta Protekt 301
Schrauben M10-10.9 - Anziehdrehmoment 60 NmSchrauben M10-10.9 - Anziehdrehmoment 60 Nm
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>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:
In der automatisierten Serienmontage werden zur Prozeßabsicherung häufigzwei Anziehvorgänge ausgeführt. Im Service- oder Reparaturfall sind weitereAnziehvorgänge erforderlich.
Als Kriterium zur Beurteilung des Verhaltens bei Mehrfachmontage wurde in einemFünffachanzug der Abfall der Vorspannkraft bei konstantem Anziehdrehmomentherangezogen. Nach drei Anziehvorgängen sollte kein deutlicher Vorspannkraftverlustauftreten.
Die geringsten Vorspannkraftabfälle zeigte System B4. Die Systeme B5 und B6 zeigtenein gutes Verhalten, während die Systeme B7 und B8 die größten Vorspannkraftabfälleaufwiesen. Genauere Anforderungen werden noch festgelegt.
Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:Mehrfachanzug - Bewertungskriterium:
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Temperaturverhalten - Lösemomente:Temperaturverhalten - Lösemomente:
>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Schrauben M10-10.9 - Lösemomente bei RT (blau) und bei 150 °C (rot)
* keine Freigabe zur Namensnennung
Grenzlösemoment MLG = 22,8 Nm (38 % MA)Grenzlösemoment Grenzlösemoment MMLGLG = 22,8 Nm (38 % M = 22,8 Nm (38 % MAA))
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Temperaturverhalten - Theoretisches Verhältnis Lösemoment /Temperaturverhalten - Theoretisches Verhältnis Lösemoment /AnziehdrehmomentAnziehdrehmoment bei RT: bei RT:
>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Lösemoment ML / Anziehdrehmoment MA (berechnet für RT)Bundschraube M10 / Kombi-Schraube M12, FV = const., µAnzug = µLösen
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
Gesamtreibungszahl µges
Ver
hältn
is M
L/MA
M10 x 1,5 (Bund)M12 x 1,5 (Kombi)
+⋅⋅+⋅⋅
+⋅⋅+⋅−⋅
=
2577,0157,0
2577,0157,0
2.
2.
KmgesV
KmgesV
A
L
DdPF
DdPF
MM
µ
µ
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Temperaturverhalten - Theoretisches Grenzverhältnis MTemperaturverhalten - Theoretisches Grenzverhältnis MLL/ M/ MAA bei Prüftemperatur: bei Prüftemperatur:
>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Lösemoment ML / Anzugsmoment MA (VDA)(Bundschraube M10, Kombischraube M12, FVL = 90% FVA , µAnzug = 0,09)
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
Gesamtreibungszahl µges
Verh
ältn
is M
L/MA
M10 x 1,5 (Bund)M12 x 1,5 (Kombi)
ML/MA = 0,36
ML/MA = 0,38
+⋅⋅+⋅⋅
+⋅⋅+⋅−⋅⋅
=
2577,0157,0
2577,0157,09,0
2.
2.
KmgesV
KmgesV
A
L
DdPF
DdPF
MM
µ
µ
Gefahr einesselbsttätigen Lösens
Gefahr einesselbsttätigen Lösens
Lösemoment ML / Anziehdrehmoment MA (VDA)
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Stand: 2. Juli 2002Seite 21
Nach dem derzeitigen Untersuchungsstand werden zur Vermeidung eines selbsttätigen Lösensvon Schraubenverbindungen bei erhöhten Temperaturen folgende Anforderungen diskutiert:
Reibungszahlen dürfen bei Raumtemperatur eine untere Toleranzgrenze von µges = 0,09nicht unterschreiten.
Bei Temperaturbelastung (hier: 150 °C) dürfen die Gesamtreibungszahlen einen Wertvon µges = 0,06 nicht unterschreiten. Daraus ergeben sich für die geprüften SchraubenM10x95 und M12x1,5x55 rechnerische Grenzwerte für die Verhältnisse ML(150 °C)/MA(RT)von 0,38 (M10) und 0,36 (M12x1,5).
Temperaturverhalten - Anforderungen:Temperaturverhalten - Anforderungen:
>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen>> Verhältnis Drehmoment - Vorspannkraft / Reibungszahlen
Zur Festlegung zukünftiger Anforderungen werden derzeit umfangreiche Untersuchungenzum Einfluß der Temperatur auf das Löseverhalten durchgeführt.
Die Verhältnisse ML(150 °C)/MA(RT) für die Systeme B5 und B8 liegen deutlich über denGrenzwerten. Die Ergebnisse für die Systeme B4 und B7 liegen noch oberhalb derGrenzwerte. Beim System B6 werden die Grenzwerte deutlich unterschritten.
Bewertung der Ergebnisse:Bewertung der Ergebnisse:
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>> Korrosionsschutz-Prüfungen>> Korrosionsschutz-Prüfungen
Salzsprühnebeltest DIN 50021-SS
Kondenswassertest DIN 50017-KK
DC Klimatest 120 °C Teil 1 (7 x in einer Woche)
-60-40-20
020406080
100120140
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Zeit / h
T / °C bzw. % rH
Temp / °CFeuchtigkeit / %rH
+ 1 Woche VDA 621-415
Wechseltest VDA 621-415 - 24 h DIN 50021 SS (Zyklusdauer 1 Woche) - 4x24 h DIN 50017 KFW
- 48 h Raumklimabedingungen
Wechseltest VW PV1210 (1 Woche = 5 Zyklen)
Klima-Wechseltest DaimlerChrysler (Zyklusdauer 2 Wochen)
- 4 h DIN 50021 SS- 4 h Lagerung bei Normalklima DIN 50014-23/50-2- 16 h DIN 50017 KK- 48 h Lagerung bei Normalklima
5mal+
1mal
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Erläuterungen zur Bewertung:Erläuterungen zur Bewertung:
>> Korrosionsschutz - Bewertung>> Korrosionsschutz - Bewertung
Die Ergebnisse aller Korrosionsprüfungen- mit den unterschiedlichen Verbindungselementen- ohne und mit verschiedenen Vorschädigungen/Vorbelastungenwerden zu einer Korrosionsbewertungszahl KW (Korrosionswiderstand) zusammengefaßt.
Korrosionserscheinungen an Kopf, Schaft und Gewinde der Verbindungselemente werdenunterschiedlich stark gewichtet (Gewichtung Kopf hoch, Gewinde niedrig).
Der Korrosionsfortschritt pro Zeiteinheit/Zyklus geht ebenfalls in die Bewertung ein.
Bewertungskriterien:- keine Veränderungen- geringe optische Veränderungen- gravierende optische Veränderungen- punktförmige Eisenkorrosion- flächige Grundmetallkorrosion (< 5%)- Totalausfall (Grundmetallkorrosion > 50 %).
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Einfluß einer Vorschädigung - Beispiel Einfluß einer Vorschädigung - Beispiel SalzsprühnebelprüfungSalzsprühnebelprüfung BoschBosch::
>> Korrosionsschutz - Bewertung>> Korrosionsschutz - Bewertung
gBundschraube M10 x 95, Ergebnis (Bosch) 1080 h DIN 50021 SS
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
DAC + TTF DT + TTF DT + DS GZ GEOMET L LT D 7100 B46E + B18E ZT + TS DP 100+301
Korr
osio
nsw
ider
stan
d K W
+
Neuteil 3x angezogen 100h / 180°C 5 Min. Schwingförderer
herkömmliche Überzügeherkömmliche Überzügeherkömmliche Überzüge neue Cr(VI) - freie Überzügeneueneue Cr Cr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge
System 5*
* keine Freigabe zur Namensnennung
Abschlußbericht zum Großversuch 2001Abschlußbericht zum Großversuch 2001CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge
Stand: 2. Juli 2002Seite 25
Kondenswassertest nach DIN 50017 KK(28 Tage!) an bis zum Grundwerkstoffgeritzten Proben
B1 DAC 320 + TTF B2 DT +TTF B3 DT + DS B4 Geomet +PlusL
B5 System 5 * B6 B46E + B18E B7 Zintek + Techseal B8 DP 100 + 301
>> Korrosionsschutz - Bewertung>> Korrosionsschutz - Bewertung
KondenswassertestKondenswassertest - Durchführung - Durchführung DaimlerChryslerDaimlerChrysler : :
Im Kondenswassertest nach DIN 50017 KK an bis zum Grundwerkstoff geritzten Probentreten teilweise deutliche Unterschiede im Vergleich zur Salzsprühnebelprüfungnach DIN 50021 SS auf.
Der Kondenswassertest simuliertverschiedene praxisübliche Bedingungen(Seetransport, Tropenklima,Garagenfahrzeuge etc.)
Fazit:Fazit:
In künftigen Prüfvorschriften für Cr(VI)-freie Überzüge müssen gezielte praxisüblicheVerletzungen in Kombination mit entsprechenden Testverfahren berücksichtigt werden.
* keine Freigabe zur Namensnennung
Neben Korrosion im Ritzbereich tritt beieinigen Systemen auch sehr früh Flächenkorrosion auf
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Dacromet320 + TTF
Delta Tone +TTF
Delta Tone +Delta Seal GZ
Geomet + PLUS L
System 5* B46E + B18E
Zintek +Techseal
Delta-Protekt100 + 301
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DIN 50021-SS VDA 621-415 / VW PV 1210 DC Klima DIN 50017-KK
Neuteile:Neuteile:
>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung
* keine Freigabe zur Namensnennung
herkömmlicheÜberzüge
herkömmlicheherkömmlicheÜberzügeÜberzüge
neueCr(VI) - freie Überzüge
neueneueCrCr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge
Kwges = Summe aus 4 x max. 20 erreichbaren Punkten
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>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung>> Korrosionsschutz - Gesamtbewertung
Vorbelastete Teile:Vorbelastete Teile:
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Dacromet320 + TTF
Delta Tone + TTF
Delta Tone +Delta Seal GZ
Geomet + PLUS L
System 5* B46E +B18E
Zintek +Techseal
Delta-Protekt100 + 301
Kor
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Mitt
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DIN 50021-SS VDA 621-415 / VW PV 1210 DC Klima DIN 50017-KK
* keine Freigabe zur Namensnennung
3fach-Anzug
100 h / 180 °C
5 MinutenSchwingförderer
herkömmlicheÜberzüge
herkömmlicheherkömmlicheÜberzügeÜberzüge
neueCr(VI) - freie Überzüge
neueneueCrCr(VI) - freie Überzüge(VI) - freie Überzüge
Kwges = Summe aus 4 x max. 20 erreichbaren Punkten
Abschlußbericht zum Großversuch 2001Abschlußbericht zum Großversuch 2001CrCr(VI)-freie (VI)-freie ZinklamellenüberzügeZinklamellenüberzüge
Stand: 2. Juli 2002Seite 28
>> Haft- und >> Haft- und AbriebbeständigkeitAbriebbeständigkeit
Gefahr von Funktionsstörungen bei Zuführeinrichtungenfür die automatische Montage
Gefahr von Abplatzungen oder Abrieb beim Handling sowie der Beschädigungvon Kraftangriffen bei der Montage und damit verminderter Korrosionsschutz
Gefahr von Funktionsstörungen bei sensiblen elektronischen Bauteilen
Durch veränderte Schichtaufbauten bei Cr(VI)-freien Überzügen kann das Haft- und Abriebverhalten in unterschiedlicher Art und Weise beeinflußt werden.
Bei schlechter Haftung:Bei schlechter Haftung:
Bei guter Haftung:Bei guter Haftung:
höhere Prozeß- und Funktionssicherheit bei der automatischen Montage
höherer Korrosionsschutz
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Stand: 2. Juli 2002Seite 29
>> Haft- und >> Haft- und AbriebbeständigkeitAbriebbeständigkeit
Bestimmung von Bestimmung von AbriebmengenAbriebmengen bei Belastung in einem Schwingförderer: bei Belastung in einem Schwingförderer:
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Stand: 2. Juli 2002Seite 30
>> Gesamt-Bewertung>> Gesamt-Bewertung
Referenzsysteme Neue Cr(VI)-freie SystemeB1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
Applikationstechnik 10 6 4 6 4 4 4 6
Optik 8 6 6 4 6 8 6 6
Haftfestigkeit 6 2 6 10 0 10 10 6
Lehrenhaltigkeit 6 6 4 2 0 2 2 2
Korrosionsbeständigkeit Neuteile 1) 8 4 5 9 6 7 5 10
Korrosionsbeständigkeit bei Betauung 2) 10 0 0 8 0 9 0 9
Korrosionbest. nach 100h / 180°C 1) 8 0 0 8 8 9 0 10
Korrosion nach mech. Belastung 1) 5 2 3 4 3 2 3 6
Schichtgewicht 6 4 4 6 4 6 6 4
Reibungszahlen bei RT 6 6 4 10 6 0 0 10
Mehrfachverschraubung 5 5 5 10 5 5 2 2
Löse- / Weiterziehmoment bei RT/150°C 6 6 0 2 6 0 2 6
Verträglichkeit mit mikroverkapseltem Kleber 2 6 2 2 10 0 2 2
Abriebbeständigkeit 6 6 6 4 0 4 4 4
Gesamtpunktzahl 92 59 49 85 58 66 46 83Bewertung (Punktesystem): von 0 = ungenügend bis 10 = sehr gut Stand 27.05.20021) Tests: Salzsprühnebeltest (DIN 50021-SS) / Wechseltest (VDA 621-415 und VW PV1210) / Klimawechseltest (DaimlerChrysler)
2) Test: DIN 50017-KK (Betauung bei 40°C ohne Salz!, Teile mit Ritzspur am Kopf)
k.o.-Kriteriumnicht akzeptabel
Schwachpunktab ≤ 3 Punkte
Cr(VI)-freies Zinklamellensystem ohne k.o.-KriteriumSchwachstellen müssen detailliert untersucht werden
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Stand: 2. Juli 2002Seite 31
>> Gesamtbewertung - Zusammenfassung>> Gesamtbewertung - Zusammenfassung
Die in der Tabelle gezeigte Bewertung ist eine Momentaufnahme. Folgende generelle Aussagenkönnen aus den Ergebnissen abgeleitet werden:
Keines der untersuchten neuen Cr(VI)-freien Systeme ist in der Lage, das seit Jahren eingesetzteCr(VI)-haltige System B1 in allen Eigenschaften gleichwertig zu ersetzen.
In einzelnen Prüfungen können neue Systeme aufgrund der speziell durch eine zusätzlicheDeckbeschichtung beeinflussten Eigenschaften eine bessere Bewertung gegenüber B1 erzielen.
Größere erforderliche Schichtdicken und/oder kompliziertere Schichtaufbauten bei denneuen Systemen führen zu größeren Schichtdickenschwankungen und örtlichen Schichtanhäufungenmit der Folge eingeschränkter Lehrenhaltigkeit und/oder stärker streuenden Gewindereibungszahlen.
Die neuen Überzugssysteme erfordern angepaßte Korrosionsschutzprüfungen.Insbesondere müssen der Einfluß von bei Transport-, Schütt- und Montageprozessenunvermeidlichen Verletzungen der Schutzschichten sowie von praxisüblichen Temperaturenauf die Korrosionsschutzeigenschaften in die Prüfungen einbezogen werden.
Die in die Überzugssysteme integrierten Schmierstoffzusätze zur Einstellung spezifizierterReibungszahlspannen erfordern ein besonderes Augenmerk auf Eigenschaften wie Überlackierbarkeit(Rohbau), Verträglichkeit mit klebenden Beschichtungen (mikroverkapselte Kleber), Löseverhalten derVerbindungselemente bei praxisüblichen erhöhten Temperaturen bis 150 °C, etc.