Yonglihao ist ein Lohnfertiger für CNC-Bearbeitung. Für uns endet Qualität nicht bei der Werkzeugmaschine.
Korrosionsschutzbeschichtungen sind ein fester Bestandteil unserer Prozesse und beeinflussen Funktion, Maßgenauigkeit und Lebensdauer der Teile.
In diesem Artikel zeige ich, welche Beschichtungen für präzisionsgefertigte Teile geeignet sind, wo die Grenzen der Verfahren liegen und wie Sie die Qualität schnell prüfen können.
Was eine gute Beschichtung leisten muss
Eine Beschichtung schützt Präzisionsdrehteile nur dann gut, wenn sie zur Umgebung, zum Material und zur Form passt. Sonst wird sie zum Risiko für Passungen und Funktion.
In der Praxis schützen Beschichtungen auf zwei Wegen. Sie bilden eine Barriere, die Feuchtigkeit abhält. Zinkbasierte Systeme bieten zudem eine Opferwirkung. Dabei reagiert das Zink zuerst und schützt so den Stahl.
Bei Präzisionsdrehteilen sind Korrosionsschäden besonders kritisch. Schon kleinste Schäden an Kanten, Bohrungen oder Passflächen haben große Auswirkungen. Typische Schadensbilder sind Flächenkorrosion, Lochkorrosion und Kontaktkorrosion.
Für die Auswahl ist daher wichtig: Wie viel Schutz ist nötig? Wo darf die Schicht aufgetragen werden und wo nicht?
Auswahlkriterien: Werkstoff, Umgebung, Geometrie & Toleranzen
Die Auswahl beginnt mit den Rahmenbedingungen. Definieren Sie vier Punkte sauber: Werkstoff, Korrosionsbelastung, Funktionsflächen und Temperaturbereich. Dann bleiben meist nur ein oder zwei sinnvolle Systeme übrig.
Ich nutze dafür immer die gleiche Logik. Was greift das Teil an (Feuchte, Salz, Chemie)? Aus welchem Material besteht es (Stahl, Alu, Edelstahl)? Und welche Bereiche sind funktional kritisch (Gewinde, Dichtsitze, Lagerpassungen)?
Die Norm DIN EN ISO 12944 hilft bei der Bewertung der Umgebung. Sie teilt Umgebungen in Kategorien wie C1 bis C5 und CX ein. Die Schutzdauer wird oft in Zeitfenstern angegeben: kurz (bis 7 Jahre), mittel (7–15 Jahre) oder lang (über 15 Jahre). Diese Zahlen entscheiden, ob ein einfaches System reicht oder ein Mehrschichtaufbau nötig ist.
Je höher die Kategorie und die erwartete Schutzdauer, desto wichtiger werden Vorbehandlung und Schichtdicke.
Bei Präzisionsdrehteilen entscheidet oft die Maßkette. Eine Schichtdicke von 20 µm pro Seite bedeutet 40 µm mehr auf dem Durchmesser. Das kann eine enge Passung mit 0,02 mm Toleranz unbrauchbar machen.
Zur Auswahl gehört daher immer die Angabe, welche Flächen beschichtet werden dürfen. Andere müssen eventuell abgedeckt oder nachbearbeitet werden.
Fünf Schlüsselvariablen und ihr Einfluss
- Schichtdicke (z. B. 15–30 µm vs. 80–120 µm): Beeinflusst die Schutzreserve, aber auch die Gängigkeit von Gewinden und Passmaßen.
- Vorbehandlung (z. B. Sa 2½ vs. nur Reinigen): Bestimmt die Haftung und wie schnell die Schicht unterrostet.
- Oberflächenrauheit (z. B. Rz 25–60 µm): Sorgt für die mechanische Verankerung. Zu glatte Flächen führen zum Abplatzen, zu raue zu Kantenrost.
- Aushärte-Temperatur und Zeit (z. B. 160–200 °C): Beeinflusst die Härte, die Stabilität und die Beständigkeit gegen Chemikalien.
- Medienprofil (Wasser/Salz/Öle/sauer): Entscheidet, ob eine einfache Barriere reicht oder ein zinkbasiertes System nötig ist.
Die wichtigsten Arten von Korrosionsschutz-Beschichtungen
KTL-Beschichtung
Die KTL (kathodische Tauchlackierung) ist ein elektrochemischer Tauchprozess. Er erzeugt sehr gleichmäßige Schichten, auch in schwer zugänglichen Bereichen. Typische Schichtdicken liegen zwischen 15 und 35 µm. Das ist dünn genug für viele Teile, aber dick genug für einen guten Schutz.
KTL ist ideal für die Serienfertigung. Sie liefert eine wiederholbare Qualität bei komplexen Teilen.
KTL ist nicht ideal, wenn scharfe Passflächen blank bleiben müssen. Auch eine unsaubere Prozessführung ist ein Problem. Die Einbrenntemperaturen liegen bei etwa 160–190 °C. Das ist für viele Stähle unkritisch, kann aber bei empfindlichen Baugruppen eine Rolle spielen.
Bei sehr engen Passungen empfehle ich, Funktionsflächen klar zu definieren und eventuell abzudecken.
Pulverbeschichtung
Die Pulverbeschichtung ist eine thermisch gehärtete, sehr robuste Schicht. Sie hat eine gute Schlag- und Abriebfestigkeit. In der Praxis sind Pulverschichten oft 60–120 µm dick. Genau diese Dicke macht das Verfahren für Präzisionspassungen oft ungeeignet.
Es passt gut zu Haltern, Gehäusen oder Teilen, bei denen die Optik und mechanische Stabilität wichtig sind.
Pulvern eignet sich nicht für Gewinde oder Dichtsitze, wenn keine Nacharbeit geplant ist. Die Aushärtung erfolgt meist bei 160–200 °C. Das beeinflusst das Handling und die Materialwahl, zum Beispiel bei Teilen mit Kunststoffeinsätzen.
Für Präzisionsdrehteile funktioniert Pulvern am besten, wenn Funktionsflächen sauber ausgespart werden.
Nasslackierung
Die Nasslackierung ist die flexibelste Option. Sie eignet sich für kleine Stückzahlen oder besondere optische Wünsche. Typische Trockenschichtdicken liegen bei 25–50 µm pro Schicht. Zwei Schichten ergeben oft 50–100 µm, was eine genaue Planung der Passungen erfordert.
Nasslack ist gut, wenn eine spätere Reparatur, ein bestimmter Farbton oder UV-Schutz wichtig sind.
Die Grenzen liegen bei hohen mechanischen Belastungen oder instabilen Prozessen. Bei feinen Drehteilen ist Sprühnebel (Overspray) ein Problem. Schon kleinste Mengen auf Kanten können die Montage stören. Daher sind Abdeckungen und eine definierte Aufhängung Pflicht.
Die Qualität hängt stark vom Prozess ab. Ohne saubere Vorbehandlung ist der Lack zwar schön, aber nicht dicht.
Zink-Thermodiffusion
Bei der Zink-Thermodiffusion wird Zink in die Oberfläche eingebracht. Das Verfahren liefert einen sehr robusten Korrosionsschutz. Die Schichtdicken liegen oft bei 20–50 µm. Die Prozesstemperaturen von etwa 320–450 °C können jedoch die Festigkeit mancher Stähle beeinflussen.
Wenn Salznebel oder aggressive Umgebungen vorherrschen, ist dies oft eine der besten Optionen.
Das Verfahren ist nicht für Teile geeignet, die ihre Wärmebehandlung behalten müssen. Der Vorteil: Das Risiko von Wasserstoffversprödung bei hochfesten Stählen ist geringer als bei anderen Zink-Verfahren. Das ist ein starkes Argument für kritische Präzisionsteile.
Auch hier müssen Schichtdicke und Nacharbeit bei engen Passungen genau geplant werden.
Duplex-System
Ein Duplex-System kombiniert eine Zink-Grundschicht mit einer organischen Deckschicht wie Lack oder Pulver. Typische Gesamtdicken liegen bei 80–200 µm. Das erhöht den Korrosionsschutz, schließt aber eine Anwendung auf Maßflächen fast immer aus.
Das System ist ideal für den Außenbereich, wo UV-Schutz und eine lange Lebensdauer gefordert sind.
Duplex passt nicht, wenn Präzisionspassungen im beschichteten Zustand funktionieren müssen. Der Aufbau lohnt sich vor allem in hohen Korrosivitätskategorien (C4/C5/CX). Die Zinkbasis bremst Unterrostung, und der Decklack schützt vor UV-Strahlung und Medien.
Bei Präzisionsdrehteilen eignet sich Duplex oft für „Trägerteile“, nicht für Teile mit Passungen.
Acrylbeschichtung
Acrylsysteme sind oft wasserbasiert, UV-stabil und optisch ansprechend. Typische Schichtdicken liegen bei 30–60 µm. Das funktioniert gut für moderate Umgebungen wie Innenräume oder bei leichter Außenbelastung.
Sie sind interessant, wenn Optik, Farbstabilität und eine einfache Verarbeitung wichtig sind.
Die Grenzen liegen bei aggressiven Chemikalien, hohem Abrieb oder hohen Temperaturen. Wenn die Umgebung stark chemisch oder salzhaltig ist, reicht Acryl allein meist nicht. Dann ist ein stärkeres System oder eine Zink-Grundlage nötig.
Für Anwendungen im Lebensmittel- oder Pharmabereich kann Acryl sinnvoll sein, wenn das System dafür freigegeben ist.
Kurzer Vergleich (für Präzisionsdrehteile):
System | Typische Schichtdicke | Stärken | Grenzen bei Präzision |
|---|---|---|---|
KTL | 15–35 µm | gleichmäßig, gut für Geometrie/Serie | Maskierung für Passflächen nötig |
Pulver | 60–120 µm | sehr robust, gute Optik | zu dick für Gewinde/Passungen |
Nasslack | 25–50 µm je Schicht | flexibel, reparierbar, UV möglich | prozesssensitiv, Overspray-Risiko |
Zn-Thermodiffusion | 20–50 µm | sehr hoher Korrosionsschutz, salztauglich | 320–450 °C kann materialkritisch sein |
Duplex | 80–200 µm | lange Schutzdauer außen | Maßflächen praktisch ausgeschlossen |
Acryl | 30–60 µm | UV-stabil, optisch sauber | begrenzt bei Chemie/Abrieb |
So wird die Beschichtung zuverlässig?
Wenn die Oberfläche nicht sauber ist, gewinnt die Korrosion. Dabei ist egal, wie gut die Beschichtung auf dem Papier ist.
Bei CNC-Drehteilen sind Rückstände von Öl oder Fingerabdrücken typische Haftungsprobleme. Sie bilden kleine Inseln, an denen die Unterrostung beginnt.
Eine mechanische Vorbereitung wie Strahlen ist sinnvoll, wenn Zunder oder Rost entfernt werden müssen. Für viele Stahlanwendungen ist ein Strahlgrad wie Sa 2½ ein gutes Ziel. Eine Rautiefe von etwa 25–60 µm kann die Haftung verbessern. Zu glatte Flächen haften schlecht, zu raue fördern Kantenrost.
Für empfindliche Maßflächen ist Strahlen oft keine Option. Dort arbeiten wir eher mit chemischer Vorbehandlung.
Eine nasschemische Vorbehandlung wie das Phosphatieren von Stahl verbessert die Haftung und den Korrosionsschutz. Solche Konversionsschichten sind kein Bonus. Sie machen oft den Unterschied zwischen 6 Monaten und mehreren Jahren Haltbarkeit aus, da sie die Unterrostung verlangsamen.
Wichtig ist dabei eine hohe Prozessdisziplin: sauberes Spülen, Trocknen und Handling.
Qualitätssicherung & typische Fehler
Guter Korrosionsschutz ist messbar. Er sollte nicht nur nach dem Aussehen beurteilt werden.In der Praxis nutze ich drei Ebenen zur Prüfung: Sichtprüfung, Schichtmessung und Belastungstest.
Der Water-Break-Test ist eine schnelle Sauberkeitsprüfung. Wenn Wasser auf der Oberfläche für mindestens 30 Sekunden als geschlossener Film stehen bleibt, ist die Entfettung meist gut. Dieser einfache Test macht Ölfilme sichtbar und reduziert das Risiko von Blasen und Abplatzern.Danach sollte die Schichtdicke an definierten Punkten gemessen werden.
Für einen Vergleich dienen Normprüfungen wie der Salzsprühtest (ISO 9227) und der Kondenswassertest (ISO 6270-1). Im Salzsprühtest wird mit 5% Salz bei 35 °C gearbeitet. Er zeigt, wie schnell ein System bei Salzbelastung unterrostet. Im Kondenswassertest liegen die Bedingungen bei 40 °C und 100% Luftfeuchte. Das deckt Schwächen bei Haftung und Poren auf.
Als grobe Orientierung gelten in höheren Anforderungsklassen Testzeiten von 720–1.440 Stunden im Salzsprühtest. Diese Zahlen beeinflussen, ob ein einfaches System reicht oder ein Mehrschichtaufbau nötig wird.
Wichtig: Die Prüfzeit ist kein direkter Maßstab für die Lebensdauer, aber sie ermöglicht einen objektiven Vergleich.
Fehlerbehebung
Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Erster Check | Lösungsansatz |
|---|---|---|---|
Blasen nach kurzer Zeit | Restöl/Salz, unsauberes Spülen | Water-Break-Test, Leitfähigkeit | Prozess stabilisieren, Handling ändern |
Abplatzer an Kanten | schlechte Vorbehandlung, scharfe Kanten | Kantenradius, Haftungstest | Kanten verrunden, Vorbehandlung verbessern |
Unterwanderung am Ritz | poröse Schicht, falscher Aufbau | Schichtdicke, Porenbild | Schichtdicke erhöhen, Systemaufbau ändern |
Kantenrost trotz guter Fläche | zu dünne Schicht an Kanten | Schichtdicke an Kanten, Rauheit | Kantenstrategie anpassen, Parameter ändern |
Gewinde klemmt | Schicht zu dick, keine Abdeckung | Gewindelehre, Schichtdicke prüfen | Abdecken, dünneres System wählen |
Passung außer Maß | Schichtaufbau nicht berücksichtigt | 2×Schichtdicke auf Ø rechnen | Maßkette anpassen, Flächen definieren |
Farb-/Glanzunterschiede | ungleichmäßiger Auftrag | Aufhängung, Ofenprofil | Aufhängung und Aushärtung standardisieren |
Raue Oberfläche | Viskosität/Staub | Viskosität, Luft, Düsen | Parameter korrigieren, Umgebung säubern |
Weiche Oberfläche | unzureichende Härtung | Ofenprofil, Härteprüfung | Aushärtezeit/-temperatur erhöhen |
Fazit
Bei Yonglihao verstehen wir, dass Qualität weit über die CNC-Bearbeitung hinausgeht. Eine präzise Oberflächenbehandlung von Metall ist entscheidend, um Funktionalität, Maßhaltigkeit und Langlebigkeit Ihrer Teile zu gewährleisten.
Wenn Präzision zählt, gewinnt meist ein System, das schützt, ohne die Maße zu zerstören. Das ist oft KTL oder ein dünnes zinkbasiertes System mit einer klaren Abdeckstrategie. Für Außenanwendungen, Salz oder hohe Kategorien (C4–CX) brauchen Sie mehr Schutz. Hier eignen sich Zink-Thermodiffusion oder Duplex-Systeme, aber Passflächen müssen fast immer ausgespart werden.
Um schnell die richtige Beschichtung zu finden, brauchen wir von Ihnen nur vier Angaben: Grundwerkstoff, Umgebung (inklusive Chemie), kritische Funktionsflächen und zulässige Prozesstemperatur. Mit diesen Informationen können wir bei Yonglihao die ideale Kombination aus CNC-Bearbeitung und Oberflächenbehandlung Metall für Ihre Anforderungen entwickeln. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihre Projekte auf das nächste Level zu bringen!
FAQ
Welche Beschichtung ist für komplexe Präzisionsdrehteile am sichersten?
KTL ist oft die sicherste Option. Sie dringt gleichmäßig in komplexe Formen ein und ist mit 15–35 µm meist passungsfreundlich. Entscheidend ist es, Funktionsflächen zu definieren und die Vorbehandlung sauber zu halten.
Wann sollte ich Pulverbeschichtung für Drehteile vermeiden?
Wenn Gewinde oder enge Passungen im beschichteten Zustand funktionieren müssen, ist Pulver mit 60–120 µm meist zu dick. Es passt besser zu Teilen ohne kritische Maßflächen.
Ist Zink-Thermodiffusion immer besser in salzhaltiger Umgebung?
Sie ist oft sehr stark bei Salzbelastung. Aber die hohe Prozesstemperatur von 320–450 °C kann für manche Materialien kritisch sein. Bei wärmebehandelten Teilen muss geprüft werden, ob die Festigkeit erhalten bleibt.
Wie erkenne ich schnell, ob die Vorbehandlung gut war?
Ein einfacher Schnellcheck ist der Water-Break-Test. Bleibt Wasser als Film stehen, ist die Entfettung meist gut. Zusätzlich sollten Schichtdickenmessungen und ein Haftungstest vereinbart werden.
Welche Normtests sind für einen echten Vergleich sinnvoll?
ISO 9227 (Salzsprühtest) und ISO 6270-1 (Kondenswassertest) sind praxisnahe Tests. Sie prüfen die Unterwanderung und die Porosität. Die geforderte Stundenzahl sollte zur geplanten Umgebung (z. B. C3–CX) passen.
Wie plane ich Maßketten bei einer Beschichtung richtig?
Rechnen Sie immer mit der doppelten Schichtdicke auf dem Durchmesser (z. B. 20 µm pro Seite = 40 µm auf Ø). Legen Sie danach fest, welche Flächen abgedeckt oder nachbearbeitet werden müssen.
