Rostfrei – auch ohne Chrom

Fuhr früher der Eismann klingelnd durch die Wohngebiete, um die Anwohner aus den Häusern zu locken, sind es heute die Altmetall-Sammler. Egal ob Kühlschränke, Waschmaschinen oder Autoteile – aufgrund der immer knapper werdenden Rohstoffe lässt sich mit Altmetall mittlerweile Geld machen.

Damit die Verwertung etwa von Altautos nicht zu einem Umwelt- und Gesundheitsrisiko wird, hat das Europäische Parlament eine Richtlinie erlassen: Seit Mitte 2007 verbietet sie toxische und krebserregenden Chrom(VI)-Verbindungen bei der Autoherstellung. Bis dahin schützte eine Chromatschicht unter dem Autolack die Karosserie vor Korrosion. Seitdem haben einige chrom(VI)-freie Schutzschichten den Weg in die Industriehallen gefunden – sie bieten jedoch nicht den gleichen Schutz wie Chrom(VI)-Schichten und lassen sich nicht auf allen Metalloberflächen einsetzen.

Forscher an den Fraunhofer-Instituten für Silicatforschung ISC in Würzburg und für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz sowie am Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH haben eine Alternative entwickelt – auf Basis von Nanokompositen. »Die neu entwickelten Nanomaterialien, die im Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden, haften gut auf den meisten der untersuchten Verzinkungsvarianten«, sagt Dr. Johanna Kron, Projektleiterin am ISC. Zur Herstellung tauchten die Forscher verzinkte Stahlbleche in ein Beschichtungssol und trugen eine Pulverbeschichtung auf.

Beschichtete Bleche unterzogen sie verschiedenen Belastungstests: So lagerten sie etwa angeritzte Bleche für 360 Stunden, also 15 Tage, in einer Kammer, in der Salzsole vernebelt wird und eine Temperatur von 35 Grad herrscht. Außerdem legten sie die Bleche für 240 Stunden, 10 Tage, in eine Klimakammer mit 100 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit. »Die meisten verzinkten Materialien werden durch diese Schichten ähnlich gut geschützt wie durch eine kommerzielle Gelbchromatierung. Im Vergleich zu einem am Markt befindlichen chromfreien System sowie einer Chrom(III)-Passivierung sind die neuen Schichten oft sogar leistungsfähiger«, sagt Kron.

Guter Korrosionsschutz ist eine Sache, doch lassen sich die so behandelten Bleche auch tiefziehen und biegen, ohne die Schicht zu zerstören? »Da die Schichten dünner als ein tausendstel Millimeter sind, kann man die chromfrei beschichteten Bleche genauso umformen wie gelbchromatierte Bleche«, erklärt Kron. Im Labormaßstab können die Forscher den Korrosionsschutz bereits herstellen. In etwa fünf Jahren, so schätzt die Expertin, könnte das System auf den Markt kommen.