Korrosions- und Verschleißschutz von Magnesiumlegierungen durch Plasmaanodisieren und PVD-Beschichtung in einem Prozess

• Applicant: Professorin Dr.-Ing. Christina Berger
• Subject Area: Materials in Sintering Processes and Generative Manufacturing Processes
• Term: from 2002 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5375429

Die Einsparung von Energieressourcen und der Umweltschutz sind Grundlagen für den zu nehmenden Einsatz von Leichtbau- und damit auch Leichtmetallkomponenten im Maschinenbau. Dies trifft im besonderen Maße für die Bereiche Automobil- und Luftfahrt zu. Insbesondere Magnesiumlegierungen bieten hier als leichtester Konstruktionswerkstoff mit einer Dichte von ca. 1,7 g/cm3 bei einer vergleichsweise hohen spezifischen Festigkeit ein enormes Potential für Einsätze in der Verkehrstechnik. Ein Kriterium bei dem Einsatz von Magnesiumlegierungen ist die unzureichende Korrosionsstabilität. Hierzu gibt es bereits erfolgreiche industrielle Ansätze durch Beschichtungen die Korrossionsbeständigkeit von Magnesiumlegierungen zu verbessern. Insbesondere im bewegten Bauteilbereich könnte der Einsatz von Magnesiumlegierungen aufgrund geringer bewegter Massen zu einer erheblichen Reduzierung des Energieverbrauches bei gleichzeitiger höherer Leistungsausbeute führen. Bedingt durch das unbefriedigende Verschleißverhalten ist Magnesiumlegierungen der Einsatz im bewegten Bauteilbereich bisher jedoch weitgehend verwehrt geblieben. Die Lösung der bestehenden tribologischen Anforderungen mit Hartstoffbeschichtungen führt zudem zur Verschärfung des Problems durch die hier auftretende Kontaktkorrosion. Korrosionsschutzbeschichtungen werden heute häufig mit nasschemischen Verfahren wie Phosphatieren und Chromatieren durchgeführt. Diese Prozesse verwenden meist umweltschädliche Stoffe und unterliegen strengen gesetzlichen Bestimmungen. Die hohe Rauheit dieser Beschichtungen erschwert die nachträgliche Aufbringung einer Verschleißschutzschicht, bzw. macht diese sogar unmöglich. Eine aussichtsreiche Möglichkeit zur Erzeugung von Korrosionsschutz- und Verschleißschutzschichten für tribologisch-korrosive Komplexbeanspruchungen in einem Prozess ist das Plasmaanodisieren von Magnesium und das nachträgliche Aufbringen einer PVD-Hartstoffschicht. Mit vorhandenen PVD-Anlagen (HF-Magnetron-Sputtervefahren) sollen guthaftende, dichte, korrosions- und verschleißbeständige Schichten auf Magnesiumlegierungen abgeschieden, charakterisiert und hinsichtlich ihres Korrosionsverhaltens und ihrer Verschleißeigenschaften umfassend geprüft werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Erhard Broszeit