Wie entsteht Kantenrost?
Beim Schneiden, Stanzen, Sägen und auch beim Laserschneiden von Metallen entstehen oft scharfe Kanten. Wenn diese mit Pulverlack beschichtet werden, sind die Kanten unmittelbar nach dem Auftragen perfekt abgedeckt. Während des Aushärtungsprozesses wird das Pulver jedoch “gelieren” und von den Kanten abfließen, was zu einer begrenzten Schichtdicke an den Kanten führt.
Aufgrund dieser geringen Schichtdicke hat die Beschichtung eine zu geringe “Barrierewirkung”, so dass Feuchtigkeit aus der Umgebung durch die Beschichtung auf das darunter liegende Metall gelangen kann, was zu Korrosion führt.
– Querschnitt einer dicken zweischichtigen Pulverbeschichtung auf einer scharfen Kante, (Foto M2LAB)
Wenn Produkte mit dem Laser geschnitten werden, kann ein weiteres Phänomen auftreten. Die beim Laserschneiden freigesetzte Hitze bewirkt, dass der Stahl hochreaktiv wird. Wenn Sauerstoff vorhanden ist, reagiert der Stahl mit ihm und bildet Eisenoxide. Dadurch entsteht eine Schicht auf dem Stahl, die wir als Laserhaut bezeichnen.
Die Laserhaut liegt oft recht lose auf dem darunter liegenden Stahl. Außerdem haften Pulverbeschichtungen nur schlecht auf der Laserhaut. In schwerwiegenden Fällen bedeutet dies, dass die Beschichtung selbst (manchmal mit Laserhaut und allem) direkt vom Produkt abgezogen werden kann.
Wenn dies in der Praxis geschieht, ist der darunter liegende Stahl nicht mehr geschützt und der Kantenrost wird nicht lange auf sich warten lassen.
Laboruntersuchungen
Eine gute Methode, die Kantenabdeckung visuell zu betrachten, ist der mikroskopische Querschnitt, auch “Sleeve” genannt.
Hier gehen wir bei M2LAB wie folgt vor:
Was Sie also alle sehen können, ist
Beschleunigte Korrosionsprüfung
Mit einem beschleunigten Korrosionstest, wie dem Salzsprühtest, kann man in wenigen Tagen/Wochen genau sehen, wo die Kantenabdeckung gut oder schlecht ist.
Da bei diesem Test ein extrem korrosives Klima simuliert wird, bildet sich schnell Rost an Stellen, die von der Beschichtung nicht abgedeckt werden.
Ein wichtiger Vorteil der beschleunigten Korrosionsprüfung besteht auch darin, dass Sie sehen können, ob die Korrosion an den Rändern aufhört oder sich unter der Beschichtung weiter entwickelt. Dies ist häufig der Fall, wenn die Vorbehandlung nicht ordnungsgemäß durchgeführt wurde.
Vorbeugung von Kantenrost
Abrundung von scharfen Kanten
Die beste Methode zur Vermeidung von Kantenrost ist das Entfernen von Graten und das Abrunden der Kanten.
Der Radius, mit dem letzteres geschehen sollte, hängt von der Blechdicke und der Art der auf das Produkt aufgebrachten Beschichtung ab. Häufig wird ein Radius von 2 mm genannt, der jedoch in der Praxis oft nicht realisierbar ist. Je nach Anzahl der Schichten der Pulverbeschichtung reichen oft 0,5 bis 1 mm aus, sofern dieser Radius tatsächlich überall erreicht wird.
Achtung! Die Einstellung der Entgratmaschine ist sehr knifflig. Falsche Einstellungen können immer noch zu Unebenheiten führen.
Unten sehen Sie das Foto einer maschinell verrundeten Kante, bei der ein kleiner Grat zurückgeblieben ist. Die Beschichtung ist hier nicht gut deckend, was trotzdem Korrosion verursacht und dazu führt, dass sich der Lack vollständig ablöst.
Laserschneiden: Verwenden Sie das richtige Schutzgas
Oxidation beim Laserschneiden ist ein häufiges Problem. Dies kann durch die Verwendung von Stickstoff anstelle von Sauerstoff als Schutzgas verhindert werden. Das Fehlen von Sauerstoff verhindert die Bildung einer Oxidschicht.
Beim Schneiden von Materialien, die dicker als ± 3 mm sind, ist dies jedoch keine Lösung, da das Schneiden mit Stickstoff dann zu langsam ist.
Maßnahmen im Pulverbeschichtungsprozess
Da das Entgraten und Abrunden von Kanten relativ teuer ist und das Laserschneiden mit Stickstoff bei dickeren Materialien zu viel Zeit in Anspruch nimmt, wird dies in der Praxis bei weitem nicht immer gemacht. Im Folgenden werden einige Maßnahmen erörtert, die bei der Pulverbeschichtung ergriffen werden können, um dennoch eine bestmögliche Kantenabdeckung zu erzielen.
Laser-Randentfernung
Laserränder können durch Anfärben oder Abstrahlen entfernt werden. Das Strahlen ist sehr effektiv und entfernt die Laserhaut normalerweise problemlos. Das Beizen ist ein kritischerer Prozess und erfordert Erfahrung.
Die wichtigsten Faktoren im Beizprozess sind die Person an der Maschine und die Behandlungsmethode (Tauchen oder Spritzen). Wir sehen oft, dass die Bediener ihre Arbeit nach bestem Wissen und Gewissen erledigen, aber sie wissen oft nicht genau, was passiert. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass die Bediener über ausreichende Grundkenntnisse der Chemie und des Verfahrens verfügen. Dann sind sie in der Lage, das Endergebnis zu beurteilen und entsprechend zu korrigieren.
Da die für das Beizen benötigte Prozesszeit oft von Produkt zu Produkt variiert, ist ein Tauchverfahren dem Spritzen zweifellos vorzuziehen. Wenn ein Tauchverfahren nicht möglich ist, kann eine Abzweigspritzanlage eine Lösung bieten. Hier kann die Zeit der verschiedenen Schritte individuell gesteuert werden.
Spezielle Pulverbeschichtungen
Es wurden Pulverbeschichtungen entwickelt, die weniger fließen und eine bessere Kantenabdeckung bieten sollen. Salzsprühnebeltests in unserem Labor zeigen, dass einige dieser Produkte tatsächlich eine bessere Kantenabdeckung bieten. Unserer Meinung nach ist dies jedoch keine angemessene Lösung für etwas schwerere Außenanwendungen.
Zwei- oder dreischichtige Beschichtung
Eine andere Möglichkeit, mehr Schichtaufbau an den Kanten zu erreichen, ist das Auftragen mehrerer Schichten Puder. Die erste Schicht rundet sozusagen die scharfe Ecke ab, woraufhin die zweite Schicht weniger abfließt und somit eine höhere Schichtdicke an den Kanten erzeugt. Ein noch besseres Ergebnis wird natürlich erzielt, wenn drei Schichten aufgetragen werden.
– Zweischichtiges System mit Querschnitt
Zusammenfassung
- Kantenrost wird durch eine unzureichende Schichtdicke an scharfen Kanten und/oder durch Ablösungen aufgrund von Laserschneidkanten verursacht.
- Der beste Weg, um Kantenrost zu vermeiden, ist die richtige Abrundung der Kanten und die Verwendung von Stickstoff als Schutzgas beim Laserschneiden.
- Lässt sich die Oxidation an den Kanten nicht verhindern, sollte die Oxidhaut durch Strahlen oder Beizen entfernt werden.
- Wenn scharfe Kanten nicht entfernt werden können, kann eine Pulverbeschichtung mit reduziertem Fluss und/oder mehreren Schichten eine Lösung sein.
- Testen Sie ein Produkt vor der Vermarktung mit einem beschleunigten Korrosionstest. Dies verhindert mögliche Reklamationen.
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