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- 1 - SurTec International GmbH
Protection upgraded
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DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN Birgit Möbius
06. Juni 2018 Surface Technology, Stuttgart
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Inhalt
DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN
! SurTec und dreiwertiges Chrom
! Überblick über die Abscheidung von Chrom aus sechswertigen und dreiwertigen Elektrolyten
! Grundlagen der Farbmessung mit Konica Minolta im CIE-LAB
! Übersicht über die Abscheidung aus sulfatbasierten Elektrolyten ! Spezielles Anodendesign und die sich daraus ergebenden Vorteile
! Fazit
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SurTec Produktentwicklung mit dreiwertigen Chromverbindungen SURTEC UND DREIWERTIGES CHROM
! SurTec 680 Chromitierung – Passivierung für Zink und Zinklegierungen
Weiterentwicklungen:
! Schwarzchromitierung für Zink und Zinklegierungen ! Kalt arbeitende Chromitierung
! Cobaltfreie Chromitierung
! SurTec 650 ChromitAL - Passivierung für Aluminium und Aluminiumlegierungen
! SurTec 609 – Multimetallvorbehandlung
! SurTec 88x - dekorative Verchromungsverfahren
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Chrom(VI) - Verfahren Chlorid - Typ Sulfat – Typ
Erzielbare Farbwerte der abgeschiedenen Schichten:
L = 82 bis 85 L = 74 bis 79 L = 81 bis 84
a = - 0,4 bis -1,0 a = 0,02 bis 0,3 a = - 0,4 bis – 1,1
b = - 0,6 bis – 1,6 b = 1,5 bis 3,0 b = - 1 bis 0,5
Übersicht über die gebräuchlichen Verfahren ERHÄLTLICHE CHROMSYSTEME IM VERGLEICH
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Ersatz Chrom(VI) und die dafür notwendigen Voraussetzungen, um gezielt die Farbgebung zu beeinflussen.
Ziel: Farbe bewusst einstellen, Erzeugung heller und dunkler Farbtöne Farbzielwerte: Helle Farben: L > 82, a < 0, b < 0
Sehr dunkle Farben: L < 40, a < 2, b < 4 Basis der Elektrolytzusammensetzung:
! Chromsulfat ! Leitsalz ! Weiche Komplexbildner ! Netzmittel ! Organische Zusatzstoffe
FOKUSSIERUNG AUF ABSCHEIDUNGEN AUS CHROMSULFAT
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Messmethode mit Konica Minolta liefert stabile, reproduzierbare und vergleichbare Messergebnisse
Farbmessgerät: Konica Minolta CM-700d
! portables Spektralphotometer mit Kugelgeometrie ! sehr kleine Blende Ø 3 mm, für Messungen an gewölbten Bauteilen ! diffuse Messgeometrie ! simultane Messung (automatisches Umschalten) von Glanzeinschluss (di:8°) ↔ Glanzausschluss (de:8°) ! Xenonblitz-Lampe für hohe Genauigkeiten selbst bei dunklen und gesättigten Farben ! Farbraum nach CIE-LAB
FARBMESSUNG IM CIE-LAB SYSTEM
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Bedeutung der Messwerte L*a*b* Farbraum nach CIE-LAB: beschreibt die wahrnehmbaren Farben
! L- Achse beschreibt die Luminanz (Helligkeit) der Farbe ! a*-Achse beschreibt den Grün- oder Rotanteil einer Farbe ! b*-Achse beschreibt den Blau- oder Gelbanteil einer Farbe
FARBMESSUNG IM CIE-LAB SYSTEM
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Individuelles Design – Farbtöne von hell (ChromVI-Ersatz) bis dunkel FARBSPEKTRUM
SurTec 883 WT Weiße Variante
SurTec 881 ACL Anti CaCl2 Variante
SurTec 881 Sehr weiße Anti CaCl2 Variante
Neueste Generation SurTec 88x Sehr helle weiße Variante
SurTec 882 Leicht dunkle Variante
SurTec 886 Dunkle Variante
SurTec 887 Tief dunkle bläuliche Variante
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Vergleich der Luminanz – helle, dunkle Farbtöne PRODUKTPORTFOLIO: SURTEC 88X – CHROM (III) VERFAHREN
L *
hell dunkel
83,2 84,25 83,2480,36
77,86 76,5
72,66
62,1158,73
55,25
48,38
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Hexavalent SurTec88xnew SurTec883 SurTec881 SurTec881ACL SurTec883WT SurTec882 SurTec886 SurTec885 SurTec887 SurTec888
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Spezielle Elektrolytzusammensetzung, spezielle Anoden Ziel: Erzeugung noch heller weißer Schichten
! L*a*b-Werte
L = 82,0 bis 85,0 a = -0,5 bis -1,0 b = -0,5 bis -2,0 ! Elektrolytzusammensetzung auf Basis von Chromsulfat ! Neueste Generation Chrom VI-Ersatz ! Aktuell im Praxistest
WEITERENTWICKLUNG DER HELLEN CHROM (III) SYSTEME:
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Aufbau der neuentwickelten Anoden SPEZIELLES ANODENDESIGN
! spezielle Mischmetalloxid Anoden
! Titangrundkörper + Streckmetallgitter +
Kunststoffanodenbeutel
! Keine Beschichtung mit Mischoxiden auf der
Rückseite der Titananode, Kontakte und
Schnittkanten müssen nicht nachbearbeitet
werden
! Patentiert seitens
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Patentiert durch Metakem Exklusive Lizenz für Chrom (III) Verfahren mit SurTec
Einfluss des Anodendesigns auf die Badbestandteile und damit auch auf die Farbstabilität
SPEZIELLES ANODENDESIGN
! Abschirmung der Badbestandteile von der Anode, dadurch entstehen
weniger Abbauprodukte, stabileres Elektrolyt- und Farbverhalten
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Weitere Vorteile der Abschirmung
SPEZIELLES ANODENDESIGN
! Abgeschirmte Anode – Kostenvorteile:
! > 20 % Kosteneinsparung Additivkosten
! > 50 % längere Anodenlebensdauer
! Anschaffungskosten vergleichbar mit Wettbewerbstechnologie, da Kanten und Zuleitung unbeschichtet sein dürfen!
neue Anode alte Anode
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Aufgeschlüsselte Prozesskosten
SPEZIELLES ANODENDESIGN
! Vergleich von Verfahrenskosten: Sechswertige Elektrolyte ↔ Dreiwertige Elektrolyte
! Die Kombination aus neuem Anodendesign und darauf abgestimmter Verfahrenschemie führt zu stabileren und kostengünstigeren Prozessen.
163 %
47 %
100 %
143 %
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Metakem TCP Anode SPEZIELLES ANODENDESIGN
Langzeittest der neuen Anodengeneration ! Start Januar 2016 bis April 2018 (28 Monate) ! Ah: 7,5 Millionen ! m²: 250.000 ! Leistung bisher: 333 m² / 10 kAh ! Iridium Verbrauch: ca. 20 % Ir/ 10 kAh
Einsatz in Deutschland ! Kunde 1: 9.000 l SurTec 883 + 6.000 l SurTec 883 ! Kunde 1: 6.000 l SurTec 881 ! Kunde 1: 6.000 l SurTec 885 ! Kunde 2: 6.000 l SurTec 883 ! Kunde 3: 9.000 l SurTec 883
Einsatz in Portugal ! Kunde 4: 5.000 l SurTec 881
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Fazit
DREIWERTIGE CHROMVERFAHREN
! Ersatz von Chrom(VI) im Bereich dekorative Verchromung sofort möglich
! unterschiedliche Farbtöne prozesssicher einstellbar → individuelles Design damit möglich
! stabile Farbe auch nach hoher Badbelastung und langer Lebensdauer des Elektrolyten erzielbar, unterstützt durch den Einsatz der neuen Anoden mit Abschirmung
! Auswahl des dreiwertigen Chromverfahrens sollte immer nach den jeweiligen Anforderung an die Schicht erfolgen
SurTec 883 als Chrom (VI)-Ersatz allgemein + Interieur Automobil SurTec 881 als Chrom (VI)-Ersatz Exterieur Automobil
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Protection upgraded
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Vielen Dank.
- 18 - SurTec International GmbH - 18 - SurTec International GmbH
Zweck:
Eine Nachbehandlung ist für alle dreiwertigen Chrom-Prozesse notwendig, um eine korrosionsfestere Oxidschicht zu bilden
Eigenschaften
! Umweltverträglich
! Beinhaltet kein Chrom
! Einfache Abfallbehandlung
! Weniger Korrosion
! Tauchanwendung
! Einfaches Equipment; geringe Investition
! Nahezu keine Änderung der abgeschiedenen Farbe
Für alle Chrom(III)-Verfahren geeignet NACHBEHANDLUNG DREIWERTIG CHROM