Grundlagen - SurTec

Themen 

2006/PV SurTec International 

SurTec 650 chromitAL 

Peter Volk • SurTec Deutschland GmbH • Zwingenberg 

� Grundlagen SurTec 650 chomitAL 

� Testergebnisse 

� Anwender in Deutschland 

� Bericht aus Skandinavien 

� QPL-Listung und Qualicoat 

� Zusammenfassung

Grundlagen 

� dreiwertige Passivierung für Aluminium 

� Ersatz für sechswertige Passivierungen 

� exzellenter Korrosionsschutz (336 h nach DIN 50021 SS auf den meisten Legierungen) 

� für hochlegiertes Aluminium, Guss und Schmiedeteile 

� guter Haftgrund für Lacke und Klebstoffe 

� niedriger Kontaktwiderstand, < 0,8 mOhm/cm 2 

� anwendbar im Tauch-, Spritz- und Wischverfahren 

� erzeugt schwach irisierende sichtbare Schichten 

� temperaturbeständige Schichten; bis 100 °C mit minimalem Korrosionsschutzverlust 

� einfache Abwasserbehandlung (Kalkmilchfällung) 


SurTec 650 chromitAL


Reinigen 

mild alkalisch 

pH 8-9 

50-60 °C 

1-15 min 

SurTec 133 


Beizen 

hoch alkalisch 

50-60 °C 

1-5 min 


Verfahrensablauf 

Zwischen den einzelnen Schritten muss gespült werden. 

Dekapieren 

stark sauer 

15-25 °C 

1-5 min 


Passivieren 

chrom(III)-haltig 

pH 3,75-3,95 

40 °C 

2 min 


Bei anschließender Lackierung: Leitfähigkeit des von den Teilen ablaufenden Wassers: 

< 30 µS/cm 

Trocknungstemperatur: < 65 °C am Objekt


unbehandelt 


5 %, 60 °C, 5 min 


5 Vol%, 55 °C, 5 min 


5 % in 5 % H 2 SO 4 , RT, 2 min 


20 Vol%, 40 °C, 2 min 

2006/PV SurTec International


Aktivierung der Oberfläche 

2 Al + 6 H 3 O + 2 Al 3+ + 6 H 2 O + 3 H 2 

Die Aktivierung ist unterstützt durch Fluoride 

Abscheidung der Passivierungsschicht 

x Cr 3+ + y Al 3+ + z OH - Cr x Al y (OH) z 


Reaktionsmechanismus


Ansatz: 

Vor dem Ansatz muss der Badbehälter gereinigt werden. Den Behältern mit 10 %iger 

Schwefelsäure behandeln und sorgfältig mit Wasser ausspülen. Danach die erforderliche 

Menge SurTec 650 vorlegen, mit VE-Wasser auffüllen und gut durchmischen. Anschließend 

den pH-Wert messen und gegebenenfalls auf 3,9 einstellen. 

Temperatur: 

40 °C (30-40 °C) 

pH-Wert: 

3.9 (3.70-3.95) 

Korrektur: langsam unter ständiger Durchmischung mit 5 %iger Schwefelsäure 

oder 1 %iger Natronlaugelösung 


Beschichtungsanlage und Parameter


Kontaktzeit: 

bei 40 °C 1 min (0.5-1 min) als Vorbehandlung vor der Beschichtung 

2 min (1-3 min) als Korrosionsschutz 

bei 30 °C 2 min (1-4 min) als Vorbehandlung vor der Beschichtung 

4 min (2-6 min) als Korrosionsschutz 

Spritzdruck: 

1 bar (0.5-1.5 bar) 

Badbewegung: 

bei guter Spültechnik nicht erforderlich, sonst leichte Luftbewegung 

Badbehälter: 

Edelstahl oder Stahl mit säure- und fluoridbeständiger Auskleidung 

Filtration: 

empfehlenswert (ca. 2 Badvolumen/h); 1-20 µm Filter 



Heizung: 

erforderlich; säure- und fluoridbeständiges Material 

Kühlung: 

nicht erforderlich 

Absaugung: 

aus Arbeitsschutzgründen erforderlich 

Hinweise: 

Durch Lagerung kann sich ein leichter Bodensatz bilden, der die Qualität und Wirkungsweise 

des Produktes nicht beeinträchtigt. 



Nach der Passivierung in SurTec 650 muss die Oberfläche gespült werden. Für 

optimale Korrosionsschutzergebnisse muss entsalztes Wasser verwendet werden. 

Bei anschließender Lackierung darf die Leitfähigkeit der letzten Spüle 30 µS/cm nicht 

überschreiten. 

Die Trocknungstemperatur darf 65 °C am Objekt nicht überschreiten. 

Eine Beschichtung der Oberfläche kann sofort im Anschluss oder geschützt vor 

Kontamination nach einer Lagerung erfolgen. 

Instandhaltung: 

pH-Wert und Konzentration regelmäßig überprüfen. 

Verbrauch: 

Der Verbrauch hängt stark von der Verschleppung ab. Als generelle Orientierung gilt: 

15-25 ml SurTec 650 Konzentrat reichen für 1 m 2 zu beschichtende Oberfläche. 

(Inklusive einer angenommenen Verschleppung von 50 ml/m 2 bei einer Ansatzkonzentration 

von 20 Vol%.) 




Trouble shooting 

Phänomen möglicher Grund Fehlerbehebung 

abwischbarer weißer a) pH-Wert zu hoch a) pH-Wert einstellen 

Belag auf der Oberfläche b) Temperatur zu hoch b) Bad abkühlen 

c) Tauchzeit zu lang c) Tauchzeit verkürzen 

starke Trübung der a) pH-Wert zu hoch a) pH-Wert einstellen 

ChromitAL Badlösung b) lokale Überhitzung b) evtl. indirekte Heizung 

c) Einschleppung von Alkalität, c) Spülwasserqualität 

Phosphaten o. Wasserhärte verbessern 

wolkige Abscheidung a) ungenügende Aktivierung a) Vorbehandlung und 

Dekapierung prüfen 

b) ungenügende b) evtl. leichte Lufteinblasung 

Badbewegung


� Prozesslösung kein Cr(VI) nachweisbar 

Prinzip: UV/VIS Spektrometrie 

Vorgehensweise: 

� das Prüfteil mit bekannter Oberfläche wird ausgekocht 

(10 min, VE-Wasser



Test auf sechswertiges Chrom 

Verschiedene Oberflächen wurden getestet: 

� 20 – 50 °C 

� 0.5 – 10 min 

� direkt nach der Beschichtung 

� nach 6 Wochen Lagerung 

� nach 6 Wochen Außenlagerung 

� nach 384 h NSS 

Alle Oberflächen ergaben



Die chromitAL – Schicht 

ist schwach blau-gelb 

SurTec 650 chromitAL - Farbe 

Unter spitzem Winkel wird 

der irisierende Effekt deutlich


Schichtgewicht: 

ca. 250 mg/m_ 

zum Vergleich: Gelbchromatierung: ca. 500-1000 mg/m_ 


Schichteigenschaften 

Cr-freie Prozesse: ca. 100-150 mg/m_ 

Elektrischer Kontaktwiderstand der Oberfläche: 

(Anpressdruck der Elektrode 14 kg/cm_, bzw. 13,8 bar) 

nach Beschichtung nach 168 h SSS 

SurTec 650 0,25 mOhm/cm_ 0,51 mOhm/cm_ 

Gelbchromatierung 0,27 mOhm/cm_ 0,73 mOhm/cm_


Nach Korrosionsbeanspruchung ist der 

ungeschützte Bereich stark korrodiert, 

die chromitAL – Schicht ist unverändert 


Auch der irisierende 

Effekt bleibt erhalten


Reagenzien: Lösung A, Lösung B 

Durchführung: Zu 4 ml Lösung A tropfenweise Lösung B zugeben (Farbumschlag 

nach Tiefblau) und auf die Oberfläche tüpfeln. 

Ergebnis: Farbumschlag von blau nach gelb zeigt die chromitAL-Schicht 

Lösung A färbt sich durch Zugabe von Lösung B blau. 


Tüpfeltest zur qualitativen Bestimmung


Aufbringen der Reagenz auf das Blech: 

Unmittelbar nach dem Aufbringen 60 s nach Aufbringen 



Testergebnisse

Korrosionsschutz 

Alle Teile beschichtet bei 20 Vol% SurTec 650 

Testbleche 

3003, AlMnCu 

Schrauben 

6056, AlSi1MgCuMn 

Schrauben 

7075, AlZn5,5MgCu 

geschmiedete Teile 

Guss 

Si > 9 % 

* nicht getestet 


20 °C 

2 min 

200 h 

* 

* 

* 

* 

Laborergebnisse 

20 °C 

5 min 

300 – 500 h 

* 

* 

* 

* 

30 °C 

4 min 

> 500 h 

> 360 h 

> 360 h 

240 h 

168 h 

40 °C 

2 min 

> 500 h 

> 360 h 

> 360 h 

> 360 h 

240 h 

Gelbchromatierung 

> 500 h 

> 360 h 

> 360 h 

> 360 h 

240 h


unbehandelt 

120 h Salzsprühtest 


Korrosionsschutz – Si-haltiger Aluminiumguss 

SurTec 650 – chromitAL 

336 h Salzsprühtest 

gelbchromatiert 

336 h Salzsprühtest


� Automobilteile 

� Drehmomentstütze 

0 h DIN 50021-SS 


72 h DIN 50021-SS 

Yellow passivation 72 h DIN 50021- 

SS 

240 h DIN 50021-SS


� Drosselklappe 

0 h DIN 5002-SS 


Yellow passivation (CrVI) 

240 h DIN 50021-SS 


240 h DIN 50021-SS 

Kunde ist mit dem 

Ergebnis einverstanden


� Automobilzulieferer 

� ABS-Deckel (Aluminiumguss; Anforderung: 240 h) – Ergebnisse von Fa. Heiche 

0 h DIN 50021-SS 261 h DIN 50021-SS 



� Gehäuseteil (Aluminiumguss; Anforderung: 240 h) – Ergebnisse von Fa. Heiche 

SurTec 650, 0 h NSS 


SurTec 650, 240 NSS


Anwender 

in 

Deutschland

Anwender 

Branche 

Automobil 

Fa. Heiche 

Luftfahrt 

Lohnberschichter 

Elektronik Industrie 

(Gehäuseteile) 


Fa. Kathrein 


Fa. Zeiss 

CZ-Norm 2202 


Material / 

Legierung 

Guss 9-12% Si 

0-3% Cu 

Guss, Blechmaterial 

Guss 9% Si 

Blechmaterial 

100 h 

Elektrische Leitfähigkeit 

Haftung von Klebstoffen 

Lackhaftung 

168 h 

Lackhaftung 

Elektrische Leitfähigkeit 

Vorbehandlung 

SurTec 133 4% 

Dekapierung: H 2 SO 4 /HF 

(Cu) SurTec 495 5% 



HNO3 20% 


SurTec 495/H 2 SO 4 5%/5% 



HNO3 20% 

Oberfläche muss Fett- und 

Oxidfrei sein


Bericht 

aus 

Skandinavien

Bericht aus Skandinavien 

STERNJE - Ergebnisse 


NSS 

DIN 50021 SS 

Chrome (VI) 

chromitAL 

3 min., 35C 

chromitAL 

5 min., 35C 

24 hours 

- 

- 

- 

48 hours 

- 

- 

- 

96 hours 

- 

- 

- 

168 hours 

2% 

5% 

-


* Bodycoat - Lohnbeschichter 

chromitAL vergleichbar zu Chrom(VI) - beste Alternative zu Chrom(VI) 

chromitAL wird im November 2005 installiert 

* Testergebnisse: 


NSS 

DIN 50021 SS 

Chrome (VI) 

E-CLP 4600 

chromitAL 

AW 6082 

480 hours 

first corr 

240 hours 

10% corr 

480 hours 

0% corr 

AW 7075 

480 hours 

0% corr 

240 hours 

10% corr 

480 hours 

0% corr 

AC 4600 

N/A 

N/A 

480hours 

first corr 

AC4600 

Blasted 

480 hours 

first corr 

240 hours 

>10% corr 

480 hours 

0% corr


* PROTON - Lohnbeschichter 

chromitAL vergleichbar zu Chrom(VI) - beste Alternative zu Chrom(VI) 

chromitAL wird im November 2005 installiert 

Testergebnisse 

(unterschiedliches 

Gestellmaterial): 


NSS 

DIN 50021SS 

350 hours 

750 hours 

1008 hours 

chromitAL 

PVC-jig 

10 

10 

10 

chromitAL 

Tit-jig 

10 

10 

10 

chromitAL 

SS-jig 

10 

10 

10 

Alodine 

1200 

10 

9 

9


Listungen

QPL-Listung 

Anforderungen der MIL-DTL-81706B – Detail Specification 

“Chemical Conversion Materials for Coating Aluminium and Aluminium Alloys” 

Einstufungen: 

Type I: Chrom(VI)-haltig => Gelbchromatierung 

Type II: Chrom(VI)-frei => SurTec 650 

Class 1A: maximaler Korrosionsschutz mit und ohne Lackierung 

336 h NSS (Qualifizierung), 168 h NSS (Bestätigung, Produktion) 

Lackhaftung 

Schichtgewicht > 107,5 mg/m_ 

Class 3: für Korrosionsschutz kombiniert mit niedrigem elektrischen Kontaktwiderstand 

168 h NSS 

Kontaktwiderstand < 5000 µOhm per sqare inch (nach Beschichtung) 

Kontaktwiderstand < 10000 µOhm per sqare inch (nach 168 h NSS) 

Anforderungen der MIL-C-5541E – Military Specification 

“Chemical Conversion Coatings on Aluminium and Aluminium Alloys” 

Im Grunde die gleichen Einstufungen/Anforderungen wie bei der MIL-DTL-81706B, aber keine 

“Qualifizierung”; also nur 168 h NSS 


QPL-Listung 

QPL-81706 – Qualified Product List 

⇒ Prozesse wie SurTec 650 werden von einem unabhängigen Institut hinsichtlich der 

Anforderungen der MIL-81706 geprüft. Wenn alle Vorgaben erfüllt werden, erfolgt die 

Aufnahme in die QPL 

SurTec 650 hat die Anforderungen erreicht (Class 1A UND Class C) 

Die Freigabe liegt vor und kann in englischer Sprache zur Verfügung gestellt werden. 

Die Prüfung wurde zwei Mal durchgeführt: 

Sowohl ein frisch produziertes Konzentrat SurTec 650, als auch das Konzentrat nach einer 

Lagerungszeit von 12 Monaten hat alle Anforderungen von 

MIL-DTL-81706B, Cass 1A und Class C erfüllt. 


Qualicoat 

Qualicoat 

ist eine Qualitätszeichenorganisation mit dem Zweck, die Qualität der Lackierung und 

Beschichtung von Aluminium und dessen Legierungen für den Architekturbereich zu wahren und 

zu entwickeln. 

Qualicoat Zulassung 

Passivierte Oberflächen werden pulverbeschichtet und getestet: 

Mechanische Tests Korrosionstests 

Kugelschlag Kondeswasserkonstantklima 

Haftung Kondenswasser-Wechselklima mit SO 2 -Athmosphäre 

Dornbiegeversuch Essigsäure-Salzsprühtest 

Erichsen-Tiefung Dampfkochtopftest 

=> SurTec 650 hat alle Tests bestanden und wurde freigegeben. 


Zusammenfassung 

� SurTec 650 chromitAL ist eine Cr(VI)-freie Alternative zur Gelbchromatierung 

� gleichgute Eigenschaften (Korrosionsschutz, Haftgrund für Lacke und Kontaktwiderstand) 

� gleiche Vorbehandlung vor SurTec 650 wie vor Cr(VI)-haltigen Passivierungen 

� alle erforderlichen Tests zur QPL-Listung (MIL-DTL-81706B) wurden bestanden 

� die Qualicoat-Freigabe wurde erreicht 

� SurTec 650 chromitAL wurde bei mehreren Firmen getestet, zum Teil in interne 

Normen aufgenommen und ist in Deutschland zur Zeit an 4 Produktionsstandorten 

im Einsatz

Grundlagen - SurTec

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