Skip to main content

Development of innovative nanocomposite coatings for magnesium castings protection

Article Category

Article available in the folowing languages:

Neue Magnesiumbeschichtungen

Magnesium wird immer häufiger verwendet, um feste aber trotzdem leichte Komponenten herzustellen, wodurch die Umweltfreundlichkeit von Autos, Flugzeugen und Weltraumfahrzeugen erhöht wird. Wissenschaftler erforschen daher immer weiter die Anwendung von neuartigen widerstandsfähigen Beschichtungen, um Korrosion und Abrasion, die bei Magnesiumlegierungen auftreten, zu verhindern.

Industrielle Technologien

Magnesium als industriell genutztes Metall besitzt großes Potenzial, da es bei einer geringen Dichte eine hohe Festigkeit besitzt und es leicht zu bearbeiten ist. Daher wird es in der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie dort verwendet, wo eine schnelle Bearbeitung und eine hohe Festigkeit gleichermaßen gefordert werden. Eine der Nachteile von Magnesium ist, dass es relativ reaktionsfreudig und daher korrosionsanfällig ist. Das direkte Konkurrenzmaterial Aluminium, das in der Industrie verwendet wird, ist weniger reaktionsfreudig. Daher haben Hersteller und Wissenschaftler Bemühungen unternommen, Beschichtungen zu entwickeln, um Magnesiumlegierungen gegen die schädlichen Auswirkungen der Korrosion zu schützen. NANOMAG, ein von der EU finanziertes Projekt, hatte zum Ziel, neue korrosions- und verschleißbeständige Beschichtungen zu entwickeln, mit denen Magnesiumbauteile geschützt werden können. Herkömmliche Methoden haben, obwohl sie wirtschaftlich sind, den entscheidenden Nachteil, dass während des Beschichtungsprozesses Giftstoffe wie Chromate entstehen. Zu den Zielsetzungen gehörte zudem die Herstellung von Schutzschichten, die umweltfreundlich und wirtschaftlich sind. Partner am Forschungszentrum der EADS GmbH in Deutschland haben an einer Reihe von unterschiedlichen Beschichtungen für verschiedene Legierungen gearbeitet. Die Technologie der plasmagestützten chemischen Niederdruckgasphasenabscheidung (PECVD) wurde auf Gusslegierungen angewendet, speziell auf die Magnesiumlegierung AZ31. Die verwendeten Beschichtungen besaßen keramische Eigenschaften und basierten auf einer Vielzahl von Verbindungen wie zum Beispiel Kieselerde oder SiO2. Diese Beschichtung erwies sich als hervorragend geeignet für Beschichtungen mit geringer Rauigkeit, die bereits bearbeitet und poliert wurden. Eine erfolgreiche Beschichtung hängt vom Legierungstyp und der Oberflächenstrukturierung ab. Andere Techniken, die untersucht wurden, waren die Plasmaentladung in einem flüssigen Elektrolyt, die plasmagestützte physikalische Gasphasenabscheidung (PAPVD) und das thermische Spritzen. Beim thermischen Spritzen handelt es sich um eine Technologie, die verwendet werden kann, um anspruchsvolle Probleme aus dem Bereich der Oberflächentechnik und der Materialbearbeitung zu lösen. Beim thermischen Spritzen wird die Schicht durch ein Verfahren erzeugt, bei dem geschmolzene oder halb geschmolzene Partikel auf ein Substrat geschleudert werden. Wenn die Nachteile des Magnesiums ausgeglichen werden könnten, würde dies bedeuten, dass Hersteller eher dazu geneigt sein werden, es in Verfahren zu verwenden, in denen ein leichtes Material erforderlich ist. Magnesium besitzt viele umweltfreundliche Eigenschaften. Das Recycling von Magnesium zum Beispiel erfordert weniger Energie. Es ist wahrscheinlich, dass eine weiter verbreitete Verwendung von Magnesium in der Fahrzeug- und Flugzeugindustrie zu einem geringeren Treibstoffverbrauch führt, woraus sich geringere CO2-Emissionen ergeben.

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich