Hybridbindemittel für wasserbasierte Zinklamellensysteme Bremsscheiben energiesparend beschichten

Autor / Redakteur: Dr. Stefan Goedicke, Abteilungsleiter / Luca Meister

Speziell entwickelte nanostrukturierte Sol-Gel-Hybridbindemittel wurden mit Zink- und Aluminiumlamellen zu wasserbasierten 1K-Korrosionsschutzbeschichtungen formuliert. Die geringe Aushärtetemperatur trägt enorm zur Energie- und Kostenersparnis etwa bei der Beschichtung von Bremsscheiben bei.

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Abb. 6: Bremsbelag nach vollständigem Abbremsen der Beschichtung.
Abb. 6: Bremsbelag nach vollständigem Abbremsen der Beschichtung.
(Bild: Nano-X)

Als Zusatzoption wurden farblich angepasste chemikalienbeständige Topcoats entwickelt, die sich durch «Nass in nass»–Applikation in den Beschichtungsprozess integrieren lassen und gegen Felgenreiniger mit pH-Wert 0 bis 14 beständig sind.

Das moderne Design von Leichtmetallrädern mit wenigen und dünnen Stegen und grossen Öffnungen gibt den Blick frei auf die Bremsscheibe. Diese soll zum ästhetischen Gesamteindruck des Fahrzeugs beitragen und darf insbesondere nicht rosten. Um dies bei den üblicherweise aus Gusseisen hergestellten Bremsscheiben zu erreichen, setzen die meisten Automobilhersteller und -zulieferer auf Korrosionsschutzbeschichtungen.

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Die marktüblichen Beschichtungsmaterialien bestehen im Allgemeinen aus Bindemittel und Pigment, wobei neben einfachen schwarzen Beschichtungen Metallpigmente eingesetzt werden, die der Oberfläche eine metallische Optik verleihen. Bestimmte Autohersteller verwenden Zinkstaubfarben, andere wiederum bevorzugen Zink- oder Aluminiumlamellensysteme, unter anderem wegen ihres metallisch hellen Farbtons.

Anforderungen an die Bremsscheibenbeschichtung

Bei der Bremsscheibe unterscheidet man die Funktionsflächen wie den Reibring und die Anschraubfläche sowie die sonstigen Flächen von Topf und Kühlkanälen. Insbesondere die Topf-Aussenfläche liegt bei der montierten Bremsscheibe im Sichtbereich.

Bei den Funktionsflächen werden neben dem Korrosionsschutz besondere Anforderungen an eine Beschichtung gestellt. So darf etwa an der Anschraubfläche die Schicht bei der montierten Scheibe unter dem Anschraubdruck des Rades nicht nachgeben, da dies eine Lockerung der Schrauben zur Folge hätte. Daher können in diesem Bereich keine mechanisch weichen Lacke bzw. Bindemittel, die zum Fliessen neigen, eingesetzt werden. Darüber hinaus werden die Schichtstärken hier von den OEMs reglementiert.

Dem Reibring kommt bei der Bremsscheibe naturgemäss eine zentrale Funktion zu, da es hier zum direkten Reibkontakt mit den Bremsbelägen kommt. Der enormen mechanischen Belastung auf dieser Fläche kann eine nasschemisch aufgebrachte Beschichtung nicht dauerhaft standhalten, so dass ein permanenter Schutz hier erst gar nicht erwartet wird. Dennoch ist ein temporärer Korrosionsschutz auch auf der Reibfläche von der Herstellung der Bremsscheibe bis zur Auslieferung beim Händler erforderlich.

Korrosionsprobleme

Soll also die komplette Bremsscheibe inklusive Reibring beschichtet werden, muss sich die Beschichtung mit wenigen definierten Bremsungen unter konstanter Bremswirkung restlos von der Scheibe entfernen lassen, ohne die Reibbeläge in irgendeiner Weise zu beschädigen oder zu verkleben.

Dies ist bei weitem nicht mit allen am Markt verfügbaren Beschichtungen möglich. Einige organische Bindemittel neigen zu gummiartigem Verhalten und verkleben die Reibbeläge, so dass ein Einsatz auf dem Reibring nicht möglich ist. Wird der Reibring bei der Beschichtung ausgespart, entstehen hier Korrosionsprobleme etwa beim Schiffstransport nach Übersee. Diese können von einer beim Neufahrzeug ungewünschten optischen Beeinträchtigung bis hin zu festrostenden Reibbelägen führen. Im täglichen Fahrbetrieb ist ein Korrosionsschutz auf der Reibfläche nicht mehr notwendig, da der sich bildende Flugrost ständig beim Bremsen entfernt wird und daher immer eine blanke Oberfläche vorliegt.

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