Füge- und Korrosionsuntersuchungen an Stanznietverbindungen aus Chrom-Nickel-Stahl und oberflächenveredelten Feinblechen

Das mechanische Fügen zeichnet sich durch intensive Weiterentwicklungen aus und bereichert damit die blechverarbeitende Industrie. Mit dem Einsatz neuer Werkstoffe und Nietformen, neuer Schutzschichten, modifizierter Fertigungstechnologien, der erforderlichen Mischbauweise, Veränderungen der medialen Belastungen sowie der Gewährleistung von Langzeitgarantien wird eine Vielzahl von Fragen bezüglich des Korrosionsverhaltens der neuen Verbindungen aufgeworfen.

Als eine Alternative für den Materialeinsatz im Karosseriebau kommen Chrom-Nickel-Stähle in Betracht, welche im Bereich crashrelevanter oder umformtechnisch anspruchsvoller Bauteile Verwendung finden können. In den meisten Fällen bedingt dies eine Verbindung mit verzinkten Feinblechen. Für die Umsetzung der Fügeauf-gabe sind Stanznietverfahren eine geeignete Lösung. Aber auch auf vielen anderen Gebieten finden Stanznietverbindungen von Chrom-Nickel-Stählen mit Stählen geringerer Korrosionsbeständigkeit Anwendung. Von Seiten der Korrosion sind Mischverbindungen sehr kompliziert. Hier kommt der Systemcharakter der Korrosion - das komplizierte Zusammenspiel von Werkstoffen, Medien und Design - besonders deutlich zum Ausdruck.

Die Ergebnisse der Salzsprüh- und VDA-Wechseltests bieten die Möglichkeit, schnell die Schwachstellen in Überzügen und Beschichtungen aufzuzeigen, erlauben jedoch nicht das Korrosionsverhalten einer Nietverbindung unter praktischen Bedingungen einschätzen zu können, da hier die Korrosion nach einem anderen Mechanismus abläuft. Außerdem sind die Bedingungen zu "scharf", sodass kaum Differenzierungen möglich sind. Elektrochemische Messungen (Potential, Korrosionsstrom, elektrochemisches Rauschen) liefern differenzierte Aussagen und geben einen besseren Einblick in die Korrosionsprozesse. Sie zeigen eine gute Korrelation zu den Auslagerungsversuchen.

Die wegen der Geometrie der Nietverbindungen bei hochlegierten Chrom-Nickel-Stählen zu befürchtende Spaltkorrosion konnte nicht bestätigt werden, da durch Werkstoffkombination (Nietüberzüge/Chrom-Nickel-Stahl) die kritischen Potentiale der Spaltkorrosion nicht erreicht werden. Dagegen konnte Bimetallkorrosion nachgewiesen werden, die durch die ungünstigen Flächenverhältnisse zwischen Niet (Anode) und Chrom-Nickel-Stahlblech (Kathode) bei Dauerbefeuchtung extreme Ausmaße annehmen kann. Bei der Verwendung von Nieten aus hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl besteht jedoch auch hier die Gefahr der Spaltkorrosion.

Der Einsatz hochlegierter korrosionsbeständiger Stähle bedarf einer besonderen Herangehensweise, da diese Stähle nicht a priori korrosionsbeständig sind, sondern ihre Beständigkeit von einer Passivschicht herleiten, die Bedingungen für ihre stete Neubildung bedarf.

Mit dem Forschungsprojekt wurden wichtige Impulse für die korrosionsschutzgerechte Gestaltung und Fertigung von Bauteilen sowie für den Einsatz von Mischverbindungen unter korrosiven Bedingungen gegeben. Die Resultate aus den Untersuchungen zum Einfluss der Fertigungsparameter und der Umgebungsbedingungen auf das Korrosionsverhalten dienen zur Optimierung des Korrosionsschutzes bei der Gestaltung und Herstellung von Stanznietverbindungen aus Chrom-Nickel-Stahlblechen mit veredelten Feinblechen.