Alkalischer Reiniger ersetzt Flusssäure beim Beizen

Aluminium-Druckgussteile werden oft mit Pulverlack beschichtet. Die Gründe dafür sind funktioneller Oberflächenschutz und ansprechendes Aussehen. Um beides bei Elektrowerkzeugen umzusetzen, ist vor dem Beschichten der Teile eine Vorbehandlung erforderlich.

Beizen lässt Lack auf Aluminium haften

So kommt bei gegossenen Aluminiumteilen häufig noch das Beizen mit Flusssäure zur Anwendung, damit die porigen Bauteiloberflächen leicht „angelöst“ und „geöffnet“ werden. Ziel ist die Maximierung der Lackschichthaftung. Das funktioniert sehr zuverlässig.

Allerdings hat das Beizen mit Flusssäure auch Schattenseiten. Aufgrund der geringen Dissoziation, der hohen Lipidlöslichkeit und Polymerisation ist Flusssäure gesundheitsschädlich. Daher hat der Werkzeughersteller Mafell in Oberndorf am Neckar vor kurzem die Vorbehandlung umgestellt: auf den alkalischen Reiniger Dansoclean A 6125 des Herstellers Dansotec, Würselen bei Aachen.

In einem Arbeitsgang schonend reinigen und beizen

Seit der Umstellung finden die Reinigung und das Beizen schonend in einem Arbeitsgang statt. Dennoch werden Trennmittel, die zum Entformen der Gussteile erforderlich sind, von den Oberflächen entfernt.

Damit verbunden ist ein Aufrauprozess: Die Poren der aus den Aluminiumlegierungen AlSiCu3 und AlSi9Cu3 gegossenen Gehäuse- und Geräteteile werden geöffnet. Dass der alkalische Reiniger dafür geeignet ist, war aus Versuchen mit anderen Teilen bekannt.

So wurden bei Dansotec schon Kontrollen zur Lackhaftung auf Aluminium-Druckgussteilen im Labor vorgenommen. Dabei kam das Gitterschnittverfahren zur Anwendung. Die Ergebnisse zeigten laut Mafell keinen Unterschied. Das ermöglichte, die Umstellung auf den alkalischen Reiniger in der Produktion innerhalb kurzer Zeit vorzunehmen, nachdem man den Wechsel bei der Reinigung spanend bearbeiteter Metallteile kurz zuvor abgeschlossen hatte.

Alkalischer Reiniger ersetzt gefährliche Flusssäure

Am Ende dieses Projekts stand auch das Gesundheitsrisiko beim Beizen mit Flusssäure zur Diskussion: Flusssäure dringt ins menschliche Gewebe ein. Das kann zu einer starken Verätzung tieferer Gewebeschichten und sogar der Knochen führen, ohne dass die Haut sichtbar verletzt ist. So kam der alkalische Reiniger bei den im Druck- und Sandguss gefertigten Aluminiumteilen des Werkzeugherstellers ins Spiel.

Der alkalische Reiniger wurde speziell entwickelt, um Phosphatschichten, Mikrozunder und stark schichtbildende Rückständen zu entfernen, zum Beispiel Ziehrückstände und Korrosionsschutzfett. Er hat sich bei der Reinigung spanend und spanlos bearbeiteter Teile etabliert. So lassen sich damit Bearbeitungsrückstände und Metallabrieb entfernen.

Alkalischer Reiniger vielseitig einsetzbar

Anwendbar ist der demulgierend eingestellte, wässrige Reiniger ab Raumtemperatur. Er eignet sich für die Spritz- und Hochdruck-Spritzreinigung, das Tauch-Druckflutverfahren sowie die Reinigung mit Ultraschallunterstützung. Als Produktmerkmal hebt Dansotec ein ausgeprägtes Schmutztragevermögen hervor.

Außerdem bietet er die Arbeitssicherheit und Umweltverträglichkeit, nach denen Mafell schon seit längerer Zeit beim Beizen von Aluminium-Druckgussteilen suchte. Einiges wurde als Ersatz für die Flusssäure ausprobiert, leider bot nichts die erforderliche Prozesssicherheit für die anschließende Pulverlackbeschichtung, die im Lackierbereich des Werkzeugherstellers mit der Reinigung und dem Beizen beginnt.

Praxistest für alkalischen Reiniger im Spritzverfahren

Zur Anwendung kommt das Spritzverfahren. Der Spritzdruck beträgt 1,2 bar. Diese erste Zone durchlaufen die Teile hängend mit einer Geschwindigkeit von 1,2 m/min. Für die Spritzreinigung wird der alkalische, wässrige Reiniger als 8%ige Lösung auf 50 °C temperiert und dessen pH-Wert kontinuierlich kontrolliert. Das geschieht derzeit noch manuell. Geplant ist jedoch, die pH-Kontrolle einschließlich der Nachdosierung zu automatisieren. Ziel sei die Optimierung der Reproduzierbarkeit von Prozess und Ergebnis.

In den nachfolgenden fünf Zonen werden die Teile gespült. Dabei kommt in der letzten Zone vor dem Trocknen reines VE-Wasser zur Anwendung, um Fleckenbildung zu vermeiden. Getrocknet wird im Umluftverfahren mit Heißluft (120 °C). Danach folgt die elektrostatische Beschichtung mit Pulverlack sowie dessen Vernetzung und Aushärtung in einem Heißluftofen.

Am Ende der Beschichtung findet eine regelmäßige Qualitätskontrolle statt: die Kontrolle der Lackschichthaftung im Gitterschnittverfahren. Dazu werden die Teile jeweils 1, 12 und 24 h lang in ein Wasserbad gelegt, das bei 90 °C eine maximale elektrische Leitfähigkeit von 35 µS hat. Der dann vorgenommene Gitterschnitt gibt Auskunft über die Schichthaftung – und somit über die Wirksamkeit des alkalischen Reinigers.