Von Kalyan Dhakane, EFFCO Finishes & Technologies Pvt Ltd und PP Deshpande, Institut für Metallurgie und Materialwissenschaften, College of Engineering, University of Pune, IndienStähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt korrodieren in den meisten atmosphärischen Umgebungen, insbesondere wenn die relative Luftfeuchtigkeit 60 % übersteigt.Während es wirksame Beschichtungen gibt, die verwendet werden, um Korrosion zu verhindern, können einige umweltgefährdende Pigmente enthalten.EFFCO Finishes and Technologies Pvt Ltd hat kürzlich eine ungiftige und umweltfreundliche Beschichtungsformulierung unter dem Handelsnamen ECOMET Corundum eingeführt.Nach dem Auftragen auf Stahlbolzen zeigte die Beschichtung bei 0,5-mm- und 1-mm-Kratztests keine Korrosion, korrodierte jedoch innerhalb von 1 bis 2 Tagen nach einem 1,5-mm-Kratztest.Vor diesem Hintergrund versuchte EFFCO, die Gründe zu analysieren, aus denen diese Korrosion in der zerkratzten Region auftrat.Zur Durchführung des Tests wurden mit ECOMET Corundum beschichtete M10-Sechskantschrauben, die im Tauchschleuderverfahren aufgetragen wurden, als Proben verwendet, wobei der Schnitt in den Schrauben mit einer Breite von 500 Mikron ausgeführt wurde.Bei der Analyse der Schrauben wurde eine Rasterelektronenmikroskopie unter Verwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-SEM, SIGMA IV Carl Zeiss UK) bei 3000-facher Vergrößerung durchgeführt, um die Morphologie der Beschichtung zu untersuchen.Röntgenbeugung (Bruker AXS DS Advance, Deutschland) wurde ebenfalls durchgeführt, um die Zusammensetzung der Verbindungsbildung am Kratzer zu untersuchen.Eine Korrosionszelle – mit einer Drei-Elektroden-Geometrie aus beschichtetem Stahlbolzen als Arbeitselektrode, Platin als Gegenelektrode und gesättigter Kalomelelektrode (SCE; pH Products, Hyderabad, Indien) als Referenzelektrode – wurde verwendet.Die Zelle bezieht sich auf das Gamry-Referenzsystem 1000 (Wilmington, USA) für elektrochemische Messungen.Das Korrosionsverhalten der beschichteten Proben wurde durch elektrochemische Impedanzspektroskopie über einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 0,1 Hz bewertet – unter Verwendung eines Amplitudensignals von 10 mV rms (ASTM G106 und ASTM 2005b).Für alle elektrochemischen Experimente wurde eine 3,5 gew.-%ige wässrige NaCl-Lösung verwendet.Alle Messungen wurden fünfmal durchgeführt, um eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu erhalten, die nachstehend aufgeführt sind:Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der 0,5 mm, 1 mm und 1,5 mm bis 2 mm geschnittenen ECOMET Korundproben sind in den Abbildungen Eins, Zwei und Drei dargestellt:Tabelle 4 enthält Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopischen Untersuchungen unmittelbar nach dem Eintauchen und Leerlaufpotentialmessungen in 3,5 % NaCl.Es zeigt eine Abnahme der Impedanzwerte der Beschichtung mit zunehmender Größe des geschnittenen Abschnitts.Dies unterstreicht die Korrosionsneigung des beschichteten Bolzens in Abhängigkeit von der Kratzergröße.Eine negative Verschiebung des Leerlaufpotentials bestätigt den kathodischen Schutz des Schraubenstahls.Es wird vermutet, dass die Korundbeschichtung durch drei Mechanismen funktioniert – Barriereschutz, galvanischer Schutz und die Bildung von korrosionshemmenden Produkten.Die Beschichtung, die eine Barriere ist, verhindert, dass Wasser und Sauerstoff das Metallsubstrat erreichen.Das Aluminiumoxid verleiht der Beschichtung dielektrische Eigenschaften, wirkt dem Durchgang korrosiver Spezies entgegen und verbessert die Sperrwirkung.Der Barrieremechanismus ist wirksam, solange die Beschichtung intakt ist.Wenn der Kratzer gemacht wird, korrodiert Zink bevorzugt an den Schnittkanten – wodurch der Stahl aufopferungsvoll geschützt wird.Das resultierende Produkt füllt dann die Hohlräume in der Beschichtung und verhindert weitere Korrosion.Da die Austauschstromdichte der Zinkauflösung (10 - 7 A/cm2) geringer ist als die des Stahls (10 - 6 A/cm2), beginnt diese bei Beschädigung der Beschichtung zuerst zu korrodieren und korrodiert langsamer als der Stahl und schützt dadurch den Stahl länger.Dies ist die Grundlage des galvanischen Schutzes von Stahl.Es sollte beachtet werden, dass Zink in der Oberflächenschicht auf der Schraube ausreicht, um nur bis zu einer bestimmten Kratzergröße einen elektrischen Kontakt bereitzustellen.Wenn die Kratzergröße über den kritischen Wert ansteigt, reicht Zink nicht aus, um dem Basisstahl Opferschutz zu verleihen (Tabelle 3).Der darunter liegende Stahl wird aufgrund der erhöhten Kratzergröße freigelegt.Da Aluminium in oxidischer Form vorliegt, wirkt es gegenüber dem Stahl als Kathode.Dadurch beginnt Stahl zu korrodieren und führt dadurch zur Bildung von Eisenoxid, dh Rotrost.Vor diesem Hintergrund sollte die Beschichtungsdicke erhöht werden, um der Schraube einen Korrosionsschutz zu verleihen, wenn die Kratzergröße 1,5 mm bis 2 mm beträgt.Will kam 2007 zum Fastener + Fixing Magazine und hat in den letzten 15 Jahren alle Facetten der Befestigungsbranche kennengelernt – er hat Schlüsselfiguren der Branche interviewt und führende Unternehmen und Ausstellungen auf der ganzen Welt besucht.Will verwaltet die Content-Strategie auf allen Plattformen und ist der Hüter der hohen redaktionellen Standards, für die das Magazin bekannt ist.Sie haben kein Konto?AnmeldungWenn Sie sich bei befestigerundbefestigung.com anmelden, können Sie Ihre Kontodaten verwalten.