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Werkstoffe Gleitlager vor Rotrost schützen

| Autor / Redakteur: Alfred Lethbridge / Sven Prawitz

Rotrost am Auto fällt auf und wird als optischer Makel wahrgenommen. Lager, zum Beispiel die der Türen, lassen sich durch Lack nicht schützen. Eine Metallbeschichtung kann hier Abhilfe schaffen.

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Beispiel für ein gestanztes Autotürscharnier mit rot markierten Lagersitzen.
Beispiel für ein gestanztes Autotürscharnier mit rot markierten Lagersitzen.
(Bild: Saint-Gobain)

Zahlreiche Automobilteile werden durch Umweltfaktoren beeinträchtigt. Autotürscharniere gehören dabei zu den am stärksten durch Korrosion bedrohten Komponenten. Ein wichtiger Faktor bei der Vermeidung oder der Beschleunigung der Rostbildung im Scharnier sind die Lager, die zwischen den beiden Hälften des Scharniers sitzen und die Bewegung des Scharniers möglich machen.

Die Wurzel des Problems liegt in der Montage und Lackierung des Fahrzeugs. Die Gleitlager spielen eine wichtige Rolle innerhalb dieses Vorgangs, da das Scharnier die Tür mit der Karosserie verbindet. Die Elektrotauchlackierung ist die bevorzugte Art der Lackierung zahlreicher Autohersteller, da der Lack auch in Bereiche dringt, die man mit der Farbpistole nicht erreicht.

Lackbrücken vermeiden

Kommt innerhalb der Elektrotauchlackierung ein Lager zum Einsatz, muss es elektrisch leitend sein, damit der Strom durch das Scharnier fließt und der Lack gleichmäßig auf die Oberfläche aufgebracht wird. Doch wenn die Gleitflächen voll leitfähig sind, tritt ein weiteres Problem auf: Die Farbe benetzt auch die Anschlussteile, und es entsteht eine „Lackbrücke“. Werden die Teile danach bewegt, bricht die „Lackbrücke“, der Lack blättert ab, und es entsteht Korrosionsgefahr. Gegen das Entstehen von „Lackbrücken“ haben OEMs die Möglichkeit, Lager mit leitfähigen Aussparungen, die aus einer Gleitfläche ohne Leitfähigkeit herausragen, einzusetzen. Auf diese Weise leiten die Anschlussteile den Strom, aber es kommt nicht zu einer Überbrückung des Lagers durch Farbe.

Eine weitere Problematik ist die Verarbeitung von Bronze. Die meisten Gleitlager sind bronzehaltig, und Bronze beschleunigt die Rostbildung der anliegenden Stahlbauteile. Dieses Phänomen ist die sogenannte Kontakt- oder galvanische Korrosion. Zur Lösung dieses Problems kann man die Zusammensetzung des Materials überdenken. Durch Verzicht auf Bronze und Verwendung von Stahl mit Aluminiumbeschichtung anstelle des Stahlstützkörpers werden Lager gegen Korrosion geschützt. Auf diese Weise wird die hohe Leitfähigkeit von Stahl mit der guten Korrosionsfestigkeit von Aluminium kombiniert. Dieses Konzept widersteht einer über 1.000-stündigen Aussetzung im Salzsprühtest ohne Bildung von Rotrost. Das ist mehr als die meisten Fahrzeuge im Laufe ihres Lebens jemals aushalten müssen.

Aluminium als Opferschicht

Die Erklärung für diesen Effekt liegt in der Chemie: Rotrost entsteht durch die Reaktion von Eisen oder Stahl mit Sauerstoff in der Luft und Feuchtigkeit in der Umgebung – also durch Oxidation. Edelmetalle sind weniger oxidationsanfällig als unedle Elemente. Die edlere Stahlschicht wird aufgrund des kathodischen Schutzes durch die weniger edle Aluminiumschicht geschützt. Kurz gesagt: Die Aluminiumschicht korrodiert schneller als die Stahlschicht, fungiert also als Opferschicht. Dadurch entsteht eine Passivierungsschicht auf der Aluminiumoberfläche, die zusätzlichen Schutz bietet.

Die Stahlstützschale ist zum Schutz gegen Korrosion mit Aluminium beschichtet. Die Gesamtstärke dieser Schicht beträgt 0,75 Millimeter.
Die Stahlstützschale ist zum Schutz gegen Korrosion mit Aluminium beschichtet. Die Gesamtstärke dieser Schicht beträgt 0,75 Millimeter.
(Bild: Saint-Gobain)

Diese spezielle Technik eignet sich aufgrund der hohen Ähnlichkeit des Elektrodenpotenzials von Aluminium- und Zink-Nickel-Legierungen gut für Anwendungen mit zink-nickel-beschichteten Gehäusen. Einige Automobilzulieferer, darunter auch Saint-Gobain, machen sich diese Tatsache zunutze, um der Korrosion auch kleinster Teile vorzubeugen und so die Korrosionsgefahr zu eliminieren. Und das wirkt sich auf das gesamte System aus.

Beschichtung kann zur Passgenauigkeit beitragen

Die Stahlschicht ist zusätzlich mit Aluminium beschichtet. Die erweitertete Aluminiumschicht ermöglicht eine größere Passgenauigkeit. Die Gesamtstärke dieser Schichten 1,00 Millimeter.
Die Stahlschicht ist zusätzlich mit Aluminium beschichtet. Die erweitertete Aluminiumschicht ermöglicht eine größere Passgenauigkeit. Die Gesamtstärke dieser Schichten 1,00 Millimeter.
(Bild: Saint-Gobain)

Die in Türscharnieren verwendeten Gleitlager sind nur ein Beispiel: Die Stahlstützschale, die ansonsten durch Befall mit Rotrost gefährdet wäre, kann zum Schutz gegen Korrosion mit Aluminium beschichtet werden. Außerdem kann sie umgearbeitet werden, wenn zum Beispiel eine größere Passgenauigkeit für eine besondere Anwendung erforderlich ist.

Bei unlackierten Anwendungen werden Gleitlager mit integriertem Korrosionsschutz empfohlen. So wird der Ausfall des Lagers vermieden, und die Autohersteller sind vor den unangenehmen Folgen von Rotrost geschützt.

Über den Autor: Alfred Lethbridge arbeitet als Content Marketing Executive bei Saint-Gobain Performance Plastics.

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