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EP3129527A1 - Verfahren zur passivierung einer metallischen oberfläche - Google Patents

Verfahren zur passivierung einer metallischen oberfläche

Info

Publication number
EP3129527A1
EP3129527A1 EP15712058.5A EP15712058A EP3129527A1 EP 3129527 A1 EP3129527 A1 EP 3129527A1 EP 15712058 A EP15712058 A EP 15712058A EP 3129527 A1 EP3129527 A1 EP 3129527A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
component
light metal
conversion layer
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP15712058.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3129527B1 (de
Inventor
Michael Grabowski
Daniel BLUCHER
Michael Korte
Matthias Brettmann
Sannakaisa Virtanen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3129527A1 publication Critical patent/EP3129527A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3129527B1 publication Critical patent/EP3129527B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates
    • C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/20—Pretreatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/22—Servicing or operating apparatus or multistep processes

Definitions

  • the invention relates to a method for passivating a metallic surface of a light metal component according to the preamble of
  • the use of light metal components is industry-standard practice.
  • vehicle construction for example, vehicle bodies in mixed construction, for example, made of light metal and sheet steel parts to achieve a weight reduction.
  • aluminum or magnesium materials or alloys thereof can be used as the light metal.
  • the provided with the primer vehicle body is led to another coating station in which a top coat is done in the desired color by the customer.
  • the paint particles can be transported by an electrostatic field of high voltage standing support heads to the grounded body.
  • This topcoat is also followed by a continuous furnace in which curing of the topcoat takes place at high temperature.
  • a clearcoat is applied in a further coating station, which is also cured at high temperature in a subsequent drying step.
  • the light metal components are more susceptible to corrosion than the steel components. Especially paint undercuts and filiform corrosion are more common damage patterns.
  • a pickling passivation and the application of an anodic coating is common practice.
  • the commercial coatings only partially provide the necessary protective effect against self-corrosion, filiform corrosion and / or paint infiltration.
  • the high potential difference should be regarded as promoting corrosion.
  • the commercially available coating systems for light metal components do not exhibit sufficient passivating behavior and are often too "noble” (ie too high a corrosion potential), especially with respect to magnesium more noble metals (for example, aluminum) electrochemically polarized, there is an exponential increase in the corrosion current.
  • the object of the invention is to provide a method for passivating the metallic surface of a light metal component, in which, in particular with aluminum or magnesium, a sufficient passivation is achieved and a contact corrosion risk is reduced.
  • the invention is based on the idea of orienting the composition of the passivation solution, at least in principle, to the composition of human blood. Surprisingly, it has been found that certain components of human blood produce a protective and passivating coating on metal surfaces, especially of light metal such as aluminum and / or magnesium. In a specific embodiment of the invention, concentrations of individual constituents can be simulated essentially unchanged in the passivation solution.
  • a special Passivitations Colour in which using an aqueous, especially blood-like passivation on the metallic component surface a calcium phosphate-containing conversion layer is generated, the oxides and hydroxides of the component material and the passivation solution and contains amino acids ,
  • the light metal component formed with the passivated metallic surface can be used across industries.
  • the light metal component can be applied in the medical field.
  • the light metal component may optionally be used in the automotive sector, and that is visible within the vehicle or as externally visible outer part.
  • the light metal component can be realized as a vehicle-inner-side display frame, an aggregate part, a chassis part or a component of a seat frame structure.
  • the passivating anticorrosive primer (ie the conversion layer) produces a reduction of the self-corrosive currents by a factor of 10.
  • the pitting potential is increased by more than 0.5 V with a simultaneous reduction of the cathodic current densities.
  • the conversion layer according to the invention is very favorably in contact with nobler materials (such as aluminum or steel).
  • nobler materials such as aluminum or steel.
  • there is an increase in the penetration resistance by application of the coating that is, the higher the penetration resistance, the lower the corrosion currents, the penetration resistance behaves inversely proportional to the corrosion currents).
  • the conversion layer according to the invention generates low intrinsic corrosion currents and high passivity. In contact with aluminum and steel, only small contact corrosion currents result.
  • the passivation solution results in a compact calcium phosphate and aluminum hydroxide / oxide-containing coating with amino acids.
  • the layer morphology is constructed in the form of a lobe, with intermediate cracks which, for example, provide a sufficiently large residual conductivity in the case of a subsequent KTL deposition in a painting process.
  • the liquid starting component of the primer can penetrate into the cracks, resulting in good adhesion between the conversion layer and the primer.
  • a compact calcium phosphate and magnesium hydroxide / oxide-containing coating is obtained, the layer morphology of which is also formed in a lump-shaped manner.
  • the passivation solution may preferably have at least the following constituents as activators for activating the metal surface of the component:
  • NaCl with a concentration between 5500 and 7500, in particular
  • KCl with a concentration between 300 and 500, in particular
  • the passivation solution may have at least the following amino acids as catalysts and layer formers:
  • the amino acid L-isoleucine acts specifically as a layering agent that supports the adhesion of the conversion layer on the metallic component surface.
  • the passivation layer may preferably contain calcium phosphates.
  • the conversion layer may contain carbonaceous constituents.
  • the passivation solution may contain NaHCO 3 .
  • the carbonate formation is also dependent on possibly supplied C0 2 .
  • the passivating solution may contain Na pyruvate, with a concentration between 90 and 150 mg / l, in particular 110 mg / l.
  • an essential aspect of the invention is that certain components of human blood are transferred to the passivation solution in substantially unchanged concentrations.
  • the aqueous passivating solution may contain at least the following constituents, the concentrations of which are reproduced in their concentrations in human blood:
  • NaHCQ 3 with in particular 3700 mg / l Na pyruvate with in particular 110 mg / l
  • the passivation reaction according to the invention can be carried out at a pH of about 7. In this case, the coating reaction is slow. Alternatively, the coating reaction can also be in the acidic range occur. The coating reaction can be accelerated by increasing the temperature, - reducing the pH and / or by polarization and / or increasing the partial pressure of C0 2 .
  • the light metal component may be a vehicle part, which is first pretreated with the passivation solution according to the invention to form the conversion layer. The conversion layer of the component can be covered with at least one further layer in a subsequent coating process.
  • the coating process may comprise a first coating step in which a light metal KTL layer, ie an organic protective layer, is formed. This is done in a dipping process (ie light metal KTL) under applied DC voltage, whereby the paint particles dissolved in the immersion bath are attracted to the metallic component and remain there to form the light metal KTL layer.
  • a powder coating is then applied. This is done in a powder coating process with applied DC voltage.
  • the special clod-shaped layer morphology with the crack structures already mentioned above is of particular importance. This ensures namely in the dipping process and in the powder coating process sufficient electrical residual conductivity through the conversion layer.
  • the light metal component for example as a visible outer part
  • the body shell is then subjected to a conventional body painting process together with the light metal component mounted thereon. That is, there is a cataphoresis primer of the body shell in immersion process, in which under applied electrical DC voltage dissolved in the immersion paint particles are attracted to the body shell and stick there to form a primer.
  • the primed body shell is conveyed into a downstream continuous furnace, in which the primer is baked.
  • the green body provided with the primer is led to another coating station in which a KTL process takes place.
  • the KTL process is also followed by a continuous furnace in which the KTL layer burns in at high temperatures.
  • a conventional automotive paint system is applied, which is also baked in a subsequent drying step at high temperature.
  • the light metal component mounted on the green body is already precoated with a layer structure, namely with the conversion layer, the light metal KTL layer and the powder coating.
  • the light metal component is thus electrically insulated, so that the electroplated in the bodyshell painting process KTL layer no longer adhere, while the conventional automotive paint system can be easily applied to the already coated light metal component.
  • 1 shows the layer structure of a finished painted light metal component, which is intended to represent here an example externally attachable to the vehicle body outer part.
  • Figs. 2 to 4 are respective flowcharts illustrating coating processes for producing the layer structure shown in Fig. 1;
  • the layer structure 1 of a paint coating on the metal surface 25 of a body component 3 is shown by way of example in a greatly enlarged partial sectional view.
  • the body part 3 made of light metal, such as aluminum, magnesium or an alloy thereof.
  • the conversion layer 5 is coated by a light metal KTL layer 6.
  • a powder coating 7 is formed, on which a conventional automotive paint system 9 is applied.
  • the conversion layer 5 has a clod-shaped layer morphology, in which cracks 13 are formed between individual blocks 11.
  • the cracks 13 provide in a KTL coating process described later for a sufficient residual conductivity between a cathodic dip bath and the light metal material of the component 3.
  • the liquid starting component of the light metal KTL layer 6 penetrate into the cracks 13 and thereby increase the adhesive bond to the conversion layer 5.
  • Fig. 1 As well as the other Figs. 2 to 7, are made with a view to a simpler understanding of the invention. Therefore, the figures are only roughly simplified representations that do not reflect a realistic layer structure 1.
  • the conversion layer 5 actually has a layer thickness which lies in the ⁇ range. 2 to 4, a series lacquer process carried out in a lacquering plant is described, in which a passivation solution according to the invention is used: Accordingly, a passivation step P (FIG. 2) first follows. In the passivation step P, a degreasing, grinding and / or pickling of the component 3 is performed. The thus cleaned component 3 is then subjected to a passivation according to the invention, in which it is immersed in an immersion bath of the passivation solution.
  • composition of the aqueous passivating solution is basically based on the composition of human blood.
  • the passivation solution contains at least the following
  • NaCl and KCl in the passivation solution serve to activate the metal surface 25.
  • the amino acids D-Ca-pantothenate and myo-inositol are mainly responsible for the coating process and also have a catalyzing effect.
  • the components NaH 2 P0 4 and CaCl 2 support the coating process by incorporating the Ca 2+ and P0 4 3 " ions into the conversion layer 5.
  • the conversion layer 5 according to the invention also has carbonate-containing layer constituents. These are provided in the passivation solution by the component NaHC0 3 and C0 2 (from the atmosphere). Another component used for layer formation is the component Na pyruvate.
  • L-serine m 142 mg / l L-serine m 142 mg / l.
  • the above amino acids are also components of human blood whose concentrations are almost unchanged.
  • the passivation solution according to the invention is an aqueous treatment liquid whose pH is in the range of about 7 or in the acidic range.
  • the passivation takes place in the immersion bath at a treatment temperature in the range of 18 to 25 ° C.
  • the treatment time depends on the set pH value, the process temperature and optionally an additional polarization as well as the required nominal thickness of the coating.
  • the component 3 is fed to a rinsing / drying process.
  • the component 3 coated with the conversion layer 5 is provided in the further process sequence (according to FIG. 3) in a coating station 17 with a light metal KTL layer 6 (i.e., an organic protective layer).
  • the light metal KTL is carried out in common practice in the dipping process in which an electrical DC voltage is applied between the body 1 and the dip tank, whereby the dissolved in the dipping bath paint particles are attracted to the component 3 and adhere there evenly. Additionally required pre- or post-treatment steps are omitted for the sake of easier understanding of the invention.
  • the component 3 passes through a continuous furnace at a predetermined conveying speed, in which the light metal KTL layer 6 is baked at process temperatures in the range of, for example, 180 ° C.
  • a powder coating is applied, in which the layer 7 (FIG. 1) is applied to the component 3.
  • the paint particles are under tension by an electrostatic field standing pointed heads transported to the grounded component 3.
  • a further drying station 19 again a baking process in a continuous furnace.
  • the component coating process L ie process steps I and II of FIG.
  • the light metal component 3 is joined in a riveting process to a shell body 15 which has not yet been painted, in an exemplary possible application as a visible vehicle exterior part.
  • the green body 15 is conveyed in a continuous process in a body painting plant (see Fig. 4).
  • the primed shell body 15 is conveyed to a downstream continuous furnace 27, in which the primer is baked.
  • the green body 15 provided with the primer is led to a further coating station 29, in which a KTL process takes place.
  • the KTL process 29 is likewise followed by a continuous furnace 31, in which the coating is baked at high temperature. Subsequently, in a further coating station 33, a conventional automotive four-layer paint system 9 is applied, which is subsequently subjected to a baking process 35.
  • the body painting process shown in FIG. 4 is carried out with already pre-coated light metal component 3. That is to say that the light metal component 3 is electrically insulated, so that the cathodic electrocoating layer applied in the bodyshell painting process no longer adheres, whereas the conventional automobile paint system 9 (ie a four-layer structure) can be readily applied to the powder coating 7 of the light metal component 3.
  • the light metal component 3 is shown in different process steps in views corresponding to FIG. 1.
  • the light metal component 3 with cleaned and exposed metallic surface 25 is shown.
  • Fig. 6 the light metal component 3 is shown after passivation and outsourcing.
  • the conversion layer 5 is applied to the metallic surface 25 of the light metal component, namely with the Schollenmorphologie invention, ie with clod-like individual fragments 11 and intermediate cracks 13.
  • Fig. 7 is the light metal component 3 after the light metal KTL process shown, in which the starting component of the light metal KTL layer 6 soaks through the crack structure 13 of the conversion layer 5, whereby the adhesive bond between the conversion layer 5 and the light metal KTL layer 6 is substantially increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche (25) eines Leichtmetallbauteils (3), bei dem in einem Passivierungsschritt (P) eine Konversionsschicht (5) auf die Oberfläche (25) des Leichtmetallbauteils (3) aufgetragen wird. Erfindungsgemäß erfolgt ein Passivierungsschritt (P), bei dem unter Verwendung einer wässrigen Passivierungslösung auf der metallischen Bauteiloberfläche (25) eine kalziumphosphathaltige Konversionsschicht (5) erzeugt wird, die Oxide und Hydroxide des Bauteil-Werkstoffes und der Passivierungslösung aufweist sowie Aminosäuren enthält.

Description

Verfahren zur Passivierung einer
metallischen Oberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche eines Leichtmetallbauteils nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 sowie eine Passivierungslösung zur Bildung einer
Konversionsschicht für die metallische Oberfläche des Leichtmetallbauteils nach dem Patentanspruch 15. Der Einsatz von Leichtmetallbauteilen ist branchenübergreifend gängige Praxis. Speziell im Fahrzeugbau können beispielhaft Fahrzeugkarosserien im Mischbau zum Beispiel aus Leichtmetall- und Stahlblechteilen gefertigt werden, um eine Gewichtsreduzierung zu erzielen. Beispielhaft können als Leichtmetall Aluminium- oder Magnesium-Werkstoffe oder Legierungen davon eingesetzt werden.
Aus der DE 196 30 289 C2 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien bekannt. Demzufolge wird die Rohkarosserie vor dem eigentlichen Lackiervorgang einer Vorbehandlung unterzogen, bei der Karosserien zunächst in einer Spritz- und Volltauchzone entfettet werden. Anschließend werden die gereinigten Fahrzeugkarosserien in einem Phosphatier-Bad mit einer Zinkphosphat-Schicht überzogen. Diese dient als zusätzlicher Korrosionsschutz und als Haftvermittler für die nachfolgende Grundierung. Im Anschluss an diesen Vorbehandlungsschritt erfolgt eine Kataphorese-Grundierung im Tauchverfahren, bei dem unter angelegter elektrischer Gleichspannung die im Tauchbad gelösten Lackpartikel vom Karosserieblech angezogen werden und dort unter Bildung einer Grundierung haften bleiben. Anschließend wird die grundierte Fahrzeugkarosserie in einen nachgeschalteten Durchlaufofen gefördert, in dem die Grundierung eingebrannt wird. Darauffolgend wird die mit der Grundierung versehene Fahrzeugkarosserie zu einer weiteren Beschichtungsstation geführt, in der eine Decklackierung in dem vom Kunden gewünschten Farbton erfolgt. Hierbei können die Lackpartikel durch ein elektrostatisches Feld von unter Hochspannung stehenden Stützköpfen zu der geerdeten Karosserie transportiert werden. Dieser Decklackierung ist ebenfalls ein Durchlaufofen nachgeschaltet, in dem bei hoher Temperatur eine Aushärtung der Decklackierung erfolgt. Anschließend wird in einer weiteren Beschichtungsstation eine Klarlackschicht aufgebracht, die in einem nachfolgenden Trocknungsschritt ebenfalls unter hoher Temperatur ausgehärtet wird.
Bei im Mischbau gefertigten Fahrzeugkarosserien sind die Leichtmetallbauteile (aus Mg oder AI) im Vergleich zu den Stahl-Bauteilen korrosionsanfälliger. Vor allem Lackunterwanderungen und Filiformkorrosion sind häufiger auftretende Schadensbilder. Zum Schutz der Leichtmetall-Bauteile ist eine Beizpassivierung sowie die Applikation einer anodischen Beschichtung gängige Praxis. Die kommerziellen Beschichtungen bieten jedoch nur zum Teil die notwendige Schutzwirkung gegen Eigenkorrosion, Filiformkorrosion und/oder Lackunterwanderung. Vor allem im Kontakt mit Magnesium ist der hohe Potential unterschied als korrosionsfördernd zu betrachten.
Die kommerziell verfügbaren Beschichtungssysteme für Leichtmetallbauteile weisen kein ausreichend passivierendes Verhalten auf und sind oftmals insbesondere gegenüber Magnesium zu „edel" (das heißt zu hohe Korrosionspotentiale). Werden Magnesiumlegierungen durch den Kontakt mit edleren Metallen (zum Beispiel Aluminium) elektrochemisch polarisiert, kommt es zu einem exponentiellen Anstieg des Korrosionsstromes.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Passivierung der metallischen Oberfläche eines Leichtmetallbauteils bereitzustellen, bei der insbesondere bei Aluminium oder Magnesium eine ausreichende Passivierung erzielt wird sowie eine Kontaktkorrosionsgefahr herabgesetzt wird.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 15 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, sich bei der Zusammensetzung der Passivierungslösung zumindest grundsätzlich an der Zusammensetzung von menschlichem Blut zu orientieren. Überraschend wurde nämlich herausgefunden, dass bestimmte Komponenten des menschlichen Blutes eine schützende und passivierend wirkende Beschichtung auf Metalloberflächen, speziell aus Leichtmetall wie Aluminium und/oder Magnesium, erzeugen. In einer speziellen Ausführungsvariante der Erfindung können Konzentrationen einzelner Bestandteile im Wesentlichen unverändert in der Passivierungslösung nachgebildet werden. Vor diesem Hintergrund erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ein spezieller Passivierungsschritt, bei dem unter Verwendung einer wässrigen, insbesondere blutähnlichen Passivierungslösung auf der metallischen Bauteiloberfläche eine kalziumphosphathaltige Konversionsschicht erzeugt wird, die Oxide und Hydroxide des Bauteil-Werkstoffes und der Passivierungslösung aufweist und Aminosäuren enthält.
Das mit der passivierten metallischen Oberfläche ausgebildete Leichtmetallbauteil kann branchenübergreifend eingesetzt werden. Beispielhaft kann das Leichtmetallbauteil im medizinischen Bereich angewendet werden. Alternativ ist das Leichtmetallbauteil ggf. im Automobilbereich einsetzbar, und zwar sichtgeschützt innerhalb des Fahrzeugs oder als nach außen sichtbares Außenteil. Beispielhaft kann das Leichtmetallbauteil als ein fahrzeuginnenseitiger Display-Rahmen, ein Aggregateteil, ein Fahrwerksteil oder ein Bestandteil einer Sitzrahmenstruktur realisiert sein.
Der passivierend wirkende Korrosionsschutzprimer (das heißt die Konversionsschicht) erzeugt eine Reduktion der Eigenkorrosionsströme um den Faktor 10. Zudem erfolgt eine Erhöhung des Lochfrasspotentials um mehr als 0,5 V bei gleichzeitiger Reduzierung der kathodischen Stromdichten. Dabei ist die erfindungsgemäße Konversionsschicht sehr günstig im Kontakt zu edleren Materialien (wie zum Beispiel Aluminium oder Stahl). Zudem erfolgt mit der erfindungsgemäßen Konversionsschicht eine Reduktion der Kontaktkorrosionsströme mit Aluminium, Stahl, Zink, Kohlenstofffasern oder CFK. Ferner ergibt sich ein Anstieg des Durchtrittswiderstands durch Applikation der Beschichtung (das heißt je höher der Durchtrittswiderstand, desto geringer die Korrosionsströme; der Durchtrittswiderstand verhält sich umgekehrt proportional zu den Korrosionsströmen). Darüber hinaus wird ein passives Verhalten erzeugt, bei dem wesentlich geringere globale Korrosionsströme auftreten. Im Vergleich dazu ergeben sich bei herkömmlichen Konversionsschichten eine Vielzahl von feinverteilten lokalen Korrosionsstellen. Insgesamt ist hervorzuheben, dass die erfindungsgemäße Konversionsschicht niedrige Eigenkorrosionsströme sowie eine hohe Passivität erzeugt. Im Kontakt mit Aluminium und Stahl ergeben sich nur geringe Kontaktkorrosionsströme.
Bei einem Bauteil-Werkstoff aus Aluminium ergibt sich mit der Passivierungslösung eine kompakte kalziumphosphat- und aluminium- hydroxid/oxid-haltige Beschichtung mit Aminosäuren. Die Schichtmorphologie ist dabei schollenförmig aufgebaut, und zwar mit zwischengeordneten Rissen, die z.B. bei einer, in einem Lackierprozess nachfolgenden KTL-Abscheidung für eine ausreichend große Restleitfähigkeit sorgen. Zudem kann die flüssige Ausgangskomponente der Grundierung in die Risse eindringen, wodurch sich eine gute Haftfähigkeit zwischen der Konversionsschicht und der Grundierung ergibt. °
Alternativ dazu ergibt sich bei einem Bauteil-Werkstoff aus Magnesium eine kompakte kalziumphosphat- und magnesiumhydroxid/oxid-haltige Beschichtung, deren Schichtmorphologie ebenfalls schollenförmig ausgebildet ist.
Nachfolgend sind weitere optionale Merkmale der Erfindung beschrieben: So kann die Passivierungslösung bevorzugt als Aktivatoren zur Aktivierung der Metalloberfläche des Bauteils zumindest die folgenden Bestandteile aufweisen:
NaCI mit einer Konzentration zwischen 5500 und 7500, insbesondere
6400 mg/l; und/oder
KCl mit einer Konzentration zwischen 300 und 500, insbesondere
400 mg/l.
Sowohl NaCI als auch KCl wirken als Chlorid-Quelle und unterstützen eine Aktivierung der Schichtbildung, bei der vermehrt Werkstoff-Ionen aus der Oberfläche des Bauteils herausgelöst werden, die für die Schichtbildung notwendig sind. Zudem kann die Passivierungslösung als Katalysatoren und Schichtbildner zumindest die folgenden Aminosäuren aufweist:
D-Ca-Pantothenat mit einer Konzentration zwischen 2 und 5,
insbesondere 4 mg/l; und/oder
Myo-Inositol mit einer Konzentration zwischen 5 und 9,
insbesondere 7,2 mg/l, und/oder L-Isoleucin mit einer Konzentration zwischen 80 und 120, insbesondere 105 mg/l.
Die Aminosäure L-Isoleucin wirkt dabei speziell als ein Schichthaftmittel, das die Haftfähigkeit der Konversionsschicht auf der metallischen Bauteiloberfläche unterstützt.
Zur Unterstützung der Schichtbildung sind zudem Ca2+- und/oder P04 3"-lonen als Fragmente in der Konversionsschicht eingebaut. In diesem Fall kann bevorzugt die Passivierungsschicht Kalziumphosphate enthalten.
Darüber hinaus kann die Konversionsschicht karbonathaltige Bestandteile aufweisen. Zur Bereitstellung solcher karbonathaltigen Schichtbestandteile kann die Passivierungslösung NaHC03 enthalten. Die Karbonatbildung ist zudem abhängig von ggf. zugeführtem C02.
Als weiteren Hilfsstoff zur Unterstützung der Schichtbildung kann die Passivierungslösung Na-Pyruvat enthalten, und zwar mit einer Konzentration zwischen 90 und 150 mg/l, insbesondere 110 mg/l. Wie oben dargelegt, besteht ein wesentlicher Erfindungsaspekt darin, dass bestimmte Bestandteile des menschlichen Blutes in weitgehend unveränderter Konzentration auf die Passivierungslösung übertragen werden. Entsprechend kann die wässrige Passivierungslösung in einer Ausführungsvariante zumindest die folgenden Bestandteile enthalten, deren Konzentrationen ihren Konzentrationen in menschlichem Blut nachgebildet sind:
NaCI mit insbesondere 6400 mg/l
KCl mit insbesondere 400 mg/l
NaH2P04 mit insbesondere 124 mg/l
CaCI2 mit insbesondere 200 mg/l
NaHCQ3 mit insbesondere 3700 mg/l Na-Pyruvat mit insbesondere 110 mg/l
D-Ca-Pantothenat mit insbesondere 4 mg/l
Myo-Inositol mit insbesondere 7,2 mg/l
L-Isoleucin mit insbesondere 105 mg/l
Von wesentlicher Bedeutung für das Beschichtungsverhalten sind zumindest einer oder mehrere, insbesondere alle der folgenden Bestandteile der
Passivierungslösung:
L-Arginin«HCI mit insbesondere 84 mg/l
L-Cystin mit insbesondere 48 mg/l
L-Histidin«HOH20 mit insbesondere 42 mg/l
L-Leucin mit insbesondere 105 mg/l
L-Lysin-HCI mit insbesondere 146 mg/l
L-Methionin mit insbesondere 30 mg/l
L-Phenylalanin mit insbesondere 66 mg/l
L-Threonin mit insbesondere 95 mg/l
L-Tryptophan mit insbesondere 16 mg/l
L-Tyrosin mit insbesondere 72 mg/l
L-Valin mit insbesondere 94 mg/l
L-Serin mit insbesondere 42 mg/l
Cholinchlorid mit insbesondere 4 mg/l
Folsäure mit insbesondere 4 mg/l
Nicotinamid mit insbesondere 4 mg/l
PyridoxahHCI mit insbesondere 4 mg/l
Riboflavin mit insbesondere 0.4 mg/l
Thiamin-HCI mit insbesondere 4 mg/l
Die erfindungsgemäße Passivierungsreaktion kann bei einem pH-Wert von etwa 7 erfolgen. In diesem Fall läuft die Beschichtungsreaktion nur langsam ab. Alternativ kann die Beschichtungsreaktion auch im sauren Bereich stattfinden. Die Beschichtungsreaktion kann durch Erhöhung der Temperatur,- Reduzierung des pH-Wertes und/oder durch Polarisation und/oder Erhöhung des Partialdruckes von C02 beschleunigt werden. In einem speziellen Anwendungsfall kann das Leichtmetallbauteil ein Fahrzeugteil sein, das zunächst mit der erfindungsgemäßen Passivierungslösung unter Bildung der Konversionsschicht vorbehandelt wird. Die Konversionsschicht des Bauteils kann in einem folgenden Beschichtungprozess mit zumindest einer weiteren Schicht überdeckt werden.
Beispielhaft kann der Beschichtungsprozess einen ersten Beschichtungsschritt aufweisen, bei dem eine Leichtmetall-KTL-Schicht, d.h. eine organische Schutzschicht, gebildet wird. Dies erfolgt in einem Tauchverfahren (d.h. Leichtmetall-KTL) unter angelegter Gleichspannung, wodurch die im Tauchbad gelösten Lackpartikel vom metallischen Bauteil angezogen werden und dort unter Bildung der Leichtmetall-KTL-Schicht haften bleiben. In einem weiteren Beschichtungsschritt wird dann eine Pulverbeschichtung aufgebracht. Dies erfolgt in einem Pulverbeschichtungsprozess unter angelegter Gleichspannung. Im Hinblick auf eine prozesssichere Beschichtung ist die bereits oben erwähnte spezielle schollenförmige Schichtmorphologie mit den Rissstrukturen von besonderer Bedeutung. Diese gewährleistet nämlich im Tauchverfahren und im Pulverbeschichtungsprozess eine ausreichende elektrische Restleitfähigkeit durch die Konversionsschicht hindurch. Im Anschluß an den Bauteil-Beschichtungsprozess kann in einem möglichen Anwendungsfall das Leichtmetallbauteil, z.B. als ein sichtseitiges Außenteil, in einem Nietvorgang an die noch nicht lackierte Rohbaukarosserie gefügt werden. Die Rohkarosserie wird dann zusammen mit dem daran montierten Leichtmetallbauteil einem herkömmlichen Karosserie-Lackierprozess unterworfen. D.h. es erfolgt eine Kataphorese-Grundierung der Rohkarosserie im Tauch verfahren, bei dem unter angelegter elektrischer Gleichspannung die im Tauchbad gelösten Lackpartikel von der Rohkarosserie angezogen werden und dort unter Bildung einer Grundierung haften bleiben. Anschließend wird die grundierte Rohkarosserie in einen nachgeschalteten Durchlaufofen gefördert, in dem die Grundierung eingebrannt wird. Darauffolgend wird die mit der Grundierung versehene Rohkarosserie zu einer weiteren Beschichtungsstation geführt, in der ein KTL-Prozess erfolgt. Dem KTL- Prozess ist ebenfalls ein Durchlaufofen nachgeschaltet, in dem bei hoher Temperatur ein Einbrennen der KTL-Schicht erfolgt. Anschließend wird in einer weiteren Beschichtungsstation ein herkömmlicher automobiler Lackaufbau aufgebracht, der in einem nachfolgenden Trocknungsschritt ebenfalls unter hoher Temperatur eingebrannt wird.
Im obigen Karosserie-Lackierprozess ist das an der Rohkarosserie montierte Leichtmetallbauteil bereits mit einem Schichtaufbau vorbeschichtet, und zwar mit der Konversionsschicht, der Leichtmetall-KTL-Schicht und der Pulverbeschichtung. Das Leichtmetallbauteil ist somit elektrisch isoliert, so dass die im Rohkarosserie-Lackierprozess elektrisch applizierte KTL-Schicht nicht mehr haften bleiben, während sich der herkömmliche automobile Lackaufbau ohne weiteres auf das bereits beschichtete Leichtmetallbauteil applizieren lässt.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Schichtaufbau eines fertig lackierten Leichtmetallbauteils, das hier beispielhaft ein außenseitig an der Fahrzeugkarosserie anbringbares Außenteil darstellen soll;
Fig. 2 bis 4 jeweils Ablaufpläne, die Beschichtungsprozesse zur Herstellung des in der Fig. 1 gezeigten Schichtaufbaus veranschaulichen; und
Fig. 5 bis 7 jeweils stark vergrößerte Teilschnittansichten, die den
Beschichtungsprozess bis zum Auftragen der Leichtmetall-KTL- Schicht veranschaulichen. In der Fig. 1 ist in einer stark vergrößerten Teilschnittansicht beispielhaft der Schichtaufbau 1 einer Lackbeschichtung auf der Metalloberfläche 25 eines Karosserie-Bauteils 3 gezeigt. Beispielhaft ist hier das Karosserie-Bauteil 3 aus Leichtmetall gefertigt, etwa aus Aluminium, Magnesium oder eine Legierung davon. Demzufolge weist der Schichtaufbau 1 unmittelbar an der Werkstück- Oberfläche 25 des Leichtmetall-Bauteils 3 eine Konversionsschicht 5 auf, die zur Passivierung sowie zum Korrosionsschutz dient. Die Konversionsschicht 5 ist von einer Leichtmetall-KTL-Schicht 6 überzogen. Auf dieser ist eine Pulverbeschichtung 7 gebildet, auf der ein herkömmlicher automobiler Lackaufbau 9 aufgetragen ist. Wie aus der Fig. 1 weiter hervorgeht, weist die Konversionsschicht 5 eine schollenförmige Schichtmorphologie auf, bei der zwischen Einzelschollen 11 Risse 13 ausgebildet sind. Die Risse 13 sorgen in einem später beschriebenen KTL-Beschichtungsprozess für eine ausreichende Restleitfähigkeit zwischen einem KTL-Tauchbad und dem Leichtmetall- Werkstoff des Bauteils 3. Zudem kann während des mehrstufigen Beschichtungsprozesses die flüssige Ausgangskomponente der Leichtmetall- KTL-Schicht 6 in die Risse 13 eindringen und dadurch die Haftverbindung zur Konversionsschicht 5 steigern.
Die Fig. 1 , wie auch die weiteren Fig. 2 bis 7, sind im Hinblick auf ein einfacheres Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher sind die Figuren lediglich grob vereinfachte Darstellungen, die keinen realitätsgetreuen Schichtaufbau 1 wiedergeben. So weist die Konversionsschicht 5 tatsächlich eine Schichtdicke auf, die im μΐΎΐ-Bereich liegen. Nachfolgend wird anhand des in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ablaufplans ein in einer Lackieranlage durchgeführter Serienlackprozess beschrieben, in dem eine erfindungsgemäße Passivierungslösung Anwendung findet: Demzufolge erfolgt zunächst ein Passivierungsschritt P (Fig. 2). Im Passivierungsschritt P wird eine Entfettung, ein Schleifen und/oder Beizen des Bauteils 3 durchgeführt. Das so gereinigte Bauteil 3 wird dann einer erfindungsgemäßen Passivierung unterworfen, bei der sie ein Tauchbad aus der Passivierungslösung eingetaucht wird.
Die Zusammensetzung der wässrigen Passivierungslösung orientiert sich grundsätzlich an der Zusammensetzung von menschlichem Blut. Vor diesem
Hintergrund enthält die Passivierungslösung zumindest die folgenden
Hauptbestandteile, deren Konzentrationen identisch mit den Konzentrationen in menschlichem Blut sind:
NaCI mit 6400 mg/l
KCl mit 400 mg/l
NaH2P04 mit 124 mg/l
CaCI2 mit 200 mg/l
NaHC03 mit 3700 mg/l
Na-Pyruvat mit 110 mg/l
D-Ca-Pantothenat mit 4 mg/l Myo-Inositol mit 7,2 mg/l
L-Isoleucin mit 105 mg/l
Dabei dient NaCI und KCl in der Passivierungslösung zur Aktivierung der Metall-Oberfläche 25. Die Aminosäuren D-Ca-Pantothenat und Myo-Inositol sind hauptverantwortlich für den Beschichtungsprozess und weisen zudem eine katalysierende Wirkung auf. Die Komponenten NaH2P04 und CaCI2 unterstützen den Beschichtungsprozess durch Einbau der Ca2+- und P04 3"- lonen in die Konversionsschicht 5.
Die erfindungsgemäße Konversionsschicht 5 weist zudem karbonathaltige Schichtbestandteile auf. Diese werden in der Passivierungslösung durch die Komponente NaHC03 und C02 (aus der Atmosphäre) bereitgestellt. Als weiterer Hilfsstoff für die Schichtbildung dient die Komponente Na-Pyruvat.
Von wesentlicher Bedeutung für das Beschichtungsverhalten sind die folgenden Bestandteile der Pass vierungslösung:
L-Arginin«HCI m t 84 mg/l
L-Cystin m t 48 mg/l
L-Histidin«HCI-H20 m 142 mg/l
L-Leucin m 1 105 mg/l
L-Lysin«HCI m 1 146 mg/l
L-Methionin m 1 30 mg/l
L-Phenylalanin m 1 66 mg/l
L-Threonin m 1 95 mg/l
L-Tryptophan m 1 16 mg/l
L-Tyrosin m t 72 mg/l
L-Valin m t 94 mg/l
L-Serin m 142 mg/l. Die obigen Aminosäuren sind ebenfalls Bestandteile des menschlichen Blutes, deren Konzentrationen annähernd unverändert übernommen sind.
Insgesamt handelt es sich daher bei der erfindungsgemäßen Passivierungslösung um eine wässrige Behandlungsflüssigkeit, deren pH-Wert im Bereich von etwa 7 oder im sauren Bereich liegt. Die Passivierung erfolgt in dem Tauchbad bei einer Behandlungstemperatur im Bereich von 18 bis 25°C. Die Behandlungszeit richtet sich nach dem eingestellten pH-Wert, der Prozesstemperatur und gegebenenfalls einer zusätzlichen Polarisation sowie der geforderten Solldicke der BeSchichtung. Nach der Passivierung wird das Bauteil 3 einem Spül-/Trocknungsvorgang zugeführt.
Das mit der Konversionsschicht 5 beschichtete Bauteil 3 wird im vorliegenden Anwendungsfall in der weiteren Prozeßabfolge (gemäß der Fig. 3) in einer Beschichtungsstation 17 mit einer Leichtmetall-KTL-Schicht 6 (d.h. einer organischen Schutzschicht) versehen. Die Leichtmetall-KTL erfolgt in gängiger Praxis im Tauchverfahren, bei dem zwischen der Karosserie 1 und dem Tauchbecken eine elektrische Gleichspannung angelegt wird, wodurch die im Tauchbad gelösten Lackpartikel vom Bauteil 3 angezogen werden und dort gleichmäßig haften bleiben. Zusätzlich erforderliche Vor- oder Nachbehandlungsschritte sind aus Gründen des einfacheren Verständnisses der Erfindung weggelassen.
In einer nachgeschalteten Trocknungsstation 18 durchläuft das Bauteil 3 mit vorgegebener Fördergeschwindigkeit einen Durchlaufofen, in dem die Leichtmetall-KTL-Schicht 6 bei Prozesstemperaturen im Bereich von zum Beispiel 180°C eingebrannt wird. Anschließend wird im Prozessschritt II in einer Beschichtungsstation 20 eine Pulverbeschichtung, bei der die Schicht 7 (Fig. 1 ) auf das Bauteil 3 aufgetragen wird. Bei der Pulverbeschichtung 20 werden die Lackpartikel durch ein elektrostatisches Feld von unter Spannung stehenden Spitzköpfen zu dem geerdeten Bauteil 3 transportiert. Im Anschluss daran erfolgt in einer weiteren Trocknungsstation 19 abermals ein Einbrennvorgang in einem Durchlaufofen. Im Anschluss an den Bauteil-Beschichtungsprozess L (d.h. Prozessschritte I und II der Fig. 3) wird das Leichtmetallbauteil 3 in einem beispielhaft möglichen Anwendungsfall als ein sichtseitiges Fahrzeug-Außenteil in einem Nietvorgang an eine noch nicht lackierte Rohbaukarosserie 15 gefügt. Die Rohkarosserie 15 wird in einem kontinuierlichen Prozess in eine Karosserie-Lackieranlage (siehe Fig. 4) gefördert. Dort erfolgt eine Kataphorese-Grundierung 25 im Tauchverfahren, bei dem unter angelegter elektrischer Gleichspannung die im Tauchbad gelösten Lackpartikel von der Rohkarosserie 15 angezogen werden und dort unter Bildung einer Grundierung haften bleiben. Anschließend wird die grundierte Rohkarosserie 15 in einen nachgeschalteten Durchlaufofen 27 gefördert, in dem die Grundierung eingebrannt wird. Darauffolgend wird die mit der Grundierung versehene Rohkarosserie 15 zu einer weiteren Beschichtungsstation 29 geführt, in der ein KTL-Prozess erfolgt. Dem KTL- Prozess 29 ist ebenfalls ein Durchlaufofen 31 nachgeschaltet, in dem bei hoher Temperatur ein Einbrennen der Beschichtung erfolgt. Anschließend wird in einer weiteren Beschichtungsstation 33 ein herkömmlicher automobiler Vierschicht-Lackaufbau 9 aufgebracht, der nachfolgend einem Einbrennvorgang 35 unterworfen wird.
Der in der Fig. 4 gezeigte Karosserie-Lackierprozess wird mit bereits vorbeschichtetem Leichtmetallbauteil 3 durchgeführt. D.h. das Leichtmetallbauteil 3 ist elektrisch isoliert, so dass die im Rohkarosserie- Lackierprozess applizierte KTL-Schicht nicht mehr haften bleiben, wogegen sich der herkömmliche automobile Lackaufbau 9 (d.h. ein Vierschichtaufbau) ohne weiteres auf der Pulverbeschichtung 7 des Leichtmetallbauteils 3 applizieren lässt. In den Fig. 5 bis 7 ist in Ansichten entsprechend der Fig. 1 das Leichtmetall- Bauteil 3 in unterschiedlichen Prozessschritten gezeigt. So ist in der Fig. 5 das Leichtmetallbauteil 3 mit gereinigter sowie freigelegter metallischer Oberfläche 25 gezeigt. In der Fig. 6 ist das Leichtmetallbauteil 3 nach erfolgter Passivierung sowie Auslagerung gezeigt. Demzufolge ist die Konversionsschicht 5 auf der metallischen Oberfläche 25 des Leichtmetall- Bauteils appliziert, und zwar mit der erfindungsgemäßen Schollenmorphologie, das heißt mit schollenartigen Einzelfragmenten 11 sowie zwischengeordneten Rissen 13. In der Fig. 7 ist das Leichtmetallbauteil 3 nach erfolgtem Leichtmetall-KTL-Prozess gezeigt, bei der die Ausgangskomponente der Leichtmetall-KTL-Schicht 6 die Rissstruktur 13 der Konversionsschicht 5 durchtränkt, wodurch die Haftverbindung zwischen der Konversionsschicht 5 und der Leichtmetall-KTL-Schicht 6 wesentlich erhöht ist.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche (25) eines Leichtmetallbauteils (3), bei dem in einem Passivierungsschritt (P) eine Konversionsschicht (5) auf die Oberfläche (25) des Leichtmetallbauteils (3) aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Passivierungsschritt (P) unter Verwendung einer wässrigen Passivierungslösung auf der metallischen Bauteiloberfläche (25) eine kalziumphosphathaltige Konversionsschicht (5) erzeugt wird, die Oxide und Hydroxide des Bauteil-Werkstoffes und der Passivierungslösung aufweist sowie Aminosäuren enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die metallische Oberfläche (25) des Bauteils (3) durch ein Leichtmetall, insbesondere Magnesium, Aluminium oder Legierungen davon, gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung als Aktivatoren zur Aktivierung der Metalloberfläche (25) des Bauteils (3) zumindest die folgenden Bestandteile aufweist:
NaCI mit einer Konzentration zwischen 5000 und 8000, insbesondere
6400 mg/l; und/oder
KCl mit einer Konzentration zwischen 300 und 500, insbesondere 400 mg/l.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung als Katalysatoren und Schichtbildner zumindest die folgenden Aminosäuren aufweist:
D-Ca-Pantothenat mit einer Konzentration zwischen 2 und 20,
insbesondere 4 mg/l; und/oder
Myo-Inositol mit einer Konzentration zwischen 2 und 20,
insbesondere 7,2 mg/l.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung als Schichthaftmittel zumindest die folgende Aminosäure aufweist:
L-rlsoleucin mit einer Konzentration zwischen 90 und 150, insbesondere 105 mg/l. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung zur Unterstützung der Schichtbildung zumindest die folgenden Bestandteile enthält, die als Fragmente (das heißt Ca2+ oder P04 3") in die Konversionsschicht integriert werden:
NaH2P04 mit einer Konzentration zwischen 100 und 170, insbesondere 124 mg/l, und/oder
CaCI2 mit einer Konzentration zwischen 170 und 300, insbesondere 200 mg/l. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsschicht (5) zur Unterstützung der Schichtbildung karbonathaltige Bestandteile aufweist, und dass insbesondere zur Bereitstellung der karbonathaltigen Bestandteile die Passivierungslösung NaHC03 enthält, und zwar insbesondere mit einer Konzentration zwischen 3500 und 4500, insbesondere 3700 mg/l.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung zur Unterstützung der Schichtbildung Na-Pyruvat enthält, und dass dessen Konzentration zwischen 90 - 170 mg/l, insbesondere bei 10 mg/l liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Passivierungslösung in einem neutralen bis sauren Bereich liegt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Passivierungslösung zumindest die folgenden Bestandteile enthält, deren Konzentrationen ihren Konzentrationen in menschlichem Blut nachgebildet sind:
NaCI mit insbesondere 6400 mg/l
KCl mit insbesondere 400 mg/l
NaH2P04 mit insbesondere 124 mg/l
CaCI2 mit insbesondere 200 mg/l
NaHC03 mit insbesondere 3700 mg/l
Na-Pyruvat mit insbesondere 110 mg/l
D-Ca-Pantothenat mit insbesondere 4 mg/l
Myo-Inositol mit insbesondere 7,2 mg/l
L-Isoleucin mit insbesondere 105 mg/l 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung zur Steigerung des Beschichtungsverhaltens zumindest eine oder mehrere, insbesondere alle der folgenden Bestandteile enthält:
L-Arginin»HCI mit 50 bis 120, insbesondere 84 mg/l
L-Cystin mit 30 bis 80, insbesondere 48 mg/l L-Histidin«HOH20 m 1 25 bis 65, insbesondere 42 mg/l
L-Leucin m 1 70 bis 140, insbesondere 105 mg/l
L-LysirrHCI m 1 110 bis 170, insbesondere 146 mg/l
L-Methionin m 1 20 bis 50, insbesondere 30 mg/l
L-Phenylalanin m it 40 bis 80, insbesondere 66 mg/l
L-Threonin m it 60 bis 120, insbesondere 95 mg/l
L-Tryptophan m it 13 bis 20, insbesondere 16 mg/l
L-Tyrosin m it 40 bis 90, insbesondere 72 mg/l
L-Valin m it 60 bis 120, insbesondere 94 mg/l
L-Serin m it 20 bis 60 insbesondere 42 mg/l
Cholinchlorid m it 2 bis 10, insbesondere 4 mg/l
Folsäure m it 2 bis 10, insbesondere 4 mg/l
Nicotinamid m it 2 bis 10, insbesondere 4 mg/l
Pyridoxal«HCI m it 2 bis 10, insbesondere 4 mg/l
Riboflavin m it 0,2 bis 1 , insbesondere 0,4 mg/l
Thiamin-HCI m it 2 bis 10, insbesondere 4 mg/l
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsschicht (5) des Bauteils (3) in einem folgenden Beschichtungsprozess (L) mit zumindest einer Schicht (6, 7, 9) überdeckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsprozess (L) einen ersten Beschichtungsschritt (I) aufweist, bei dem eine Leichtmetall-KTL-Schicht (6), d.h. eine organische Schutzschicht, gebildet wird, und zwar insbesondere in einem Tauchverfahren unter angelegter Gleichspannung, wodurch die im Tauchbad gelösten Lackpartikel vom metallischen Bauteil (3) angezogen werden und dort unter Bildung der Leichtmetall-KTL-Schicht (6) haften bleiben, und/oder mit zumindest einem weiteren Beschichtungsschritt (II), bei dem zumindest eine Schicht (7) aufgebracht wird, und zwar insbesondere in einem Pulverbeschichtungsprozess unter angelegter Gleichspannung. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionsschicht (5) mit einer schollenförmigen Schichtmorphologie (11 ) mit Rissstrukturen (13) ausgebildet wird, und dass insbesondere die Schichtmorphologie (11 ) beim ersten Beschichtungsschritt (I) eine ausreichende elektrische Restleitfähigkeit zwischen dem Tauchbad und dem Bauteil-Werkstoff gewährleistet und/oder durch Eindringen der flüssigen Ausgangskomponente der Leichtmetall-KTL-Schicht (6) eine Haftverbindung zwischen der Konversionsschicht (5) und der Leichtmetall-KTL-Schicht (6) steigert.
Passivierungslösung zur Bildung einer Konversionsschicht (5) für eine metallische Oberfläche (25) eines Leichtmetallbauteils (3) in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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