DE102017107529A1

DE102017107529A1 - Verfahren zur Korrosionsinhibierung von Metallen und Temperierungssystem für ein metallisches Werkzeug

Info

Publication number: DE102017107529A1
Application number: DE102017107529.1A
Authority: DE
Inventors: Patrick Schmidt-Winkel; Richard Kormann; Uwe Behmel
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-10-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Passivierung sowie die Inhibierung der Korrosion von Metallen, die mit wässrigen Carbonat- bzw. Hydrogencarbonat-haltigen Lösungen in Kontakt stehen, durch Steuerung des pH-Werts bzw. des Kohlendioxidgehalts dieser Lösungen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Temperierungssystem, in dem die Passivierung sowie die Inhibierung der Korrosion von Metallen genutzt wird, um insbesondere durch Wasser temperierte Werkzeuge aus Aluminium vor einer schleichenden Korrosion zu schützen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Passivierung sowie die Inhibierung der Korrosion von Metallen. Bevorzugte Ausführungsformen betreffen die Passivierung und die Korrosionsinhibierung von Aluminium-haltigen Werkstoffen.
Viele Metalle neigen mehr oder weniger stark zur allmählichen Zersetzung durch Korrosion, welche sich typischerweise durch Unebenheiten, Mulden, Spalten, Risse, Lochschäden oder Oberflächenschäden zeigt. Dabei ist die Korrosion in der Regel das Ergebnis chemischer bzw. elektrochemischer Reaktionen zwischen Metallen/Werkstoffen und anderen Stoffen aus deren Umgebung, wobei messbare Veränderungen an den Metallen/Werkstoffen eintreten und zu Funktionsbeeinträchtigungen führen können. Dabei kann der Kontakt mit bestimmten flüssigen, gasförmigen oder festen Stoffen - wie beispielsweise mit Wasser, Wasserdampf, Säuren, Laugen, Ammoniak, Salzen und Schwermetallionen - zu Korrosion führen.
Je nach ihren spezifischen chemischen oder physikochemischen Eigenschaften neigen die verschiedenen Metalle in einem unterschiedlichen Ausmaß zur Korrosion. Einige Metalle sind allerdings in der Lage, einen eigenen, „natürlichen“ Korrosionsschutz aufzubauen - zum Beispiel in Form einer passivierenden Oxidschicht; hierzu zählt beispielsweise das Aluminium und viele seiner Legierungen (hiermit werden im Weiteren Legierungen auf Basis von Aluminium oder andere Aluminium enthaltende Werkstoffe verstanden).
Aluminium ist aufgrund seiner natürlichen Tendenz, an Luft eine dünne, schützende Aluminiumoxidschicht zu bilden, in natürlicher Umgebung pH-Bereichen von ca. 4-9 weitgehend korrosionsbeständig. Dieser Oxidfilm, der im Wesentlichen aus einer dünnen inneren Sperrschicht und einer dickeren Außenschicht besteht, ist bei neu-hergestellten metallischen Aluminiumoberflächen nur ca. 2,5 nm dick und wird erst mit der Zeit allmählich stärker (≥ 0,05 µm).
Die passivierende Aluminiumoxid-Schutzschicht ist in Wasser mit einem pH-Wert von 4,5 bis 8,5 unter natürlichen Umweltbedingungen weitgehend stabil. Daher sind Aluminium oder Aluminiumlegierungen in Chlorid-freiem Wasser bei 4,5 < pH < 8,5 weitgehend stabil gegenüber Korrosion. Wasser mit einem niedrigeren pH-Wert kann Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen dagegen korrosiv angreifen. Wasser mit einem pH-Wert > 8,5 greift neben Aluminium auch die meisten Aluminiumlegierungen korrosiv an.
Die Beständigkeit von Aluminium und seinen Legierungen gegenüber Korrosion in Wasser hängt u.a. von dem Gehalt an gelösten Bestandteilen, an Gasen sowie Kolloid- oder Schwebstoffen ab. Sehr kritisch sind in diesem Kontext beispielsweise Chlorid- und/oder Kupfer-Ionen im Umgebungswasser, die im Fall von Aluminium oder Aluminium-haltigen Werkstoffen stärker ausgeprägte Korrosionseffekte deutlich begünstigen.
Aufgrund seiner hervorragenden physikalischen Eigenschaften - insbesondere im Hinblick auf geringe Dichte, hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit - werden Aluminium und seine Legierungen u.a. in der Elektronik/Elektrotechnik sowie als Konstruktionswerkstoffe eingesetzt.
Insbesondere aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit in Kombination mit seiner geringen Dichte werden Aluminium und seine Legierungen u.a. zur Herstellung von Wärmetauschern eingesetzt.
Es ist seit Längerem aus dem Stand der Technik bekannt, dass beispielsweise bei einer im Betrieb befindlichen, auf Aluminium-Werkstoffen basierenden Kühlvorrichtung oder bei einem Aluminium-Wärmetauscher in Verbindung mit einem wässrigen Temperiermedium eine Tendenz zur Werkstoffkorrosion bestehen kann.
Insbesondere wird/werden Aluminium bzw. Aluminium- haltige Legierungen im Sinne der vorliegenden Erfindung in Form von Werkzeugen zur effizienten Realisierung schneller Aufheiz- und Abkühlraten in Kombination mit einem geeigneten Temperierwasser-System eingesetzt. Um eine korrosive Schädigung der metallischen Werkstoffe, insbesondere des Aluminiumwerkzeugs, im Temperierwasser-Werkzeug-Gesamtsystem weitestgehend zu unterdrücken bzw. zu minimieren, ist eine Korrosionsinhibierung im Temperierwasser-Werkzeug-Gesamtsystem unerlässlich.
Aus dem Stand der Technik ist eine Reihe von Korrosionsinhibierungs- bzw. Passivierungsverfahren für Metalle bzw. für Aluminium und Aluminiumlegierungen bekannt.
In einer häufig angewendeten Passivierungsbehandlung für Aluminium werden Chrom(VI)-Verbindungen eingesetzt. Die Verwendung derartiger Chromverbindungen weist bzgl. der korrosionsinhibierenden oder passivierenden Wirkung zahlreiche Vorteile auf, jedoch sind die Herstellung, der Transport, die Lagerung, die Anwendung und die Entsorgung dieser zum großen Teil toxischen Chromverbindungen z.T. stark reglementiert und daher sehr kritisch zu betrachten.
Infolge der genannten Risiken haben die zuständigen Behörden in einer großen Anzahl von Staaten die Konzentrationsgrenzwerte für Chromverbindungen drastisch herabgesetzt und die Kontrollen verschärft, was die industrielle Verwendung von Chromaten erheblich eingeschränkt hat und deshalb in der Zukunft auch aus kommerzieller Sicht wenig attraktiv erscheinen lässt. In der Konsequenz sind daher aus dem Stand der Technik bereits auch zahlreiche Ansätze zur Korrosionsinhibierung bzw. Passivierung für Aluminium und Aluminium-Werkstoffe bekannt.
Beispielhafte Methoden zur Korrosionsinhibierung bzw. zur Passivierung von Aluminium-haltigen Werkstoffen umfassen:

1. Anodisieren des Aluminiums;
2. Barrierenbildung mittels anorganischer Schutzschichten(insbesondere Titan- und Zirconverbindungen), die mit einer oxidierten Aluminiumoberfläche unter Ausbildung von korrosionsinhibierenden bzw. passivierenden Oxiden oder Mischoxiden oder z. B. auch gemischten Carbonat/Oxid-Schutzschichten reagieren;
3. gezielter Einbau spezifischer Metallionen (z. B. Cer-, Mangan- und Cobaltionen in höheren Oxidationsstufen) in die Aluminium-Werkstoffe und Legierungen, die eine Metalloberfläche während der Nutzungsdauer oxidieren und/oder oxidiert halten bzw. re-oxidieren können - wie z.B. Cr(VI)-Verbindungen - wenn das Schutzschichtsystem beispielsweise lokal angegriffen, abgetragen oder zerstört wurde und das blanke Metall zumindest latent bzw. vorrübergehend „ungeschützt“ frei liegt;
4. Einsatz organischer Polymere oder auch oligomerer Verbindungen mit einem hohen Komplexierungsvermögen für Aluminium, um aktive Oberflächenzentren an der Werkstoffoberfläche, insbesondere nahe der Grenzfläche Werkstoff/Temperiermedium, zu blockieren und die Werkstoffoberfläche mit einer schützenden organischen Beschichtung/Schutzlage abzudecken; und
5. Einsatz anorganischer filmbildender Oxide bzw. Mischoxide, wie z.B. mit Molybdaten, Vanadaten oder Silikaten, die die Metall- bzw. Werkstoffoberfläche belegen oder passivieren und auch - falls angestrebt - die Anhaftung von weiteren Funktions- oder Veredelungsbeschichtungen verbessern können.

Ein weiterer alternativer Lösungsvorschlag aus der Praxis besteht darin, für Wärmeaustauscherelemente auf Aluminiumbasis, in denen Wasser z.B. als Temperiermedium eingesetzt wird, einen gewissen Anteil beispielsweise eines organischen Korrosionsinhibierungsmittels - wie z.B. Ethylenglycol -zuzufügen, um die Werkstoffkorrosion zu verringern bzw. zurückzudrängen. Beispielsweise kann hierzu gemäß dem Stand der Technik eine Lösung bestehend aus 25 Vol.-% Ethylenglykol und 75 Vol.-% Wasser verwandt werden. Der Nachteil dieser Alternative besteht jedoch darin, dass Ethylenglycol als toxisch eingestuft wird, wodurch dessen Einsatz in industriellen Anwendungen i.d.R. mit strengeren Arbeitsschutz- und Umweltschutz-Auflagen verbunden ist.
Daneben sind kommerziell erhältliche, ggfs. spezielle Korrosionsinhibitoren einsetzbar, die vorwiegend organischer und/oder anorganischer Natur sind und ggfs. auch als wässrige Lösungen zum Einsatz kommen können. Als exemplarische Inhibitoren seien hier Produkte - wie z.B. Glysantin^®, Glythermin^® oder Enviroplus™ - genannt.
Diese Produkte bieten jedoch - in Verfahren mit spezifischen schnellen Aufheiz- und Abkühlraten in einem Temperaturbereich von ca. 15 - 125 °C in teil-offenen Temperierwasser-Systemen - nur eine bedingten oder zeitlich begrenzten Korrosionsinhibierung, insbesondere für Aluminium oder Aluminium-Werkstoffe. Zur Vermeidung von Korrosionsschäden sind daher in derartigen Gesamtsystemen i.d.R. engmaschige Prozesskontrollen und regelmäßige kostenintensive Temperierwasser-Wechsel erforderlich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lösung zur Korrosionsinhibierung oder Passivierung von Metallen bzw. metallischen Werkstoffen bereitzustellen, die nicht mit den Nachteilen der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsvorschläge, die mit der Passivierung von Metallen, insbesondere von Aluminium und seinen Legierungen und Werkstoffen, und/oder der Bereitstellung von Metallen mit anderen erwünschten Eigenschaften verbunden sind, behaftet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe - gemäß Anspruch 1 - durch Einstellung der Kohlendioxid-Konzentration und/oder des Härtegrades [°dH] in dem eingesetzten wässrigen Temperiermedium gemäß dem Kalk-Kohlensäuregleichgewicht basierend auf Gleichgewichtsreaktion 1 der nachfolgenden Formel 1: CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca²⁺(aq) + 2HCO₃ ^- (aq) Gleichgewichtsreaktion 1 $p H = 7,91 - l g (2,8 \times C O_{2} / K H)$
wobei CO₂ für die Gleichgewichts-Kohlendioxid-Konzentration im Temperiermedium in der Einheit mg CO₂/l und KH für die Carbonathärte in der Einheit °dH im Temperiermedium steht. (aq) beschreibt im Temperiermedium solvatisierte Ionen.
Eine weitere Lösung der Aufgabe ist durch ein Temperierungssystem für ein metallisches Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 27 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht u.a. darin, den für die Aus- und Nachbildung inkl. der in situ Re-Generierung der jeweiligen oxidischen bzw. mischoxidischen Metallschutzschichten (Korrosionsinhibierung) notwendigen pH-Bereich des wässrigen Temperiermediums - der im Fall von Aluminiumlegierungen in einem Intervall von 4,5 ≤ pH ≤ 8,5, bevorzugt in einem Intervall von 6,0 ≤ pH ≤ 8,5 und besonders bevorzugt in einem Intervall von 7,5 ≤ pH ≤ 8,5 liegt - durch geeignete Wahl des Konzentrationsverhältnisses Kohlendioxid/Carbonat-Härte = CO₂/°dH gemäß o.g. Gleichung 1 beeinflussen bzw. steuern zu können.
Als Führungsgröße zur pH-Einstellung kann dabei, je nach anwendungsspezifischen Rahmenbedingungen oder Steuerungspräferenzen - die Carbonathärte °dH und/oder die Kohlendioxid-Konzentration CO₂ herangezogen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die CO₂-Gleichgewichtskonzentration im Temperierwasser indirekt per pH-Indikator-Methodik kontrolliert.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird der pH-Wert durch Zugabe von Hydrogencarbonaten, vorzugsweise von Alkalihydrogencarbonaten und besonders bevorzugt von Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) eingestellt.
Sofern es sich beispielsweise bei den oben genannten Werkzeug-Systemen um Systeme handelt, die über einen teilgeschlossenen Temperierwasser-Kreislauf verfügen, kann durch die häufig wiederholten Prozesszyklen von Aufheiz- und Abkühlphasen allmählich Kohlendioxid aus dem Temperierwasser-System ausgetrieben werden.
Gerade bei hohen Temperaturen des wässrigen Temperiermediums (z.B. in einem Intervall von 80 - 125 °C) in Verbindung mit kurzen Verweilzeiten bei tieferen Temperaturen kann es vorkommen, dass beim Aufheizen mehr Kohlendioxid ausgetrieben wird als beim Abkühlen wieder aus der Atmosphäre resorbiert werden kann, sodass das Temperierwasser allmählich an Kohlendioxid verarmt.
Dabei wird zunächst das im wässrigen Temperiermedium gelöste Kohlendioxid (die sog. „freie zugehörige Kohlensäure“) verbraucht. Anschließend wird auf Basis des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts fehlendes Kohlendioxid im Temperierwasser-System durch Dissoziation von gelöstem Hydrogencarbonat (sog. „halbgebundene Kohlensäure“) generiert, wobei der pH-Wert gemäß Reaktionsschema 2 ansteigt: HCO₃ ^- = CO₂ + OH^- Reaktionsschema 2
Durch diesen Effekt steigt allmählich der pH-Wert des wässrigen Temperiersystems an und kann einen pH-Bereich erreichen, in dem z.B. oxidische oder mischoxidische Korrosionsschutzschichten metallischer Werkstoffe alkalisch angegriffen und ggf. zerstört werden, wodurch deren korrosionsinhibierende oder passivierende Schutzwirkung beeinträchtigt werden kann.
Diesem Phänomen kann durch erneute Zugaben von Hydrogenkarbonat in gewisser Weise entgegengewirkt werden; allerdings ist damit u.a. auch eine immer weiter zunehmende Aufsalzung des Temperiermediums verbunden, die ebenfalls negative Folgen - wie z.B. die Ausbildung von Salzkrusten und/oder den Anstieg der Ionenstärke und Leitfähigkeit - haben kann.
Um diesem Nachteil entgegenwirken zu können, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf den Kohlendioxid-Gehalt des wässrigen Temperiermediums Einfluss genommen werden. Diese Verfahrensmaßnahme ist mit dem Vorteil verbunden, dass einerseits das prozessbedingt ausgetriebene Kohlendioxid durch Zuführung von externem Kohlendioxid direkt ersetzt werden kann und andererseits einem pH-Anstieg durch die Dissoziation von Hydrogencarbonat, der sog. halbgebundenen Kohlensäure - gemäß Reaktionsschema 2 -, das als interne Kohlendioxid-Quelle dient, entgegengewirkt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Temperierwasser mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser), destilliertem Wasser oder Osmose-Wasser (o.g. Wässer sind nachfolgend auch als „Reinwässer“ bezeichnet) aufbereitet, um nachteilige Einflüsse, beispielsweise von Chloriden oder von anionischen und/oder kationischen Verunreinigungen, organischen und/oder anorganischen Zusätzen oder Salzen usw. auf das wässrige Temperiermedium zu minimieren bzw. auszuschalten.
Um die pH-Stabilität („Pufferkapazität“) o.g. Reinwässer zu erhöhen und deren korrosive Eigenschaften zu reduzieren bzw. zu mildern, kann das Reinwasser in einer bevorzugten Ausführungsform z. B. bereits vor der Anwendung im Temperiermedium durch Zugabe bestimmter Salze - wie z.B. von Hydrogencarbonaten, Hydrogen- oder Dihydrogenphosphaten, Kieselsäuren und/oder Hydrogensulfaten - aufbereitet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Aufbereitung des Reinwassers die Zugabe von Calciumhydrogencarbonat (Ca(HCO₃)₂).
Alternativ oder ergänzend können auch Erdalkalicarbonate - bevorzugt Calciumcarbonat (CaCO₃) - zugegeben werden. Durch die Zugabe derartiger Carbonate kann das o.g. Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht - gemäß Reaktionsgleichung 1 - unter den Bedingungen der sog. Calcit-Sättigung (Sättigung mit Calciumcarbonat) in sehr vorteilhafter Weise für den erfindungsgemäßen Zweck genutzt werden.
Um Calciumhydrogencarbonat in Lösung zu halten, ist eine bestimmte Konzentration an sogenannter „zugehöriger Kohlensäure“ (also Kohlendioxid und Wasser) notwendig. Diese zugehörige Kohlensäure stellt im Dissoziations-Gleichgewicht mit den vorhandenen Hydrogencarbonat-Ionen den pH-Wert des Wassers gerade so niedrig ein, dass der von diesem pH-Wert wiederum abhängige Anteil an Carbonat-Ionen zusammen mit der vorhandenen Calcium-Konzentration das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat gerade noch nicht überschreitet.
Ist mehr als die zugehörige Menge an freier Kohlensäure in der Lösung vorhanden, wird diese Kohlensäuremenge als „überschüssig“ bezeichnet. Sie kann mit weiterem CaCO₃ reagieren und dieses im wässrigen Medium auflösen. Der Mengenanteil der freien Kohlensäure, der weiteres CaCO₃ löst und der in der Folge in das zusätzliche Calciumhydrogencarbonat eingeht, wird als „kalkaggressive Kohlensäure“ bezeichnet. Der Rest der überschüssigen Kohlensäure stockt dabei den Anteil der zugehörigen Kohlensäure auf das neue höhere Maß auf.
Calciumhydrogencarbonat existiert also in wässriger Lösung nur in Koexistenz mit äquivalenten Mengen an Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen. Bei der Verdunstung des Wassers oder beim Erhitzen wird Kohlendioxidaus der Lösung bzw. aus dem wässrigen Temperiermedium ausgetrieben. Dadurch verschiebt sich das Dissoziationsgleichgewichtwieder in Richtung der Carbonat-Ionen, also auf die linke Seite der obigen Reaktionsgleichung. Somit wird das Löslichkeitsprodukt des Calciumcarbonats wieder überschritten und es bildet sich wieder schwerlösliches CaCO₃.
Darüber hinaus besteht in diesem Fall die Möglichkeit, die oxidischen bzw. mischoxidischen Korrosionsschutzschichten bzw. Passivierungsschichten der Metalle bzw. der metallischen Werkstoffe durch zusätzliche kontrollierte Abscheidung, z.B. durch gezielte zusätzliche Carbonat-Abscheidung und/oder durch gezielte zusätzliche Silikat-Abscheidung unter den Gleichgewichtsbedingungen der Calcit-Sättigung zu verstärken und damit die korrosionsinhibierende bzw. die passivierende Wirkung weiter zu steigern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Temperierwasser/-medium Magnesium-Salze, wie z.B. bevorzugt Magnesiumhydrogencarbonat (Mg(HCO₃)₂, Magnesiumcarbonat (MgCO₃), Magnesiumhydrogensulfat (Mg(HSO₄)₂) oder auch Magnesiumsulfat (MgS04). Durch die gleichzeitige Anwesenheit von in Wasser bzw. im wässrigen Temperiermedium solvatisierten Magnesium-Kationen und/oder Sulfat (SO₄)^2- bzw. Hydrogensulfat (HSO₄)^- Anionen stellen sich die jeweiligen Gleichgewichtskonzentrationen des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts (siehe Reaktionsgleichung 1) gegenüber Magnesium-freien und/oder Sulfat-freien Zusammensetzungen deutlich schneller ein, was gerade im Hinblick auf kurze Zykluszeiten mit schnellen Aufheiz- und Abkühlraten des Temperierwassers/-mediums vorteilhaft ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die o.g. Ausführungsbeispiele zur Korrosionsinhibierung im wässrigen Temperiermedium beispielsweise mit Hilfe oxidischer, mischoxidischer oder auch silikat-oxidischer Werkstoffschutzschichten und/oder Carbonat-haltiger Werkstoffschutzschichten mit kommerziell verfügbaren chemischen Zubereitungen zur Korrosionsinhibierung bzw. Passivierung kombiniert.
Als exemplarische Ausführungsform ist hier eine Temperierwasser-Zubereitung für Aluminium-enthaltende Werkstoffe genannt, die neben einem der o.g. Ausführungsbeispiele beispielweise auch den kommerziell erhältlichen Korrosionsinhibitor DREWGRAD^®315 umfasst. Daneben kann auch der Einsatz anderer kommerziell erhältlicher Korrosionsinhibitoren - je nach Anwendungsfall - vorteilhaft sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung können die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele wässrige Temperiermedien umfassen, die zur Korrosionsinhibierung oder zur Passivierung ein Biozid oder mehrere Biozide enthalten, um beispielsweise der Entstehung und Vermehrung von Mikroorganismen, Bakterien, Pilzen usw. im Temperierwasser-System vorzubeugen.
Als besonders vorteilhaft hat sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in Verfahren gezeigt, in denen beheizte Werkstoffformen - beispielsweise enthaltend Aluminium oder Aluminiumlegierungen zum Einsatz kommen. Hierzu zählen u.a. Verfahren zum innovativen Presskaschieren beispielsweise von Interieurbauteilen in der Automobilindustrie. - Ein derartiges Verfahren - insbesondere ein Verfahren zur Temperatursteuerung - ist in der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 113 445 offenbart.
Bei derartigen Kaschierverfahren wird unter Einsatz beheizter Werkzeugformen bzw. unter Verwendung von sog. Kaschierwerkzeugen durch die wesentlichen Kaschierparameter Druck, Temperatur und Zeit eine Klebstoffschicht (re-)aktiviert. Durch die Fügefunktion des Klebstoffs wird dann ein mechanisch stabiler Verbund zwischen dem Trägermaterial und dem zu kaschierenden Dekor erzeugt.
In den meisten Verfahren werden die Kaschierwerkzeuge - d.h. das Unterwerkzeug und das Oberwerkzeug - mittels flüssiger Medien - wie z.B. Wasser - auf eine Solltemperatur erwärmt, welche die Aktivierung des Klebestoffes bewirkt. Dieser Schritt ist entscheidend für eine gute Haftung und für den stabilen Gesamtverbund des Bauteils.
Der Aktivierungsprozess des Klebstoffs ist essentiell und energetisch aufwändig, da mit intelligentem Wärmemanagement und minimalen Energieverbrauch in kürzester Zeit die Aktivierung des aufgetragenen und eventuell beim Aushärten bereits getrockneten Klebstoffs, der beispielsweise in Form einer wässrigen Dispersion oder eines Hotmelts verwendet wird, in die klebefähige flüssige Phase zu realisieren ist, um eine Benetzung der zu fügenden Oberflächen zu erreichen und in der Folge eine dauerhaft feste Haftung . der einzelnen Verbundkomponenten untereinander zu erzielen.
Daraus ergibt sich, dass das eingesetzte Werkzeug stets einwandfrei die oben geschilderten Anforderungen zu erfüllen hat und mit Blick auf einen reibungslosen und kosteneffizienten Produktionsablauf nicht durch Korrosion geschädigt sein darf. Ähnliches gilt für alle anderen Bauteile, die mit dem wässrigen Temperiermedium bzw. mit der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung in Kontakt kommen.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung und Stabilisierung einer vorwiegend oxidischen, mischoxidischen oder carbonat-oxidischen Korrosionsinhibierungs- bzw. Passivierungsschicht auf Metallen und metallischen Werkstoffen umfassend folgende Schritte:

a) Bereitstellen einer wässrigen Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung enthaltend Kohlendioxid und wenigstens ein Alkali- oder Erdalkalicarbonat oder -hydrogencarbonat;
b) Einstellen des geeigneten pH-Werts der Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung gemäß Formel 1 $p H = 7,91 - l g (2,8 \times C O_{2} / K H)$
worin CO₂ für die Gleichgewichts-Kohlendioxid-Konzentration mg/l und KH für die Carbonathärte in °dH in o.g. Lösung steht;
c) Inkontaktbringen des zu inhibierenden bzw. zu passivierenden Metalls bzw. metallischen Werkstoffs mit der Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung gegebenenfalls bei einer Temperatur, die typischerweise über 15 °C liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der pH-Wert der Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung in einem Bereich von 4,5 ≤ pH ≤ 8,5.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der pH-Wert der Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung einem Bereich von 6,0 ≤ pH ≤ 8,5.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der pH-Wert der Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung in einem Bereich von 7,5 ≤ pH ≤ 8,5.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der obigen Ausführungsformen wird der pH-Wert des wässrigen Temperiermediums durch Chemikalienzugabe enthaltend wenigstens ein Hydrogencarbonat eingestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der pH-Wert des wässrigen Temperiermediums durch Chemikalienzugabe enthaltend wenigstens ein Alkalihydrogencarbonat eingestellt.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird der pH-Wert des wässrigen Temperiermediums durch Chemikalienzugabe enthaltend Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) eingestellt.
Um die Vorteile des „Kalk-Kohlenstoff-Gleichgewichts“ zur pH-Regulierung im wässrigen Korrosionsinhibitor- oder Passivierungssystem, beispielsweise in Verbindung mit einer Anwendung als Temperiersystem, bestmöglich nutzen zu können, kann in einer bevorzugten Ausführungsform auf Basis von Formel 1 bei gegebener Carbonathärte jeweils für (i) pH-Minimalwert (=untere pH-Grenze) und für (ii) pH-Maximalwert (=obere pH-Grenze) die zu (i) und die zu (ii) korrelierende Gleichgewichtskonzentration CO₂ bestimmt werden. Durch externe Kohlendioxid-Zuführung in o.g. Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungssystem bzw. Temperiersystem kann die Kohlendioxid-Gleichgewichts-Konzentration CO₂ innerhalb der oben berechneten Kohlendioxid-Grenzwerte korrelierend zu (i) pH-Minimalwert und zu (ii) pH-Maximalwert eingestellt und in einem weiten Bereich stabilisiert werden. Dadurch gelingt die pH-Einstellung über die Kohlendioxid-Konzentration als Steuerungsgröße auf der Basis des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts.
In einer bevorzugten Variante eines vorgenannten Ausführungsbeispiels umfasst die Zugabe zum Korrosionsinhibitor- oder Passivierungssystem bzw. zum Temperiersystem Calciumhydrogencarbonat (Ca(HCO₃)₂).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Zugabe zur Korrosionsinhibitor- bzw. zur Passivierungslösung bzw. zum Temperiersystem CaMg(CO₃)₂ (Dolomit) und/oder CaMg(HCO₃)₄. Ein wesentlicher Vorteil dieser Variante - enthaltend Magnesium-Kationen zusätzlich zu Calcium-Kationen - besteht in der beschleunigten Einstellung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts im Vergleich zum Magnesium-Kationen-freien System.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Zugabe zur Korrosionsinhibitor- bzw. zur Passivierungslösung bzw. zum Temperiersystem Sulfate, wie z.B. Magnesiumsulfat MgSO₄. Ein wesentlicher Vorteil dieser Variante - enthaltend Sulfate - besteht in der beschleunigten Einstellung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts im Vergleich zum Sulfat-freien System.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Metall bzw. der Metall-enthaltende Werkstoff mit der Korrosionsinhibitor- bzw. der Passivierungslösung bzw. dem Temperiersystem bei einer Temperatur im Bereich von von 15 bis 125 °C in Kontakt gebracht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die wässrige Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung bzw. das Temperiersystem auf der Basis von vollentsalztem Wasser, von destilliertem Wasser oder auch von Osmose-Wasser hergestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die wässrige Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung bzw. das Temperiersystem auf der Basis von vollentsalztem Wasser (VE-Wasser), von destilliertem Wasser oder auch von Osmose-Wasser hergestellt, wobei die elektrische Leitfähigkeit dieser wässrigen Lösungen durch Zugabe geeigneter Chemikalien oder Salze auf einen Wert von mindestens 10 µS/cm eingestellt wird, besonders bevorzugt auf eine Leitfähigkeit von mindestens 20 µS/cm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Korrosionsinhibitor- bzw. Passivierungslösung bzw. das Temperiersystem zusätzlich Magnesiumcarbonat und/oder Magnesiumhydrogencarbonat auf.
In einer bevorzugten Variante der o.g. Ausführungsformen enthält die Korrosionsinhibitor- bzw. die Passivierungslösung bzw. das Temperiersystem mindestens einen speziellen Korrosionsinhibitor, vorzugsweise auf der Basis von Ethylenglycol und/oder Propandiol.
In einer besonders bevorzugten Variante der o.g. Ausführungsformen umfasst die Korrosionsinhibitor- bzw. die Passivierungslösung bzw. das Temperiersystem als zusätzlichen Korrosionsinhibitor mindestens eine Zubereitung aus den Produktgruppen Glysantin^® (z.B. G48D_EVO), Glythermin^® (P44TI_EVO), Enviroplus^® (z.B. 3270), DREWGARD315^®, CI21^®.
In einer bevorzugten Ausgestaltung können die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele wässriger Korrosionsinhibitor- oder Passivierungslösungen oder Temperiersysteme ein Biozid (z.B. Biosperse® 5910 oder wässrige Wasserstoff-Peroxid-Lösungen) oder mehrere Biozide enthalten, um beispielsweise der Entstehung und Vermehrung von Mikroorganismen, Bakterien, Pilzen usw. im Temperierwasser-System entgegenzuwirken.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Korrosionsinhibitor- oder Passivierungslösungen oder Temperiersysteme einen pH-Indikator aufweisen.
Beispiel 1
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Korrosionsinhibierung auf Basis des o.g. Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts unter Verwendung von Kohlendioxid als pH-Steuerungsgröße verwendet. Für das betroffene Aluminium-Werkzeug wird das Temperierwasser ausgehend von VE-Wasser oder Osmose-Wasser durch Zugaben umfassend Ca(HCO₃)₂, CaCO₃ und Mg(HCO₃)₂ aufbereitet. Das Aluminium-Werkzeug wird mit einer vorwiegend oxidischen Schutzschicht vor Korrosion geschützt (passivierendes Aluminiumoxid auf Aluminium). Um diese vorwiegend oxidische Korrosionsschutzschicht aufrecht zu erhalten, zu stabilisieren und evtl. entstehende Schäden (z.B. sich ausdünnende Schutzschichtbereiche) in situ reparieren zu können, soll der pH-Wert des Temperiermediums innerhalb der Grenzen 7,5 ≤ pH ≤ 8,5 liegen. Bei einer beispielhaften Carbonathärte von 10 °dH im Temperierwasser ergeben sich damit für die Kohlendioxid-Steuerung die folgenden Grenzwerte: $pH = {pH}_{min} = 7.5$
Gemäß Formel 1 ergibt sich für KH=10 °dH damit eine maximale CO₂-Konzentration von ca. 9,2 mg/L. $pH = {pH}_{max} = 8.5$
Gemäß Formel 1 ergibt sich für KH=10 °dH damit eine minimale CO₂-Konzentration von ca. 0,9 mg/L.
Über die Kohlendioxid-Steuerungsanlage wird daher im vorliegenden Fall gerade so viel Kohlendioxid zudosiert, dass im Temperierwasser eine Kohlendioxid-Gleichgewichtskonzentration CO₂ von ca. (5 ± 4) mg/L eingestellt und aufrechterhalten wird. Auf Basis des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts entspricht CO₂=(5 ± 4) mg/L bei KH=10 °dH dem pH-Bereich von 7,5 ≤ pH ≤ 8,5.
Die Messung der aktuellen Ist-Kohlendioxid-Konzentration im Temperiermedium kann dabei beispielsweise direkt in Echtzeit analysiert und durch eine entsprechende Feedback-Schleife als Steuerungsgröße in die aktive Kohlendioxid-Steuerung eingespeist bzw. integriert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Kohlendioxid-Gleichgewichtskonzentration CO₂ im Temperiermedium indirekt per pH-Indikator-Methodik gemessen. Dazu kann beispielsweise eine geeignete wässrige Lösung von Bromthymolblau als pH-Indikator verwendet werden, die z.B. über einen Bypass des Temperiermedium-Systems, bevorzugt angeordnet in der 20-30 °C warmen Zone des Temperiersystems, ausschließlich über die Gasphase in Kontakt mit dem Temperierwasser steht. Durch diese vorteilhafte Anordnung wird verhindert, dass sich pH-Indikator-Lösung und Temperierwasser miteinander vermischen.
Durch den Gasphasenkontakt der beiden Flüssigkeiten stellt sich in der verbindenden Gasatmosphäre ein Gleichgewichts-Kohlendioxid-Partialdruck pCO₂ ein, der direkt korreliert mit der Gleichgewichts-Kohlendioxid-Konzentration im Temperiermedium.
Im Falle von Bromthymolblau liegt der charakteristische Farbumschlag der Säure-Base-Reaktion von Gelb (sauer) nach Grün (neutral) bei ca. pH 7. Unter Berücksichtigung des o.a. Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts ist die Carbonathärte der Bromthymolblau-Indikator-Lösung daher so einzustellen, dass pH=7,0 (=charakteristischer Farbumschlag Gelb/Grün) genau bei der im Temperierwasser gewünschten Kohlendioxid-Gleichgewichts-Konzentration erreicht wird. In diesem Fall kann die Farbe der Bromthymolblau-Indikator-Lösung als Indikator für die Kohlendioxid-Konzentration im Temperiermedium - und damit für die pH-Einstellung im Temperiermedium - herangezogen werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Kohlendioxid-Gleichgewichtskonzentration CO₂ korrelierend (i) zur oberen und (ii) zur unteren pH-Grenze im Temperiermedium jeweils durch eine oben beschriebene pH-Indikator-Vorrichtung für pH_max und pH_min kontrolliert.
Beispiel 2 - siehe Figur 1
Im Weiteren wird die Anwendung der Erfindung auf ein Temperierungssystem für ein metallisches Werkzeug 1 aus einer Aluminium-Legierung enthaltend AlMg_4.5 gezeigt. Dieses Werkzeug 1 ist ein Kaschierwerkzeug gemäß der Offenlegung DE 10 2016 113 445 zum Kaschieren eines Dekormaterials auf einen Träger. Anwendbar ist die Erfindung jedoch auch auf andere Werkzeuge aus Aluminium- oder Aluminium-Legierungen, z.B. für den Spritzguß, zum Schäumen oder zum Schweißen, die mit Wasser gekühlt werden.
Dabei wird in einem Tank 3 Wasser (Temperierwasser) 2 vorgehalten, das beispielsweise aus Osmose-Wasser gewonnen oder dem lokalen Wassernetz entnommen wird. Das Wasser 2 im Tank 3 hat zumindest Raumtemperatur und sollte eine Temperatur von 15°C nicht unterschreiten. Das durch den Betrieb im Werkzeug 1 verdunstende Wasser 2, z.B. 40 1 pro Tag, wird durch eine Wasserzufuhr 9 für den Tank 3 ersetzt oder - zur Erstbefüllung des Tanks 3 - wird das Wasser 2 aus der Wasserzufuhr 9 entnommen. Hierbei wird über eine Wasseruhr 10 die Menge des zugeführten Wassers 2 erfasst und an eine Steuereinrichtung 7 weitergegeben.
Eine Pumpe 4 ist mit dem Tank 3 verbunden und pumpt das Wasser 2 des Tanks 3, das etwa Raumtemperatur aufweist, in ein Regelgerät 8, das die Erwärmung des Wassers 2 auf eine gewünschte Prozesstemperatur vornimmt, beispielsweise auf 70°C oder 90°C. Diese Temperierung ist in DE 10 2016 113 445 beschrieben.
Das Regelgerät 8 ist mit dem Werkzeug 1 verbunden und gibt das erwärmte Wasser 2 an das Werkzeug 1 weiter. Im Tank 3 ist das Wasser 2 nicht mit einem Druck beaufschlagt. Durch die Pumpe 4 und eine Verengung von Fluidleitungen zur Weiterleitung des Wassers 2 über die Pumpe 4, das Regelgerät 8 und das Werkzeug 1 erhöht sich der Druck auf bis zu 7 bar. Die Flussrichtung des Wassers 2 ist mit Pfeilen angegeben.
Im Werkzeug 1 wird das Wasser 2 zur Erwärmung oder Abkühlung genutzt, um beispielsweise einen Kaschierprozess mit Aktivierung bzw. Aushärtung eines Klebers zu bewirken. Das Wasser 2, das das Werkzeug 2 verlässt, wird wieder in den Tank 3 zurückgeführt. Als eine nicht dargestellt Variante, wird das Wasser 2 temperaturabhängig wahlweise dem Tank 3, Temperatur des das Werkzeug 1 verlassenden Wassers kleiner als eine Mittentemperatur, z.B. 60°C, oder dem Regelgerät 8, Temperatur des das Werkzeug 1 verlassenden Wassers größer oder gleich als 60°C.
Um das Wasser 2 von Sand oder Schwebestoffen zu reinigen ist ein Filterkreislauf 11 am den Tank 3 vorgesehen. Das Wasser 2 wird dem Tank 3 entnommen, über einen Filter 12 zu einer Dosierungseinrichtung 6 geführt und von dort wieder zurück in den Tank 3. In der Dosierungseinrichtung 6 können dem Wasser 2 erfindungsgemäß die notwendigen oder bevorzugten Anteile zugeführt werden, sodass gemäß Formel 1 $p H = 7,91 - l g (2,8 \times C O_{2} / K H),$
für den in der Anwendung angestrebten pH-Bereich des Temperierwassers unter Berücksichtigung der vorhandenen Carbonathärte die notwendigen Kohlendioxid-Gleichgewichtskonzentration eingestellt wird. Das Wasser 2 enthält bevorzugt Carbonate und, Hydrogencarbonate und Kohlendioxid.
Die zugeführte Menge an Carbonat und/oder Hydrogencarbonaten und/oder vor allem an Kohlendioxid werden durch eine Steuereinrichtung 7 entsprechend der Formel 1 festgelegt. Dazu benutzt die Steuereinrichtung 7 die Messwerte von Sensoren 5, die in das Wasser 2 des Tanks 3 hineinreichen und dort ggf. die Steuerungsgrößen im Temperierwasser 2 .analysieren.
Durch die Zugabe von Carbonaten, Hydrogencarbonaten und ggf. Kohlendioxid entsteht die wässrige Korrosionsinhibierungs- und Passivierungslösung, die zumindest Kohlendioxid und wenigstens ein Alkali- oder Erdalkalicarbonat enthält und die im Weiteren das Werkzeug 1 gegen Korrosion schützt.
Alternativ zur Nutzung eines Sensors können beispielsweise die Carbonate und/oder die Hydrogencarbonate dem Temperierwasser auch durch Einwiegen zugefügt werden. Durch eine Steuereinrichtung wird das zugeführte - Erstbefüllung des Tanks 3 und später die Ergänzung - Wasser 2 (z.B. Osmose-Wasser) durch die Wasseruhr 10 eingelesen und dann über die Dosierungseinrichtung 6 die nach der Gleichung 1 benötigte Menge an Kohlendioxid zugegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016113445 [0044, 0078, 0080]

Claims

Verfahren zur Herstellung und Stabilisierung einer vorzugsweise oxidischen, mischoxidischen oder carbonat-oxidischen Passivierungsschicht auf Metallen oder auf metallischen Werkstoffen umfassend folgende Schritte: a) Bereitstellen einer wässrigen Passivierungslösung bzw. Korrosionsinhibitorlösung oder eines Temperiermediums enthaltend Kohlendioxid und wenigstens ein Erdalkalicarbonat bzw. -hydrogencarbonat; b) Einstellen eines geeigneten pH-Werts der Korrosions-/Passivierungslösung gemäß Formelschema 1 CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca²⁺(aq) + 2HCO₃ ^- (aq) Formelschema 1 und Formel 1 $p H = 7,91 - l g (2,8 C O_{2} / K H)$
worin KH für die Carbonathärte in °dH steht und CO₂ für die Kohlendioxid-Gleichgewichtskonzentration in der Konzentration mg/l in der genannten Lösung steht; c) Inkontaktbringen des zu passivierenden Metalls mit der Korrosionsinhibitor- oder Passivierungslösung oder mit dem wässrigen Temperiermedium bei einer Temperatur, die über 15°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall oder der metallische Werkstoff, Aluminium oder ein Aluminium-haltige Legierung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums in einem pH-Bereich von 4,5 ≤ pH ≤ 8,5 liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums in einem pH-Bereich von 6,0 ≤ pH ≤ 8,5 liegt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums in einem pH-Bereich von 7,5 ≤ pH ≤ 8,5 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums durch Zugabe wenigstens eines Hydrogencarbonats eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogencarbonat durch wenigstens ein Erdalkalihydrogencarbonat verkörpert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalihydrogencarbonat durch Calciumhydrogencarbonat (Ca(HCO₃)₂) verkörpert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums durch Zugabe wenigstens eines Erdalkalicarbonats eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalicarbonat ausgewählt ist aus der Gruppe CaCO₃, Ca(HCO₃)₂, CaMg(CO₃)₂, und/oder CaMg(HCO₃)₄.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums durch Versetzen mit Kohlendioxid gesteuert wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in einem Intervall von 15 bis 125 °C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder das wässrige Temperiermedium auf der Basis von vollentsalztem Wasser (VE-Wasser), destilliertem Wasser oder Osmose-Wasser hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums auf einen Wert von mindesten 10 µS/cm eingestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder des wässrigen Temperiermediums auf einen Wert von mindesten 20 µS/cm eingestellt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung oder das wässrige Temperiermedium wenigstens ein weiteres Salz ausgewählt der Gruppe umfassend Hydrogencarbonate, Hydrogenphosphate, Dihydrogenphosphate, Hydrogensulfate, Sulfate und/oder einer Kieselsäure enthält.
Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungslösung oder das wässrige Temperiermedium zusätzlich wenigstens ein Magnesiumsalz, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydrogencarbonat, Magnesiumsulfat und Magnesiumhydrogensulfat, enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsinhibito-/Passivierungslösung oder das wässrige Temperiermedium einen weiteren Korrosionsinhibitor enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsinhibitor Alkanpolyol enthält .
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsinhibitor Ethylenglycol und/oder Propylenglycol enthält.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsinhibitor-/Passivierungslösung oder das wässrige Temperiermedium als weiteren Bestandteil ein Biozid und/oder einen Indikator enthält.
Metall oder metallischer Werkstoff passiviert oder korrosionsinhibiert nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21.
Metall oder metallischer Werkstoff nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet das Metall Aluminium ist.
Metall oder metallischer Werkstoff nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Werkstoff eine Aluminiumlegierung ist.
Vorrichtung enthaltend ein Metall und/oder einen metallischen Werkstoff gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Kaschierwerkzeug ist.
Temperierungssystem für ein metallisches Werkzeug (1), mit einem Wasser (2) enthaltenden Tank (3), einer Pumpe (4) zum Bewegen des Wassers (2) vom Tank (3) durch das Werkzeug (1) zurück in den Tank (3), einer oder mehrerer Dosierungseinrichtung(en) (6) zur Zuführung von Carbonat, Hydrogencarbonat und/oder Kohlendioxid in das Wasser (2), einer Steuereinrichtung (7) zum Einstellen des pH-Werts des Wassers (2) mittels der Dosierungseinrichtung(en) (6) gemäß Formel 1 $p H = 7,91 - l g (2,8 \cdot C O_{2} / K H),$
worin KH für die Carbonathärte in °dH steht und CO₂ für die Kohlendioxid-GleichgewichtsKonzentration in mg/l steht, wodurch das Wasser (2) zu einer Korrosionsinhibierungs- bzw. Passivierungslösung enthaltend Kohlendioxid und wenigstens ein Alkali- oder Erdalkalicarbonat umgesetzt wird.
Temperierungssystem nach Anspruch 27, mit einem Sensor (5) zum Messen der Kohlendioxid- Konzentration und/oder des pH-Werts des Wassers (2) und/oder der Carbonathärte °dH,
Temperierungssystem nach Anspruch 27 oder 28, bei dem zwischen Tank (3) und Werkzeug (1) ein Regelgerät (8) vorgesehen ist, das die Temperatur des Wassers (2) auf zumindest Raumtemperatur einstellt.
Temperierungssystem nach Anspruch 27 bis 29, bei dem eine Wasserzufuhr (9) für den Tank (3) zur Ergänzung von verdunstetem Wasser (2) vorgesehen ist, die über eine Wasseruhr (10) mit dem Tank (3) verbunden ist.
Temperierungssystem nach Anspruch 27 bis 30, bei dem ein Filterkreislauf (11) mit dem Tank (3) verbunden ist, der dem Tank (3) Wasser (2) entnimmt, filtert und in den Tank (2) zurückführt, wobei die Dosierungseinrichtung (6) im Filterkreislauf (11) vorgesehen ist.