Dunnelaag technologie

Nieuw voorbehandelingsproces op basis van Zirconium!

In de zoektocht naar chromaatvrije voorbehandelingsprocessen voor aluminium was de meest voor de hand liggende poging het element Chroom in het chromateerproces te vervangen door een atoom dat wel eens dezelfde eigenschappen zou kunnen hebben, niet carcinogeen zou zijn en in grote mate verkrijgbaar. De keuze viel hierbij op de elementen Titanium en Zirkonium waarbij de stof hexafluortitaanzuur en hexafluorzirkoonzuur erg goed zouden passen in de formulering van een chromaatvrij proces, gebaseerd op het mechanisme van een chromateerreactie.

Testen hebben inmiddels uitgewezen dat dit soort processen op basis van Zirkonium goede conversielagen op aluminium geven en stabieler zijn dan de processen die gebaseerd zijn op polymeren of silanes met een lage concentratie Zirkonium en die uitsluitend als eindpassivering en “no-rinse” systemen worden ingezet. 

Grafiek laagdikte dunnelaagtechnologie

De gevormde conversielagen zijn echter vele malen dunner dan een chromaatlaag maar zorgen te allen tijde voor een uitstekende hechting van vrijwel iedere coating geven vaak vergelijkbare resultaten in de kunstmatige corrosietesten. Inmiddels is, min of meer bij toeval, vastgesteld dat deze conversielagen niet allen op het substraat aluminium, maar ook op staal en verzinkt staal een goede conversielaag vormen.

EERSTE TOEPASSING VAN DUNNELAAG TECHNOLOGIE

Enkele jaren geleden werden de eerste processen in de praktijk ingezet om het zinkfosfateren op staal te vervangen door een goedkoper en minder milieubelastend proces. De processen werden toen getypeerd als “Nanotechnologie” vanwege het feit dat de gevormde lagen slechts enkele honderden nanometers dik waren, maar omdat Nanotechnologie in de wetenschappenlijke zin van het woord heel iets anders betekent worden de processen door C&T technics bv samengevat onder de noemer Dunnelaag Technologie. Omdat bij het zinkfosfateren altijd gebruik wordt gemaakt van een separate ontvettingsstap zagen de eerste Dunnelaagprocessen er als volgt uit:

  • Ontvetten
  • Spoelen
  • Dunnelaagproces
  • Spoelen
  • Spoelen met gedemineraliseerd water

STAP VOORWAARDS OP WEG NAAR NIEUWE GENERATIE DUNNELAAG PROCESSEN

Toen C&T technics in 2006 de samenwerking met Chemetall verbrak is er een samenwerkingsverband ontstaan met het Engelse bedrijf H3P Technologies. Uit deze samenwerking is een nieuwe generatie Dunnelaag processen ontstaan waarbij het mogelijk is om tijdens het ontvetten de Dunnelaagreactie te laten verlopen, zodat in een sproeiproces, tegelijkertijd wordt ontvet en de conversielaag wordt gevormd. Op deze manier is het proces, dat oorspronkelijk alleen maar gebruikt kon worden in zinkfosfateer-installaties, ook geschikt voor iedere ijzerfosfateer-installaties met de volgende procesafloop.

  • Ontvetten/Dunnelaagvorming
  • Spoelen
  • Spoelen met gedemineraliseerd water

De eerste praktijproeven in Nederland dateren alweer van begin 2007 waarbij een ijzerfosfateer-installatie werd omgebouwd tot een gecombineerd Ontvetting/Dunne laagproces. Het oorspronkelijke proces was als volgt:

  • Ontvetten/fosfateren (ijzerfosfaat)
  • Spoelen
  • Spoelen
  • Passiveren

De eerste resultaten waren bevredigend, waarbij het grote voordeel werd behaald bij de behandeling van aluminium en verzinkt staal doordat zonder extra passivering de corrosiewering duidelijk beter was dan vroeger. Er bleef echter bij de behandeling van stalen producten de wens om de ontvettende werking te verbeteren en bij stilstand van de kettingbaan waren de stalen producten gevoeliger voor vliegroest. In oktober 2008 is het proces door een kleine modificatie dusdanig gewijzigd dat het proces de meeste oudere conserveringen goed kon verwijderen en en het vliegroestprobleem bij stilstand zo goed als verdwenen was.

KOSTENVERGELIJKING

Het Dunnelaagproces bestaat in hoofdzaak uit één component voor het aanmaken en opsterken van het bad. Wel is bij de aanmaak van het bad een pH-correctiecomponent nodig, maar het verbruik hiervan is zo laag dat dit bij de kostenvergelijking kan worden verwaarloosd. Doordat het proces in een veel lagere concentratie wordt gebruikt dan een vloeibaar ijzerfosfateerproces en de consumptie tijdens het proces zeer gering is, zijn ondanks de hogere prijs per kg de productiekosten lager. Verder is de hoeveelheid slib die tijdens het proces ontstaat ongeveer een factor 5 lager dan bij het ijzerfosfateren, zodat de standtijd langer is en de afvoerkosten lager zijn. Een belangrijk bijkomend voordeel is het feit dat de warmtewisselaar van het bad perfect schoon blijft na toepassing van het nieuwe proces.

CORROSIEWERING

Buiten de gebruikelijke mechanische testen van de gepoedercoate producten is in de beginfase het systeem regelmatig getest op corrosiewering in de zoutsproeitest en filiformtest bij C&T technics. De resultaten hiervan waren van meet af aan zeer goed, op alle substraten. Na de modificatie van het proces in oktober 2008 is opnieuw een zoutsproeitest ingezet op staal en aluminium om vast te stellen of deze modificatie enige invloed heeft gehad op de corrosiewering. Hierbij zijn stalen en aluminium plaatjes voor en na de toevoeging voorbehandeld en aansluitend gecoat met een metallic polyester poeder. De resultaten van deze test waren nagenoeg gelijk, zodat zonder verdere wijzigingen het proces in de praktijk werd ingezet

SAMENVATTING Met de introductie van deze Dunnelaagtechnologie is de mogelijkheid geschapen om de kosten van het ijzerfosfateren te verlagen met verbetering van de kwaliteit. Tevens is het mogelijk om diverse substraten te behandelen in één proces, waarbij de uiteindelijke kwaliteit van gecoat aluminium en verzinkt staal beduidend beter is dan bij gebruik van een ijzerfosfateer proces. In bepaalde gevallen is het mogelijk om het zinkfosfateerproces te vervangen door dit Dunnelaag proces. In Engeland is de eerste zinkfosfateerlijn met kathaforeselak omgebouwd op deze Dunnelaagtechnologie en de resultaten zijn uitstekend. Voor meer informatie of het maken van een afspraak mail naar Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken. of bel +31-413-331083.