Einfluss von Schleifparametern klären

Ein weit verbreitetes Verfahren zur mechanischen Oberflächenvorbereitung von Aluminiumbauteilen vor einer nachfolgenden Beschichtung ist das Schleifen, was u.a. in der Automobilindustrie, dem Schienenfahrzeugbau und dem Fassadenbau Anwendung findet. Die angewandten Schleifprozesse führen jedoch zu einer Verformung der oberflächennahen Bereiche der Werkstoffe. Die daraus resultierenden submikrokristallinen plastischen Verformungszonen (sog. Beilby-Schichten) sind aufgrund des hohen Energieeintrags beim Schleifen hochgradig gestört und damit elektrochemisch sehr aktiv, was mit einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber Filiformkorrosion im beschichteten Zustand einhergeht.

Um die Korrosionsneigung zu verringern, werden die Werkstoffe bzw. Halbzeuge einer chemischen Vorbehandlung unterzogen, die zu einem Abtrag der Verformungszone führen soll, andererseits aber einen unerwünschten Materialverlust darstellt, der außerdem als Metallschlamm entsorgt werden muss. Die notwendigerweise abzutragende Schichtdicke ist von der Art und Intensität der Vorbehandlung abhängig und unterliegt keiner einheitlichen Festlegung, sondern wird bei Herstellern und Verarbeitern unterschiedlich gehandhabt. Gleiches gilt für die Parameter des Schleifprozesses. In Korrosionstests wird deshalb immer wieder eine breite Streuung von Testergebnissen bei scheinbar gleicher Herstellung, Vorbehandlung, Beschichtung und korrosiver Belastung festgestellt.

Das Forschungsvorhaben soll klären, wie die üblicherweise verwendeten Schleifparameter die Korrosionseigenschaften beschichteter Aluminiumhalbzeuge beeinflussen. Neben dem Wärmeeintrag beim Schleifen sollen grundlegende Untersuchungen zum Gefüge der Verformungszone sowie zur Oberflächenaktivität und zum Korrosionsverhalten der Werkstoffe erfolgen. Aufbauend auf diesen Untersuchungen führen die Forscher praxisnahe Korrosionsprüfungen mit geschliffenen und beschichteten Blechen durch. Elektrochemische und werkstoffanalytische Untersuchungen ergänzen diese Tests. Aus dem sich ergebenden Gesamtbild der Studie wird ein qualitatives Modell zur Erklärung der Wechselwirkungen Schleifen / Vorbehandlung / Beschichtung / Korrosionsverhalten erstellt. Daraus wird anschließend eine Handlungsanweisung zur Vereinheitlichung der Schleifbedingungen und Optimierung der Folgeschritte angelegt, die zu einer Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaften bei verringerter Streubreite der Ergebnisse führen soll.

Das Projekt wird über die AiF vom BMWi gefördert und läuft bis Dezember 2023.