Chrom VI-Alternative: Welche Lösungen die Hersteller von Hydraulikverschraubungen präferieren 1

Beim Korrosionsschutz für Hydraulikkomponenten hat sich in letzter Zeit viel getan – nicht zuletzt aufgrund des Chrom VI-Verbots. fluid hat im Rahmen einer Umfrage bei den wichtigsten Herstellern von Hydraulikverschraubungen einmal nachgefragt, welche Lösungen sie denn nun präferieren – und warum.
Autor: Helmut Winkler, Technik & Marketing München

Chrom VI-freie Hydraulikverschraubungen werden mehr und mehr auch außerhalb des eigentlichen Vorschriftenbereiches, der Richtlinie 2000/53/EG des Europäischen Parlaments und des Rates, zum technischen Standard.  Da die EU keine technische Lösung vorgegeben hat, wurden verschiedene Schichtaufbauten und Materialkombinationen entwickelt.

Als Hintergrund: Dominierende Verbindungsart bei Hydraulikverschraubungen ist der Kraftschluss.  Hierbei spielt die Oberfläche und deren Reibungsverhalten eine große Rolle.  Konstrukteure tun deshalb gut daran, sich den Aufbau der neuen Korrosionsschutzvarianten anzusehen.  fluid hat deshalb führende Hersteller gebeten, einmal die wesentlichen Merkmale ihres Chrom VI-freien Korrosionsschutzes und die Vorteile darzustellen.

Eines noch vorab: Eine Kette ist bekanntlich so schlecht wie das schwächste Glied. Das gilt auch beim Korrosionsschutz – besonders bei der Mobilhydraulik. Diese ist extremen mechanischen und korrosiven Belastungen im Einsatz ausgesetzt. Da ist es erfreulich, dass die Chrom VI-freien Schutzaufbauten der A3C-Beschichtung durchwegs überlegen sind. Es wäre aber gut, wenn diese Verbesserung durchgängig vorhanden wäre. Wer sich mit dem zufrieden gibt was der Markt gerade hergibt, wird nie in der Spitzenliga mitspielen. Konstrukteure sollten also mit Nachdruck auf einen einheitlichen Korrosionsschutzstandard hinarbeiten und die Messlatte hierfür sind die Standzeiten der Chrom VI-freien Innovationen.

Der momentane wirtschaftliche Erfolg der deutschen Industrie ist auch ein Zeichen dafür, dass in einer globalisierten Weltwirtschaft Wertarbeit immer noch seinen Platz hat. Ein Ausruhen darf es aber nicht geben. Die neuen Mitspieler sind gnadenlos und würden sich über einen Stillstand freuen. Wir haben deshalb den Herstellern von Hydraulikverbindungen auch die Frage gestellt, ob das nun schon das Ende der Fahnenstange ist. Wenn die Antworten auch noch  Zukunftsmusik sind, zeigen sie  doch, dass ganz offensichtlich die Reise erst richtig begonnen hat.

fluid: Die EU-Altautoverordnung hat Hydraulikkomponentenhersteller gezwungen, eine Alternative  zum bewährten A3C-Korrosionsschutz zu entwickeln. Wie hat sich Ihre Beschichtungslösung unter den oft rauen Einsatzbedingungen bewährt und was schätzen Ihre Kunden besonders?

Athina Samiotou, Eaton: Wegweisend für uns waren die Wünsche unserer Kunden, die neben einem sehr guten Chrom VI-freien Korrosionsschutz auch eine hochwertige Optik bei annehmbarem Preis wünschten. Daher haben wir uns für eine galvanische Verzinkung mit anschließender Passivierung plus Versiegelung entschieden. Die Versiegelung enthält dabei Komponenten, die es ermöglichen, optimale Reibwerte zu erzielen. Unsere Kunden schätzen an unserer Chrom VI-freien Oberfläche den hohen Korrosionsschutz, die optimalen Reibwerte und die hochwertige silbern glänzende Optik. Die Eaton-Qualitätsstandards garantieren darüber hinaus die gleichbleibend hohe Qualität.

Axel Tammen, Hansa-Flex: Wir haben uns vor Jahren dazu entschieden, auf eine Chrom III-Beschichtung zu wechseln. Erfahrungen und Kundenanforderungen haben aber gezeigt, dass eine Chrom III-Beschichtung in vielen Bereichen den Anforderungen nicht genügt. Aus diesem Grund hat Hansa-Flex eine eigene Zink- Nickel-Beschichtung entwickelt, die den hohen Ansprüchen der Kunden entspricht. Diese Beschichtung wird serienmäßig an allen Rohrverschraubungen, Adapter und Schlaucharmaturen eingesetzt.

Oliver Helterhof, Parker Hannifin: Von Zwang kann man nicht wirklich sprechen. Die EU- Richtlinie 2000/53/EG richtete sich im Allgemeinen gegen den Einsatz von Schwermetallen wie Blei, Cadmium, Quecksilber und Chrom VI in Fahrzeugen aufgrund der medizinischen Bedenklichkeit, da einige Stoffe im Verdacht stehen, krebserregend zu sein. Fahrzeuge im Landwirtschaftsbereich und Baufahrzeugbereich wurden ohnehin von der Regelung ausgenommen. Der Industriebereich war gar nicht betroffen. Für Parker Hannifin und somit auch für unsere Ermeto-Hydraulikverschraubungen war es dennoch sehr wichtig, diese Bedenklichkeit zu beseitigen und auf schädliche Stoffe zu verzichten.

Jürgen Schröer, Voss Fluid: Wir hatten uns damals für eine Zink-Nickel-Beschichtung entschieden, um eine wirkliche Produktverbesserung zur alten Gelbchromatierung anbieten zu können. Alternativen zur damaligen A3C-Oberfläche basieren lediglich auf einer Zink-Basisschicht.  Die Zink-Nickel-Oberfläche birgt verschiedenste Vorteile, welche sich in der Praxis noch beeindruckender darstellen als unter Laborbedingungen im Salzsprühnebeltest.

Wir haben mittlerweile schon bei einigen Anwendungen beobachten können, beispielsweise den mobilen Arbeitsmaschinen, dass bereits nach einem Jahr im Einsatz ein deutlicher Unterschied zu sehen ist. Die Zink-Oberfläche zeigt bereits starken Rotrost, während die Zink-Nickel-Oberfläche am gleichen Fahrzeug absolut neuwertig erscheint. In Bezug auf ausblühenden Weißrost konnten wir dies sogar schon vermehrt auf ausgestellten Fahrzeugen bei Messen beobachten. Zink-Nickel bildet erst sehr spät einen leichten Grauschleier, der sehr unauffällig ist. Ein weiterer großer Vorteil von Zink-Nickel.

fluid: Wie ist der Serienaufbau Ihrer Beschichtung und was sind die wichtigsten technischen Vorteile?

Athina Samiotou, Eaton: Unsere Serienbeschichtung ist eine galvanische Verzinkung mit anschließender Passivierung. Die Versiegelung enthält Silikate als Korrosionsinhibitoren. Durch dieses Verfahren werden gleichmäßige Schutzschichten erreicht, die einen hohen Korrosionsschutz ermöglichen und die sich sehr gut zur nachträglichen Lackierung eignen.

Axel Tammen, Hansa-Flex: Ich darf die wichtigsten Eckdaten kurz aufzählen: Korrosionsbeständigkeit mindestens 300 Stunden gegenüber Rotrost bei Fassungen/Armaturen (DIN EN ISO 9227-NSS), Korrosionsbeständigkeit mindestens 720 Stunden gegenüber Rotrost bei Verschraubungen und Adaptern (DIN EN ISO 9227-NSS), Korrosionsgrat nach VDMA 24576 mindestens K5 gegenüner Rotrost, galvanischer Überzug nach DIN 50979, Reibwertminderung durch spezielle entwickelte Gleitschicht, Chrom VI-frei nach DIN EN 15205, Farbe silbergrau matt (VDMA Farbe Klassifizierung F1/F2). Unsere Zink-Nickel-Beschichtung besitzt eine hochwertig aussehende Oberfläche und bietet eine  erheblich bessere Korrosionsbeständigkeit als A3C und Chrom III. An der Stelle möchte ich speziell betonen: kein von Chrom III und A3C her bekannter Weißrost und kein Ausblühen, sondern lediglich ein Grauschleier. Ferner ist Montagesicherheit aufgrund identischer Reibwerte (Montageverhalten wie bei A3C und Chrom III) gegeben. Und nicht zu vergessen die Beständigkeit gegenüber allgemeinen Hydraulikmedien.

Oliver Helterhof, Parker Hannifin: Auf das Grundmetall wird galvanisch eine Zinkschicht aufgebracht.  Danach wird eine nanopartikelhaltige Dickschicht-Passivierung  aufgebracht, die als Schutzschicht für das Zink dient. Dieser Prozess basiert auf Chrom III und ist komplett Chrom VI-frei.  Die Passivierung wird anschließend mit einem organisch-mineralischen Topcoat beschichtet.  Durch diesen Prozess erhalten wir eine durchschnittliche Korrosionsbeständigkeit von 500 Stunden gegenüber Weißrost im Vergleich  zu 120 Stunden bei der alten A3C-Oberfläche. Dies ist eine deutliche Leistungssteigerung bei gänzlichem Verzicht schädlicher Stoffe.

Jürgen Schröer, Voss Fluid: Unsere Zink-Nickel-Oberfläche besteht aus einer Zink-Nickel-Basisschicht mit Passivierung und anschließender Versiegelung. Wo erforderlich, verwenden wir noch einen zusätzlichen Gleitwachs, um die gleichen Reibkräfte der alten Gelbchromatierung zu erreichen. Der gravierende Unterschied ist der  Nickelanteil von 12 bis 16 Prozent. Rein auf die Basisschicht bezogen, erreichen wir damit eine um etwa Faktor 10 höhere Korrosionsbeständigkeit als bei der Zink-Oberfläche. Wenn überhaupt, dann tritt Weißrost nur als leichter Grauschleier auf und zusätzlich ist  die Oberfläche durch den Nickelanteil viel robuster gegenüber mechanischen Belastungen. Selbstverständlich kann die Oberfläche auch im Bedarfsfall noch überlackiert werden und ist beständig gegen alle gängigen Hydraulikmedien.

fluid: Was sind die Hinderungsgründe für eine einheitliche Korrosionsschutzrichtlinie für Hydraulikkomponenten?

Athina Samiotou, Eaton: Das Qualitätsniveau eines Produktes wird im Wesentlichen auch durch seine Oberflächenbeschichtung bestimmt. Der zentrale Teileeinkauf und die Automobilproduktion verlangen nach einheitlichen Qualitätsstandards. Die A3C-Oberfläche für Hydraulikkomponenten wurde nicht von der EU-Altautoverordnung außer Kraft gesetzt, sondern durch die Marktbedürfnisse. Die Vielfalt unterschiedlicher Oberflächen resultiert dabei aus der parallelen Entwicklung. Mit dem VDMA-Einheitsblatt 24576 gibt es ein einheitliches Regelwerk für unterschiedliche Verfahren. Der weitaus größte Teil an Hydraulikkomponenten ist jedoch silberfarben. Die Ausnahme bildet dabei die graue ZnNi-Beschichtung, welche sich bislang nicht flächendeckend als Serienbeschichtung für Hydraulikkomponenten durchsetzen konnte.

Axel Tammen, Hansa-Flex: Wir gehen davon aus, dass Zink-Nickel in absehbarer Zeit als Standard festgelegt werden wird.

Oliver Helterhof, Parker Hannifin: Eine einheitliche Korrosionsschutzrichtlinie gibt es nicht. Unterschiedliche Fertigungsverfahren erreichen unterschiedliche Korrosionsschutzstufen. Rohrverschraubungen erreichen andere Werte als beispielsweise das Rohr, die Schlaucharmaturen oder Ventile und Pumpen. Die Farbgebung stellt weniger ein Problem dar.

Jürgen Schröer, Voss Fluid: Das VDMA-Einheitsblatt war ein wichtiger Schritt zur Standardisierung von Korrosionsschutzklassen. Der Anwender hat hiermit die Möglichkeit, basierend auf seinen Anforderungen, die für ihn notwendige Klasse eindeutig festzulegen. Das, zum Teil zweifelhafte, Werben mit theoretischen, unter Laborbedingung durchgeführten oder einfach frei erfundenen Beständigkeiten ist somit weitestgehend unterbunden.

fluid: Mit welchen innovativen Entwicklungen bezüglich Korrosionsschutzschichten für Hydraulikkomponenten ist in der Zukunft zu rechnen?

Athina Samiotou, Eaton: Als eine mögliche Alternative werden zurzeit die Zink-Nickel-Oberflächen diskutiert,  jedoch enthalten diese Beschichtungen 12 bis 16 Prozent Nickel. Die Verarbeitung und Produktion von Nickel ist mit Risiken verbunden. Die toxikologische Bedenklichkeit von Nickel und hierbei besonders die Bedenklichkeit gegenüber Nickelstäuben ist mehr als fragwürdig. Kontaktallergien (Zink-Nickel-Allergien) nehmen zu.

Darüber hinaus ist die Abwasserbehandlung wesentlich aufwendiger. Daher ist dieser Weg nicht zukunftsweisend. Knapper werdende Rohstoffe bei steigenden Preisen und ein höheres Umweltbewußtsein verlangen  nach Beschichtungssystemen, die Ressourcen schonen und unbedenklich für die Gesundheit sind. Die Zukunft gehört eindeutig den umweltfreundlichen Systemen, die ohne Schwermetalle wie Ni, Co II, Cr III auskommen. Unsere Entwicklung ist darauf ausgerichtet.

Axel Tammen, Hansa-Flex: Im Bereich der Beschichtungen wird es immer eine Weiterentwicklung geben. Gerade die neuen Geschäftsfelder wie Offshore-Windparks und andere fordern immer höhere Korrosionsbeständigkeiten. Diesen Kundenanforderungen wird sich Hansa-Flex auch zukünftig stellen.

Oliver Helterhof, Parker Hannifin: Alles was heute bereits auf  grauen Listen geführt wird oder im  Rahmen der  Global Automotive Declarable Substance List (GADSL)  als deklarationspflichtig eingestuft wird, wird sich langfristig aufgrund der medizinischen Problematik nicht durchsetzen. Dazu gehören eben auch  Zink-Nickel-Beschichtungen.

An dieser Stelle zitiere ich gerne Prof. Dr. Elsner aus Bremen, Hautarzt und Allergologe, welcher in einem Interview die Problematik von Zink-Nickel geschildert hat und empfiehlt „Handschuhe zu tragen und jeglichen Kontakt mit der Haut zu vermeiden“. Dies zeigt uns deutlich den  Maßstab für neue Entwicklungen auf. Neben der reinen Leistungsfähigkeit der Beschichtung zählt vor allem auch die absolute Unbedenklichkeit für die Mitarbeiter im Unternehmen.

Jürgen Schröer, Voss Fluid: Wenn man einmal die Historie betrachtet, gab es gerade bei dem Thema Korrosionsschutz immer wieder Produktverbesserungen in der Oberflächentechnik. Von der einfachen Phosphatierung über die Gelbchromatierung bis zum heutigen Stand der Technik. Mit der Zink-Nickel-Oberfläche können wir heute einen sehr hohen Korrosionsschutz anbieten, der teilweise sogar in vornehmlichen Anwendungen von Edelstahl eine Alternative bieten kann.

Mit der neuen hauseigenen Galvanik können wir vor allem in Sachen Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit punkten. Zudem treiben wir auch in unserer Eigenentwicklung in enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Herstellern der Galvanikindustrie das Thema Beständigkeit immer weiter voran. Neue Produktverbesserungen, beispielsweise durch neue noch beständigere Versiegelungen, können ohne größere Probleme umgesetzt werden. Dem Endanwender bietet die Zink-Nickel-Oberfläche schon heute einen Mehrwert, welcher zurzeit das Optimum darstellt.

Resümee: Auf die Frage, ob denn die EU-Altautoverschrift für das internationale Geschäft mehr Fluch als Segen sei, antwortet Jürgen Schröer stellvertretend für die Branche: „Ich denke vor allem ein Segen. Nicht nur dass durch das Chrom VI-Verbot die Umweltbelastungen verringert werden, es entsteht sogar noch ein echter Vorteil für den Anwender.“