Alternativen zu Chrom-VI?

Galvaniken - Auto-, Bau- und Elektroindustrie haben in diesen Tagen eines gemeinsam: Angesichts des kommenden Chrom- VI-Verbots suchen sie ein Verfahren, das mindestens so gut und wirtschaftlich ist wie die Gelbchromatisierung. Zeigt Dickschicht-Passivierung neue Persperktiven?

11. Oktober 2005

Unternehmer und Experten erwarten steigende Kosten für verzinkte Werkstücke. Grund dafür ist die EU-Altautoverordnung, die ab 2006 sukzessive in Kraft tritt und neben Cadmium, Blei und Quecksilber auch Chrom-VI verbietet. Die so genannte Gelbchromatierung mit sechswertigem Chrom galt bislang als das zuverlässigste und günstigste Mittel, verzinkte Metalle vor Korrosion zu schützen.

Einen positiven Nebeneffekt hat die viel geschmähte EU-Richtlinie allerdings: Die jetzt neu entwickelten Verfahren weisen zum Teil einen wesentlich höheren Korrosionsschutz auf als die Gelbchromatierung. Die in der Galvanikbranche als Ersatz zur Chrom-VI-Beschichtung favorisierte Dickschichtpassivierung beispielsweise hält im Weißkorrosionstest bis zu 250 Stunden, die Gelbchromatierung dagegen nur bis zu 160 Stunden. Mit einer zusätzlichen Versie­gelung durch eine silikathaltige Lösung schützt die Dickschichtpassivierung das Werkstück sogar 480 Stunden vor dem aggressiven Salznebel. Das Dickschichtpassivierungskonzentrat besteht hauptsächlich aus Chrom-III sowie einigen organischen und anorganischen Bestandteilen. Nachteil: Alle chrom-VI-freien Verfahren erfordern neben einem höheren Prozessaufwand auch eine weitaus intensivere Prozesskontrolle, so auch die Dickschichtpassivierung. »Die chemische Zusammensetzung muss sehr genau überwacht werden. Das betrifft sowohl die Bäder für die Dickschichtpassivierung als auch die vorherige Verzinkung«, so Martin Groß, Leiter Galvanik bei der MTP Grillo Peißenberg GmbH.

Keine Kostentreiber gesucht

Nach Angaben des Zentral­verbandes Oberflächentechnik verhindert jeder in der Galvanotechnik eingesetzte Euro Schäden in Höhe von 150,- Euro. Dieses Verhältnis wird sich in Zukunft wohl ungünstig verändern: Chrom-VI-freie Verfahren treiben die Preise 10 bis 20 % in die Höhe, weil Galvaniken die Investitionskosten in neue Anlagen oder neue Beschichtungsmaterialien an die Kunden weiterzugeben versuchen. Gegenüber einem Liter Gelbchromatierung mit 6-12 Cent kostet ein Liter Dickschichtpassivierung mit etwa 60 Cent mindestens das Zehnfache. Und während die Gelbchromatierung eine Badetemperatur von nur 20 Grad erfordert, verlangt die Dickschichtpassivierung 50-60 Grad Celsius. »Hinzu kommen zusätzliche Kosten, weil bei der Dickschichtpassivierung die zu beschichtenden Teile besser vorgewärmt in das Bad eingetaucht werden sollten und entstehende Aerosole abgesaugt werden müssen«, weiß Peter Wagner, Vertriebsleiter von Chemopur in Herne. Für den Hersteller galvanochemischer Lösungen bedeutet die Umstellung keinen großen Aufwand. Galvaniseure jedoch »…müssen sich jeweils entscheiden, ob sie umrüsten und damit Kunden verprellen, die noch Gelbchromatierung wünschen, oder umgekehrt«, so Wagner.

Kapital und Know-how

Je nach Anlage kann eine Umrüstung auf die Dickschichtpassivierung 2.000 bis 10.000 Euro kosten. Eine gänzlich neue Anlage kostet etwa eine halbe Million Euro. Nur mit den entsprechenden Möglichkeiten ausgestattete Unternehmen können sich also die Investition leisten. »Die Verordnung wird eine Selektierung der Firmen bewirken, in diejenigen, die sich neue und gleichwertige Verfahren leisten können und jene, die es nicht können«, prognostiziert Prof. Dr. Christine Jakob von der Technischen Universität Ilmenau. »Damit kann allerdings die se Verordnung ein Paradebeispiel dafür sein, wie sich ausgehend von europäischen Umweltstandards eine globale Industrie auf ein technologisch neues Niveau begibt.«

Die Schwierigkeiten bestehen aber nicht nur in der Investition in die neue Technik, sondern auch im oft noch fehlenden technologischen Know-how der Unternehmen. Für den Betriebs- oder Lohngalvaniker naht der Tag der Wahrheit: »Hat er seine Prozesse gut genug im Griff, dass er auch mit einem noch unvertrauten und viel komple­xeren Verfahren die Kunden­erwartungen erfüllen und den notwendigen Korrosionsschutz gewährleisten kann?«, formuliert Martin Groß von MTP Grillo Peißenberg die Gretchenfrage der Oberflächentechnik. »Der Prozess der Dickschicht-Passivierung ist wesentlich komplexer als die Gelbchromatierung«, fährt er fort. »Nicht nur muss die chemische Zusammensetzung ständig kontrolliert werden, auch physikalische Parameter wie Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeit, Stromstärke und die Anodenanordnung im Bad müssen genau aufeinander abgestimmt sein.« Der Leiter des Galvanik-Teams weiß, wovon er spricht: Drei Monate dauerte es, bis er für ein Produkt die optimale Konzen­tration des chemischen Grundstoffes ermittelt hatte. »Wenn eine Firma nicht über die notwendige Erfahrung mit den neuen Beschichtungsmethoden verfügt, kann es passieren, dass das fertige Werkstück durch Schleier oder Schlieren optische Mängel aufweist. Wichtiger ist natürlich der Korrosionsschutz: Im Extremfall verringert er sich durch unsachgemäßes Beschichten auf 50 Stunden.«

Blauchromatisierung

Wegen der Komplexität neuer Verfahren werden sich viele Galvaniker für die günstige und einfache Umrüstung auf die so genannte Blauchromatierung mit dreiwertigem Chrom entscheiden. Hier sind keine großen Umrüstungen erforderlich, nur die Elektrolytlösungen werden ausgetauscht und die Entsorgung angepasst. Allerdings ist das Dünnschicht-Passivierung genannte Verfahren mit nur 48 Stunden Korrosionsschutz längst nicht so beständig wie die Gelbchromatierung. Seit Mai dieses Jahres arbeitet MTP Grillo Peißenberg daran, den letzten Mangel der Dickschicht-Passivierung auszuräumen: Nanotechnologie soll einen ähnlichen Selbstheilungseffekt bei den Oberflächen bewirken, wie ihn bisher die Gelbchromatierung erreichte.

Andreas Wolfrat, MTP Grillo

Erschienen in Ausgabe: 07/2005