Rostfrei durchs Autoleben: Prüfverfahren für den Korrosionsschutz bei Pkw

Von Schrauben über Chassis-Komponenten bis hin zu Motorträgern: An Pkw sind Teile unterschiedlichster Materialien verbaut, die je nach Anwendung zahlreiche Anforderungen in puncto Korrosionsschutz erfüllen müssen. Jedes einzelne Bauteil benötigt eine spezielle, genau auf die Anforderungen abgestimmte Beschichtung, um eine dauerhafte Funktion zu ermöglichen und die strengen Automobil-Spezifikationen der nationalen und internationalen OEMs zu erfüllen. Um die Oberflächenbeschichtung der in Pkw eingesetzten Bauteile zu testen bzw. zu untersuchen, kommen in der Praxis unterschiedliche Prüfverfahren zur Anwendung.

Korrosionsprüfung aufwändig und zeitintensiv

Das Prüfen der Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen für den Automotive-Markt stellt die Entwickler aufgrund der vielfältigen Belastungen, der komplexen Anforderungen sowie der unterschiedlichen klimatischen Rahmenbedingungen immer wieder vor Probleme. Prüfungen im Außenbereich erweisen sich meist als schwierig, denn: Hier werden erste Korrosionsschäden oft erst nach vielen Jahren sichtbar – vor allem in der sogenannten Freibewitterung sind die Bedingungen im Zeitverlauf höchst wechselhaft und wenig konstant. Um die unterschiedlichen Witterungsbedingungen dennoch simulieren zu können, unterscheidet man verschiedene Klimata – vom trockenen Wüstenklima bis zum tropischen und/oder salzigen Klima am Meer. Problem dabei: Auch mit dieser Vorgehensweise ist die Zeit für intensive Prüfungen und somit auch zur Erreichung belastbarer Qualitäts- oder Entwicklungsergebnisse in der Regel zu lang.

Eigenständige Tests der Automobilhersteller

Vor diesem Hintergrund hat die Automobilindustrie teilweise bereits eigenständige Prüfverfahren zum Test der Korrosionsbeständigkeit entwickelt. Der Hersteller Audi zum Beispiel führt mit dem Ingolstädter Korrosions- und Alterungstest (INKA) eine der härtesten Prüfungen durch. Hierbei können unter extremen Bedingungen innerhalb von 19 Wochen zwölf Autojahre simuliert werden – in fünf Phasen: Zu Beginn wird das Auto in einer Klimakammer bei 35°C mit Salz eingenebelt. Anschließend wird es bei bis zu 50°C und maximal 100 % Luftfeuchtigkeit tropischen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Im nächsten Schritt wird die Karosserie von 80 Halogen-Metalldampf-Lampen mit je 1.200 Watt auf bis zu 90 Grad erhitzt. Dabei dürfen die Farben im Innenraum nicht ausbleichen – auch eine Versprödung der Materialien darf nicht auftreten. In Phase vier erfolgt die Simulation von arktischen Minustemperaturen von minus 35°C. Dabei rüttelt ein sogenannter Vierstempel-Hydropulser das Fahrzeug durch, um die Verwindungen der Karosserie und die Belastungen der Fahrwerksteile auf unebenen Wegen nachzubilden. Nicht zuletzt fahren Testfahrer mit dem Auto rund 12.000 km auf Teststrecken – darunter Schotterpisten und Schlammwege. Bei Mercedes gibt es mit dem MEKO-Test eine ähnlich harte Belastungsprüfung und auch bei BMW müssen Fahrzeuge ihre Korrosionsbeständigkeit in einem umfangreichen Dynamic Corrosionstest (DyCo) nachweisen.

Eines ist jedoch klar: Auch diese extremen Tests können das reale Autoleben nur simulieren und nicht komplett abbilden. Allerdings liefern sie umfangreiche Erkenntnisse für die Bewertung und Optimierung der erforderlichen Korrosionsschutzsysteme.

Konstantklimatest nach ISO 9227

Neben den Spezialtests der Automobilhersteller hat sich in der Praxis ein weniger aufwändiges Prüfverfahren für die Korrosionsbeständigkeit von einzelnen Bauteilen und Komponenten im Automobilbau bewährt: der Konstantklimatest nach ISO 9227.


Prüfkammer für den Salzsprühtest ISO 9227 NSS

Hierbei werden die beschichteten Prüfkörper bei einer Umgebungstemperatur von 35°C und 100° Luftfeuchte kontinuierlich mit einer 5%igen-Salzlösung besprüht. Um verlässliche und belastbare Prüfergebnisse zur Korrosionsbeständigkeit zu erhalten, sind die Temperaturen, der Reinheitsgrad des Salzes sowie die Qualität des Wassers genau festgelegt. Darüber hinaus wird auch die Kondensat-Menge nach definierten Kriterien aufgefangen. Nicht zuletzt existiert beim Konstantklimatest eine präzise Kalibriervorgabe. Das bedeutet: Die blanken Prüfkörper werden vor und nach dem Test gewogen – so lässt sich der Gewichtsverlust durch Rostbefall feststellen. Aufgrund des einheitlichen Versuchsaufbaus und der festgelegten Rahmenbedingungen liegen für dieses Prüfverfahren zahlreiche Erfahrungswerte vor. Verschiedene Prüfkammer-Hersteller bieten am Markt dazu unterschiedliche Systeme an.

Klimawechseltests

Ebenfalls häufig angewandt werden (in Deutschland) sogenannte Klimawechseltests. Diese kombinieren in der Regel den Salzsprühtest teilweise mit anderen Salzkonzentrationen als in der ISO 9227 mit definierten Trockenphasen und einer Belastungsphase durch reinen Wassernebel.


Prüfkammer für den Klimawechseltest (-40/+80°C)

Dabei werden die zu prüfenden Bauteile teils extremen Temperaturen von -40°C bis +80°C ausgesetzt. In Schweden wiederum hat sich – entwickelt von den Automobilherstellern Volvo und Scania – eine andere Prüf-Idee etabliert. Bei dem sogenannten ACT I (Accelerated Corrosion Test) wird die Salzlösung nicht als Nebel versprüht, sondern beregnet die zu prüfenden Bauteile mehrfach täglich. Dabei steigt der Dampf aufgrund der Temperatur in der Prüfkammer immer wieder auf. Bei der modifizierten Test-Weiterentwicklung ACT II wird nur einmal täglich beregnet, zusätzlich wird jedoch die Salzkonzentration geändert.


Prüfkammer für die Tests ACT I/ACT II/L467

An diversen Testoberflächen zeigte sich der ACT II schließlich als die härtere Belastungsprüfung. Ein Sonderverfahren aus Japan ist der von Toyota angewandte CCT-A (Cyclic Corrosion Test). Dabei werden die Teile zunächst dem normalen Salzsprühtest unterzogen und im Anschluss zusätzlich in eine Salzlösung getaucht.

Alle in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Tests können auch in den Laboreinrichtungen von Dörken MKS in Herdecke durchgeführt werden:


Vergleich der Testergebnisse