Herstellung und Charakterisierung ternärer Zink-Legierungsüberzüge auf Stahlfeinblech

Im Rahmen dieser Arbeit werden metallische Überzüge auf Stahlfeinblech für Anwendungen im Automobilbereich untersucht. Ausgehend von bereits hinreichend bekannten Systemen wie Zink-Magnesium oder Zink-Aluminium werden dünne metallische Überzüge hergestellt und charakterisiert, die neben Zink zwei weitere Elemente enthalten und zu deren Herstellung PVD (Physical Vapor Deposition)-Technologien eingesetzt werden. Ziel ist, gegenüber konventionellen Zinküberzügen mit einer reduzierten Auflage gleichwertige oder verbesserte Verarbeitungs- und Korrosionseigenschaften zu erzielen. In einem ersten Ansatz werden Zink-Aluminium-Magnesium-Überzüge in einem kontinuierlichen Bandprozess auf der Bandpilotanlage der Dortmunder Oberflächencentrum GmbH hergestellt, indem auf elektrolytisch verzinktes Stahlfeinblech (Zn-Auflage 2,5 um) sequentiell Aluminium (100-200 nm) und Magnesium (300 nm) aufgedampft und einer thermischen Nachbehandlung (300-340 °C) unterzogen werden. Analytische Untersuchungen (GDOS, FE-REM, XRD) zeigen, dass die Al-Auflage und die Temperatur der thermischen Nachbehandlungen einen signifikanten Einfluss auf die Schichtmorphologie haben. Darüber hinaus werden die hergestellten Überzüge im Hinblick auf die Korrosions- und Verarbeitungseigenschaften untersucht und der Einfluss der Herstellungsparameter aufgezeigt. Insgesamt erweisen sich die Überzüge als vorteilhaft, die mit einer hohen Temperatur nachbehandelt werden und in denen die Elemente Aluminium und Magnesium homogen über der Überzugsdicke verteilt vorliegen. Zusätzlich wird aufgezeigt, dass bei dem beschriebenen Aufbau des Überzugs bereits sehr dünne Al-Schichten eine hervorragende Überzugshaftung erzielen und eine prozesstechnische Alternative zur Plasmafeinreinigung des elektrolytisch verzinkten Stahlbands darstellen.