Delaminationsmechanismen bei der Koexistenz von Wechselbeanspruchung und Korrosion
In einer neuen Arbeit wurde das Delaminationsverhalten einer defekten Beschichtung bei gleichzeitiger Wechselbeanspruchung und elektrochemischer Korrosion in einem neuartigen Versuchsaufbau untersucht, bei dem die elektrochemische Messung und der Ermüdungstest gleichzeitig durchgeführt werden konnten.
Für einen wirksamen Korrosionsschutz von metallischen Oberflächen durch organische Beschichtungen ist eine gute Adhäsion notwendig. Selbst die besten Korrosionsschutzbeschichtungen versagen, wenn sie nicht gut auf dem Substrat haften. Das Verfahren der Laseroberflächentexturierung („Laser Surface Texturing“, LST) wurde bereits in verschiedenen Anwendungen zur Verbesserung der Haftung zwischen Beschichtungen und Stahloberflächen eingesetzt. Darüber hinaus haben jüngste Forschungen bewiesen, dass LST eine wirksame Option für die Vorbehandlung von Stahloberflächen vor der Abscheidung organischer Beschichtungen ist. In einer neuen Arbeit wird die Haftfestigkeit von organischen Beschichtungen untersucht, die auf lasertexturierten Oberflächen aus Kohlenstoffstahl AISI-A36 abgeschieden werden. Mittels Nanosekunden-LST und der Methode des direkten Laserschreibens (DLW) wurden V-förmige Rillen auf den Stahloberflächen erzeugt. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Rillen wurde variiert, um verschiedene Oberflächentopografien mit einer kontrollierten Oberflächenstrukturierung (TA) von 10 % bis 60 % zu erhalten. Herkömmliche perlgestrahlte Oberflächen wurden als Referenz verwendet. Oberflächenmorphologie und -topografie wurden durch Rauheit und Tortuosität charakterisiert. Zur Bestimmung der Haftung der Epoxidbeschichtung wurden der häufig verwendete Pull-off-Test (ISO 4624) und ein „Shaft Load Blister Test“ (SLBT) durchgeführt. Darüber hinaus wurden beschleunigte Korrosionstests durchgeführt, um die Auswirkungen der lasertexturierten Oberflächenbeschaffenheit auf die Korrosionsausbreitung zu bewerten.
Bessere Adhäsion
Nach der Durchführung des Pull-off-Tests übertrafen alle Oberflächenzustände den in der ISO 12944-9 angegebenen Mindestwert für die Abziehfestigkeit von 5 MPa. Die Ergebnisse für die SLBT zeigten, dass die Haftfestigkeit in hohem Maße von der lasertexturierten Fläche beeinflusst wird. Die geometrischen Aspekte der Rillenstruktur begünstigen Phänomene wie mechanische Verriegelung und mechanisches Verhaken der Beschichtung, die den Mechanismus des Versagens der Haftung der organischen Beschichtung während des Tests beeinflussen. Bei niedriger TA findet die Rissausbreitung hauptsächlich an der Schnittstelle Beschichtung/Stahl statt. Eine Erhöhung der TA zeigt jedoch, dass die Rissausbreitung in der Nähe der V-förmigen Rillen aufgrund der komplexen Form gestoppt wird und für die weitere Ausbreitung ins Innere der Beschichtung ausweichen muss.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 180, Juli 2023, veröffentlicht.
Konferenztipp
Korrosionsschutzbeschichtungen stehen auch im Mittelpunkt der EC-Konferenz Protective & Fire-retardant Coatings am 18. und 19. Oktober in Berlin. Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Korrosionsschutz- und Brandschutzbeschichtungen werden Ihnen auf einer Konferenz vorgestellt.