Projekt 33037/01

Chromfreies Einfärben von Edelstahlbauteilen

Projektdurchführung

Henkel Beiz- und Elektropoliertechnik GmbH & Co. KG
An der Autobahn 12
19306 Neustadt-Glewe

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der konventionelle technische Prozess (INCO-Verfahren) zum Einfärben von Edelstahlbauteilen besteht im Wesentlichen aus den zwei Prozessschritten, Eintauchprozess in heißer schwefelsäure-/chromsäure-haltiger Lösung und anschließender elektrolytischer Behandlung (Härtung). Für diesen Prozess sind vor allem nichtrostende Chromnickelstähle und Chromstähle geeignet. Oxidschichten können auf Edelstahl-oberflächen formal durch verschiedene Techniken erzeugt werden. Unter diesen verschiedenen Verfahren hat sich jedoch die chemische Oxidation in der Industrie durchgesetzt (INCO-Prozess).
In der betrieblichen Praxis sind stark saure chromathaltige Lösungen schwierig zu handhaben, da diese toxische Chrom(VI)-Ionen enthalten. Daher muss in diesen Betrieben dem Arbeits- und Umweltschutz eine sehr hohe Beachtung beigemessen werden. Zusätzlich fallen seit 2013 Cr(VI)-Verbindungen unter die REACH-Verordnung. Alle Anwender von Cr(VI)-Verbindungen durften diese ohne Zulassung nur noch bis zum 21.09.2017 benutzt werden. Dies ist für Betriebe aus dem Bereich Oberflächentechnik, sowie für deren Kunden aus betriebswirtschaftlicher Sicht und langfristig gesehen, aufwendig, teuer und technisch mit hohen Aufwendungen verbunden. Ein technische Alternative für diese Betriebe wäre es, wenn zum Einfärben chromsäurefreie Prozesslösungen zur Verfügung stünden, die eine gleichwertige Oberflächen-vergütung gewährleisten könnten.
Ziel des geplanten Projektes war es, einen innovativen und umweltfreundlichen chromfreien Prozess zum Einfärben von Edelstahl zu entwickeln. Dies sollte durch Anwendung spezieller Stromformen (z.B. Puls-strom oder Spannungspulsen) während des elektrolytischen Prozesses in chromsäurefreier Lösung er-reicht werden. Zudem sollten die relevanten technischen Prozessparameter zur reproduzierbaren Her-stellung von verschiedenen Farben auf Referenzmaterial identifiziert werden. In Materialunter-suchungen sollten die Eigenschaften der hergestellten farbigen Oxidschichten unter praxisrelevanten Gesichtspunk-ten geprüft und im Vergleich zum etablierten Färbeprozess (INCO-Prozess) charakterisiert werden.