Frage: Wie so viele andere Galvaniken auch, befassen wir uns derzeit mit der Umstellung von Chrom(VI)- auf Chrom(III)-Elektrolyte. Unsere Anforderungen sind vor allem dekorativ. Soweit wir informiert wurden, gibt es Elektrolyte auf Basis von Sulfat und Chlorid, wobei sich – wie uns gesagt wurde – Chloridelektrolyte durchgesetzt haben. Leider fehlen uns weitere Informationen und wir wissen nicht, ob sich Tests mit Elektrolyten auf Sulfatbasis überhaupt lohnen. Sollten wir Ihrer Meinung nach das ganze Spektrum prüfen, oder sollten sich unsere Vorversuche auf Chloridelektrolyte beschränken?
Antwort: Es sprechen einige gute Gründe für chloridbasierte Bäder [1], aber auch Elektrolyte auf Sulfatbasis werden eingesetzt [2]. Die drei Hauptkriterien sind Wirtschaftlichkeit, Korrosionsbeständigkeit und Optik. Sie müssten dies – auch in Absprache mit Kunden – besprechen und die Prioritäten setzen.
Die Wirtschaftlichkeit bezieht sich in erster Linie auf die Beschichtungsgeschwindigkeit, da solche Elektrolyte i. d. R. in bestehende Anlagen integriert werden müssen. Elektrolyte, die langsamer arbeiten als Ihre aktuell eingesetzten Chrom(VI)-Verfahren, könnten entsprechend Probleme verursachen. Die meisten Elektrolyte auf Chloridbasis arbeiten etwa doppelt so schnell wie Elektrolyte auf Sulfatbasis. Damit erreichen Sie die gleiche Geschwindigkeit wie mit herkömmlichen Verfahren und benötigen keine zusätzlichen Stationen und Anpassungen in der Steuerung.
» Als die wichtigsten optischen Kriterien werden Farbe und Helligkeit gesehen. «
Optisch stehen die Elektrolyte der aktuellen Generation Chrom(VI)-Verfahren kaum oder überhaupt nicht nach. Dabei lieferten sich beide Elektrolyttypen über Jahre hinweg ein Kopf-an-Kopf-Rennen, um möglichst nahe an das „Original“ heranzukommen. Als die wichtigsten optischen Kriterien werden Farbe und Helligkeit gesehen. Je nach Elektrolyt lässt sich sogar eine ganze Farbpalette abdecken [3]. Muster von Lieferanten können hier bereits helfen, die ersten Entscheidungen zu treffen. Allerdings kommt hier noch der Faktor der Farbstabilität hinzu, die über Jahre abnehmen kann. Tests, die von 2015 bis 2018 durchgeführt wurden, weisen darauf hin, dass Elektrolyte auf Sulfatbasis in der Farbstabilität über die Jahre stärker nachlassen [4]. Dies muss allerdings nicht für die aktuelle Elektrolytgeneration gelten. Allerdings liegt es in der Natur der Tests, dass es schwierig ist, aktuell verlässliche Informationen darüber abzugeben.
Bei den Korrosionstests scheinen Elektrolyte auf Chloridbasis ebenfalls die Nase vorn zu haben [4]. Da es sich hierbei um sehr komplexe Zusammenhänge handelt, wären aktuelle Vorversuche und Korrosionsprüfungen unabhängig von möglicherweise veralteten Studien ratsam [5].
Zu den o. g. drei Faktoren kommt die Abwasserbehandlung hinzu, die als Unterpunkt der Wirtschaftlichkeit angesehen werden kann. Auch hier sind Vorversuche im Haus von entscheidender Bedeutung.
An Ihrer Stelle würden wir nun folgendermaßen vorgehen: Wir würden alle relevanten Lieferanten im deutschsprachigen Raum kontaktieren und um alle Datenblätter bitten. Anhand dieser Informationen sollte sich die Wirtschaftlichkeit prüfen lassen. Alle Elektrolyte, die nicht die geforderten Kriterien erfüllen, fallen aus dem Raster. Von den übrigen Elektrolyten würden wir Farbmuster und Proben für erste Laborversuche anfordern. Hier kann das Handling mit ersten Prüfteilen getestet und das Aussehen mit den Farbmustern und dem aktuellen Chrom(VI)-Elektrolyten geprüft werden. Da sich somit die Chemie bereits im Haus befindet, können ebenso Versuche mit dem Abwasser durchgeführt werden. Sie sollten dabei natürlich beachten, dass solche Versuche lediglich Trends, aber keine absoluten Werte wiedergeben werden.
Nachdem das Feld weiter eingeengt wurde, kommt es zum nächsten Schritt, nämlich Versuchen in einem größeren Maßstab. I. d. R. führt man solche Versuche in kleineren Wannen mit einem Volumen von 20 bis 100 Litern durch. Somit lassen sich Kundenteile in einem kleinen Maßstab verchromen. Mit einem Teil der Muster können Korrosionstests durchgeführt werden, ein weiterer Teil geht zur Begutachtung zum Kunden.
Am Ende wird es darauf hinauslaufen, dass zwei bis drei Elektrolyte übrigbleiben, welche zumindest größtenteils alle Anforderungen erfüllen. Sollten diese auch preislich auf einem Niveau liegen, wird die Entscheidung davon abhängen, welchem Lieferanten und Elektrolyttyp Sie langfristig am meisten vertrauen.
Literatur
[1] How to Choose Between Sulfate and Chloride-Based Trivalent Chromium; Products Finishing; https://www.pfonline.com/articles/how-to-choose-between-sulfate-and-chloride-based-trivalent-chromium
[2] Chrom(VI) geht, Chrom(III) kommt; Galvanotechnik 1, (2021), S. 49
[3] High-Performance Chrom(III)-Verfahren; Galvanotechnik 5, (2020), S. 738
[4] Products Finishing; https://www.pfonline.com/articles/how-to-choose-between-sulfate-and-chloride-based-trivalent-chromium
[5] Elektrochemische Simulation des CASS Tests; Galvanotechnik 6, (2023), S. 689
