Funktionale Chromschichten zwischen Autorisierung und Substitution

Oberflächen 07. 08. 2019

Von Dr.-Ing. Martin Metzner

Funktionale Chromschichten bringen einen ganzen Strauß von Eigenschaften mit sich, die in Summe oder auch nur in Teilen von keiner anderen Schicht erreicht werden. Warum die Hartchromschicht in vielen Endanwendungen so hervorragend funktioniert, wissen oft weder Beschichter noch Anwender im Detail. Es wäre zwar schön, das besser zu verstehen, aber Leidensdruck dazu gab es bisher nicht. Das hat sich spätestens mit dem Sunset Date für sechswertige Chromverbindungen am 21. September 2017 grundlegend geändert.

Es ist zu erwarten, dass die aktuell laufenden Autorisierungsanträge von Konsortien positiv beschieden werden, jedoch muss dabei von Befristungen endend im September 2024 ausgegangen werden. Die Anzeichen sind deutlich, dass bei künftigen Autorisierungen die Analyse der Alternativen sehr spezifisch in Bezug auf die Anwendungseigenschaften ausgeführt werden muss. Vor allem mit dem Ziel möglichst langer Fristen. Dazu bedarf es aber der exakten Aufarbeitung, welche der vielfältigen positiven Eigenschaften von Hartchromschichten (Antiadhäsionsverhalten, chemische Beständigkeit, einstellbare Risszahlen, Verschleißbeständigkeit, gute Haftung, einstellbare Topographie…, um nur wenige zu nennen) relevant sind für die jeweilige industrielle Anwendung. Laufende Projekte am Fraunhofer IPA zur Analyse der Alternativen für verschiedenste Industriezweige ergeben, dass sich oft komplexe Anwendungseigenschaften als relevant erweisen, die sich wiederum aus einzelnen Werkstoffeigenschaften der Schichten zusammensetzen. Losbrechkräfte gegen definierte Gegenkörper unter spezifischen Umgebungsbedingungen sind dafür nur ein Beispiel.

Das Wesentliche dabei ist, solche Anwendungseigenschaften nicht nur zu benennen, sondern – soweit möglich – prüf- und quantifizierbar zu machen. Dabei zeigt die Erfahrung – wenig überraschend –, dass als potenzielle Alternativen in Betracht gezogene Schichten, seien sie mit galvanischen oder mit anderen Verfahren erzeugt, bestenfalls kleine Teile des Anwendungsspektrums besetzen können. Die spezifische Elektrokristallisation (Kristalltextur und Kristallgröße) sowie die Reinheit von Fremdstoffen führen bei der Verchromung aus sechswertigen Elektrolyten offensichtlich zu einem Paket günstiger Eigenschaften, das aktuell absehbar von keinem anderen System erreicht werden kann. Die saubere und spezifische Aufarbeitung dieser wichtigen Eigenschaften in der Analyse der Alternativen und anlagentechnische Maßnahmen zum sicheren Schutz von Mensch und Umwelt sind zwingend notwendige Maßnahmen, um eine langfristige REACh-Autorisierung zu erhalten und die Endkunden weiterhin innerhalb der EU beliefern zu können.

Titelbild: Dr.-Ing. Martin Metzner (Bild: Fraunhofer IPA)

 

Versuchsanlage für die Präzisionsbeschichtung mittels Verfahren der Galvanotechnik (Bild: Fraunhofer IPA)

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