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Title:
COATING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/040079
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for coating heated work pieces.

Inventors:
BOGER SNJEZANA (DE)
ENGLERT PETER (DE)
HOLZMANN FRANK (DE)
PFITZER MATTHIAS (DE)
TRAUTWEIN INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/010800
Publication Date:
April 20, 2006
Filing Date:
October 05, 2005
Export Citation:
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Assignee:
BEHR GMBH & CO KG (DE)
BOGER SNJEZANA (DE)
ENGLERT PETER (DE)
HOLZMANN FRANK (DE)
PFITZER MATTHIAS (DE)
TRAUTWEIN INGO (DE)
International Classes:
C23C22/60; C23C22/34; C23C22/63; C23C22/66
Other References:
See references of EP 1799882A2
Attorney, Agent or Firm:
BEHR GMBH & CO. KG (G-IP Mauserstrasse 3, Stuttgart, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Beschichtung von Werkstücken aus Metall und/oder ei¬ ner oder mehreren Legierungen, umfassend ein Bereitstellen eines Werkstücks, ein Aufbringen eines Beschichtungsrohmaterials auf eine Oberfläche des Werkstücks, ein Erhitzen des Werkstücks, ein ther¬ misch aktiviertes Umwandeln des Beschichtungsrohmaterials zu min destens einer insbesondere durchgängigen Deckschicht und ein Ab¬ kühlen des Werkstücks.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Werk¬ stück zumindest in einem oberflächennahen Bereich, insbesondere hauptsächlich, Aluminium, Kupfer und/oder Magnesium enthält.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Deckschicht durchgängig, hydrophil und/oder geruchsarm ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial auf alle oder im we¬ sentlichen alle Oberflächen des Werkstücks aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial durch Auftragen, Streichen, Tauchen, Fluten und/oder Sprühen auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Werkstück auf mindestens 400°C, insbesondere auf mindestens 4300C erhitzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial zur Bildung einer Deckschicht mit der Oberfläche des Werkstücks chemisch reagiert.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial zur Bildung einer Deckschicht chemisch umgewandelt, insbesondere polymerisiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial zur Bildung einer Deckschicht gesintert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial zur Bildung einer Deckschicht konvertiert, insbesondere keramisiert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Werkstück nach dem Aufbringen des Be schichtungsrohmaterials erhitzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungrohmaterial auf eine erhitzte Ober¬ fläche aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial eine oder mehrere organische Verbindungen, bevorzugt insbesondere polyurethan oder polyvinylalkoholbasierte Polymere, Monomere und/oder Oligomere ent¬ hält, wobei die Oberfläche des Werkstücks bevorzugt auf 403500C, besonders bevorzugt auf 803000C, insbesondere auf 150250°C er¬ hitzt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial Zusatzpartikel ent¬ hält, deren Durchmesser insbesondere zwischen 1 und 100 nm, zwi¬ schen 100 und 1000 nm oder zwischen 1000 und 10000 nm liegt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial Zusatzpartikel ent¬ haltend TiO2, SiO2, ZrO2, AI2O3 oder Kationen von Nebengruppen Metallen, insbesondere Zr, Ti, V, Mn, oder von Hauptgruppen Elementen, insbesondere AI, Si, aufweist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungrohmaterial eine oder mehrere an¬ organische Verbindungen, bevorzugt metallische und/oder nichtmetalli sehe Salze, insbesondere NaSiO3, KSiO3, NH4OH, KOH, NaOH, und/oder Wasser, insbesondere vollentsalztes oder destilliertes Wasser enthält, wobei die Oberfläche des Werkstücks bevorzugt auf 809000C, besonders bevorzugt auf 20070O0C1 insbesondere auf 350550°C, vorteilhaft auf 400500°C erhitzt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zumindest eine Deckschicht eine Keimbildung auf der Oberfläche des Werkstücks hemmt oder verhindert.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zumindest eine Deckschicht eine Tropfenbildung insbesondere von Kondenswasser auf der Oberfläche des Werkstücks hemmt oder verhindert, insbesondere der Oberfläche des Werkstücks hydrophile Eigenschaften verleiht.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial während des Auf bringens auf die Oberfläche des Werkstücks eine Temperatur von min¬ destens 2000C, insbesondere mindestens 00C, und höchstens 100°C, insbesondere höchstens 800C, aufweist.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial während des Auf bringens auf die Oberfläche des Werkstücks eine Temperatur von 80 bis 550°C, bevorzugt von 80 bis 2000C, besonders bevorzugt von 90 bis 100°C aufweist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial ein Salz, insbesonde¬ re ein Metallsalz insbesondere eines Elementes einer der Nebengrup pen, insbesondere der Nebengruppen IV bis VI des PSE (Periodensy¬ stem der Elemente) aufweist.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial ein Metallsalz eines Elementes der Hauptgruppe I, II, III oder IV des PSE aufweist.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial eine Verbindung ei¬ nes Elementes der Hauptgruppe V, VI, VII oder VIII des PSE aufweist.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial ein CABFlussmittel aufweist, insbesondere Kaliumaluminiumhexafluorid.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial ein Ammoniumsalz, insbesondere Ammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Natrium oder Kaliumsi¬ likat, Natrium oder Kaliumborat, Natrium oder Kaliumaluminat und/oder zumindest eine vernetzbare Verbindung, wie beispielsweise eine metallorganische, insbesondere zirkon oder titanorganische Ver¬ bindung und/oder zumindest eine siliziumorganische Verbindung oder dergleichen aufweist.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metallsalz in einer wässrigen Phase vorliegt, wobei deren pHWert insbesondere zwischen 1 und 14, insbesondere zwischen 3 und 10, insbesondere zwischen 4 und 8 liegt.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das CABFlussmittel, das Ammoniumsalz oder das Kaliumfluorid in einer Phase mit alkalischem pHWert vorliegt.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial Wasser, insbesonde re voll entsalztes und destilliertes Wasser, oder eine wässrige Lösung enthaltend Ammoniak, Amine, Gase oder organische Säuren oder de¬ ren Salze oder Mischungen davon aufweist.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Salz, insbesondere ein Metallsalz, ein CAB Flussmittel, Ammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Natrium oder Kaliumsili kat, Natrium oder Kaliumborat und/oder Natrium oder Kaliumaluminat und/oder zumindest eine vernetzbare Verbindung, wie beispielsweise eine metallorganische, insbesondere zirkon oder titanorganische Ver¬ bindung und/oder zumindest eine siliziumorganische Verbindung oder dergleichen in einer Matrix zum Aufbringen auf die Oberfläche des Werkstücks eingesetzt wird/werden.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Matrix aus organischen oder anorganischen Lo semitteln oder Mischungen davon aufgebaut ist.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein Salz, insbesondere ein Metallsalz, ein CAB Flussmittel, Ammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Natrium oder Kaliumsili kat, Natrium oder Kaliumborat und/oder Natrium oder Kaliumaluminat und/oder metallorganische, insbesondere zirkon oder titanorganische, oder siliziumorganische Verbindungen zum Aufbringen auf die Oberflä¬ che des Werkstücks in einer Konzentration von 10 ppm bis 100000 ppm, insbesondere von 50 ppm bis 10000 ppm, eingesetzt wird/werden.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Beschichtungsrohmaterial ein Biozid und/oder einen Korrossionshemmer aufweist oder auf der Oberfläche des Werk Stücks erzeugt.
33. Werkstück, hergestellt nach einem der vorhergehenden Verfahren.
34. Verfahren oder Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein Wärmeübertrager, bevorzugt ein Verdampfer, oder ein Bestandteil eines Wärmeübertra¬ gers oder Verdampfers ist, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
35. Vorrichtung zur Beschichtung von Werkstücken, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, mit einer Temperierkammer und einer in oder an der Tempe¬ rierkammer angeordneten Einrichtung zum Aufbringen eines Be schichtungsrohmaterials auf die Werkstücke.
36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung zum Aufbringen eines Beschichtungsrohmaterials auf die Werkstücke als zumindest eine insbesondere temperierbare Sprühdüse ausgebildet ist.
Description:
Beschichtungsverfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Werk¬ stücken aus Metall und/oder einer oder mehreren Legierungen, ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes Werkstück sowie eine Vorrichtung zur Be¬ schichtung von Werkstücken.

Die direkte Beschichtung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mittels organischer Beschichtungssysteme ist aufgrund der geringen Haftfähigkeit der organischen Beschichtungssysteme auf dem Aluminium nahezu unmög¬ lich. Zur Verbesserung der Haftvermittlung zwischen Ausgangswerkstoff und organischen Beschichtungssystemen ist es daher bekannt, Aluminium oder Aluminiumlegierungen einer sogenannten Böhmit-Behandlung zu unterzie¬ hen, wobei heißes Wasser oder heißer Dampf, gegebenenfalls zusammen mit Ammoniak oder Aminen, mit dem Werkstück in Verbindung gebracht wird, so dass eine Aluminiumoxid- bzw. Böhmit-Schicht gebildet bezie- hungsweise verstärkt wird. Diese ermöglicht dann das Aufbringen einer or¬ ganischen Beschichtung.

Die EP 1 142 663 A1 beschreibt Böhmitverfahren, im Rahmen derer deioni¬ siertes Wasser bei Temperaturen von etwa 100 0 C oder Dampf bei Tempe- raturen von 150 0 C eingesetzt wird, um Aluminiumteile oberflächlich zu modi¬ fizieren.

Aus der US 3,945,899 geht eine Böhmit-Behandlung von Aluminiumteilen mit Wasser einer Temperatur von 65 bis 100 0 C beziehungsweise Dampf mit Temperaturen von 100 bis 180 0 C hervor, wobei der Zusatz von Aminen und Ammoniak eine nochmalige Verstärkung der Aluminiumoxidschicht bewirkt. Aus dieser Schrift ist es auch bekannt, Aluminium oder dessen Legierungen einer chemischen Oberflächenbehandlung unter Einsatz von wässrigen Lö¬ sungen von Chromaten oder Phosphaten zu unterziehen, um auf diese Wei¬ se einerseits die Haftfähigkeit zu erhöhen und andererseits die Korrosi- onsanfälligkeit zu reduzieren. Diese sogenannte Konversionsbehandlung ist auch aus Stolzenfels (Industrie-Lackierbetrieb, Nr. 3, Seite 93-98, Curt R. Vincentz Verlag) bekannt, welche Chromatierungen von Aluminium- Werkstücken bei Temperaturen von 20 bis 50 0 C beschreibt. Riese-Meyer et al. (Aluminium 1991 , Nr. 12, Seite 1215-1221) beschreibt chemische Kon- Versionsbehandlungen mittels schichtbildender Phosphatierungen und Chromatierungen, wodurch die Lackhaftung und der Korrosionsschutz von Aluminium-Werkstücken verbessert werden können. Auch gemäß dieser Druckschrift wird die Chromatierung bei einer Temperatur von 20 bis 3O 0 C beziehungsweise 30 bis 40 0 C durchgeführt.

Die vorgenannten Verfahren erweisen sich jedoch unter anderem aufgrund energetischer Überlegungen als nachteilig. Da die gemäß dem Stand der Technik zu modifizierenden Werkstücke in der Regel Raumtemperatur auf¬ weisen, das heißt gegenüber einem vorhergehenden Löt- oder Fügeprozess in abgekühltem Zustand eingesetzt werden, ergibt sich ein erhöhter Hand- habungs- und Zeitbedarf bei der Oberflächenmodifizierung solcher Werk¬ stücke.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das technische Problem zu- gründe, ein die vorgenannten Nachteile überwindendes Verfahren bereitzu¬ stellen, insbesondere ein Verfahren bereitzustellen, das hydrophile Deck-

schichten und/oder Deckschichten mit verbesserter Haftung und/oder verrin¬ gertem Geruch auf Werkstückoberflächen ermöglicht.

Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dient zur Beschichtung von Werkstücken aus Metall und/oder einer oder mehreren Legierungen, wobei die Werkstücke bevorzugt aus Aluminium, Kupfer und/oder Magnesium be¬ ziehungsweise einer Legierung eines der genannten Metalle bestehen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Werkstücks, ein Aufbringen eines Beschichtungsrohmaterials auf eine Oberfläche des Werkstücks, ein Erhit- zen des Werkstücks und ein Abkühlen des Werkstücks.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem Werk¬ stück ein beliebig ausgebildeter Gegenstand verstanden, der beispielsweise als Formkörper, also Körper definierter Gestalt, aber auch als Granulat oder Pulver vorliegen kann. In bevorzugter Ausführungsform liegt das Werkstück als Wärmetauscher oder wesentlicher Bestandteil desselben vor.

Die Aufgabe der Erfindung wird bevorzugt dadurch gelöst, dass das Be- schichtungsrohmaterial durch einen thermisch aktivierten Prozess in minde- stens eine Deckschicht umgewandelt wird, welche besonders bevorzugt durchgängig ausgebildet ist. Durch einfaches Erhitzen eines geeignet aus¬ gewählten Beschichtungsrohmaterials und/oder des Werkstücks wird unter Umständen eine Bildung einer Deckschicht mit gewünschten Eigenschaften auf einfache Weise ermöglicht.

Eine bevorzugte Dicke der Deckschicht liegt zwischen 30 nm und 10000 nm, insbesondere zwischen 200 nm und 1000 nm. Besonders bevorzugt ist die Dicke der Deckschicht zwischen 400 nm und 700 nm. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Dicke der Deckschicht zwischen 1000 nm und 4000 nm, bevorzugt zwischen 2000 nm und 3000 nm. In einer weiteren vorteil¬ haften Ausführung liegt die Dicke zwischen 4500 nm und 8000 nm.

- A -

Das Werkstück wird bevorzugt vor dem Aufbringen des Beschichtungsroh- materials erhitzt. Wenn das Beschichtungsrohmaterial auf das erhitzte Werk¬ stück aufgebracht wird, kann die thermisch aktivierte Umwandlung sofort erfolgen und überschüssiges Beschichtungsrohmaterial unter Umständen wieder abgewaschen und/oder wiederverwendet werden. Bei einer Variante ist es auch möglich, das Werkstück erst nach dem Aufbringen des Be- schichtungsrohmaterials zu erhitzen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Deckschicht hydrophil ausgestaltet, so dass beispielsweise auf der Oberfläche des Werkstücks kondensiertes Wasser besser von der Oberfläche abläuft. Insbesondere bei einem Einsatz des Werkstücks als oder in einem Wärmetauscher wird da¬ durch eine Beeinträchtigung der Funktion des Wärmetauschers verringert oder vermieden.

Gemäß einer Variante ist die Deckschicht geruchsarm ausgebildet. Vorteil¬ hafterweise erreicht das Werkstück nach Anwendung des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens bei einem Geruchstest nach VDA 270 eine bessere Note als die Note 3 („deutlich wahrnehmbar, aber noch nicht störend"). Besonders vorteilhaft ist die Wahl eines Beschichtungsrohmaterials zur Bildung einer Deckschicht, wodurch das Werkstück die Note 2 („wahrnehmbar, nicht stö¬ rend") oder besser erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Beschichtungsrohmaterial auf alle oder im wesentlichen alle Oberflächen des Werkstücks aufgebracht. Dies wird beispielsweise durch ein Eintauchen des Werkstücks in das Be¬ schichtungsrohmaterial, ein Fluten des Werkstücks mit dem Beschichtungs¬ rohmaterial oder ein Besprühen des Werkstücks mit dem Beschichtungs- rohmaterial bewerkstelligt.

Bevorzugt wird das Werkstück auf mindestens 400 0 C, insbesondere auf mindestens 43O 0 C erhitzt, da bei solchen Temperaturen eine Umwandlung des Beschichtungsrohmaterials durch thermische Aktivierung in kurzer Zeit erfolgt.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Umwand¬ lung des Beschichtungsrohmaterials zur Bildung einer Deckschicht als che¬ mische Reaktion mit der Oberfläche des Werkstücks, als chemisch Um¬ wandlung, insbesondere Polymerisation des Beschichtungsrohmaterials, als Sintern des Beschichtungsrohmaterials, als Konversion, insbesondere Ke- ramisierung des Beschichtungsrohmaterials.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen enthält das Beschichtungsrohmaterial eine oder mehrere organische Verbindungen, bevorzugt insbesondere polyu- rethan- oder polyvinylalkoholbasierte Polymere, Monomere und/oder Oligo- mere. Insbesondere in diesem Fall wird die Oberfläche des Werkstücks auf 40-350 0 C erhitzt. Für eine effektive Umwandlung des Beschichtungsrohma¬ terials ist eine Erhitzung des Werkstücks auf 80-300 0 C unter Umständen vorteilhaft, wobei mit einer Erhitzung des Werkstücks auf 150-250 0 C beson- ders gute Ergebnisse erzielbar sind.

Vorteilhaft ' enthält das Beschichtungsrohmaterial Zusatzpartikel mit einem bevorzugten Durchmesser zwischen 1 und 100 nm, bei dem die Zusatzparti¬ kel besondere Eigenschaften aufweisen. Ein Durchmesser zwischen 1000 und 10000 nm bei anderen Varianten ist unter Umständen ebenfalls vorteil¬ haft. Auch ein Durchmesser in dem Zwischenbereich zwischen 100 und 1000 nm ist bei einigen Ausführungsbeispielen von Vorteil.

Bei anderen Varianten enthalten die Zusatzpartikel TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , AI 2 O 3 oder Kationen von Nebengruppen-Metallen, insbesondere Zr, Ti, V, Mn, oder

von Hauptgruppen-Elementen, insbesondere AI, Si. Hierdurch werden unter Umständen gewünschte Eigenschaften der Deckschicht verstärkt.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen enthält das Beschichtungsrohmaterial eine oder mehrere anorganische Verbindungen, bevorzugt metallische und/oder nichtmetallische Salze, insbesondere NaSiO 3 , KSiO 3 , NH 4 OH, KOH, NaOH, und/oder Wasser, insbesondere vollentsalztes oder destilliertes Wasser. Insbesondere in diesem Fall wird die Oberfläche des Werkstücks auf 80-900 0 C erhitzt. Für eine effektive Umwandlung des Beschichtungs- rohmaterials ist eine Erhitzung des Werkstücks auf 200-700 0 C unter Um¬ ständen vorteilhaft, wobei mit einer Erhitzung des Werkstücks auf 350-550 0 C besonders gute Ergebnisse erzielbar sind. Insbesondere für die Herstellung einer durchgängigen Schicht vorteilhaft ist bei einer Ausführungsform das Erhitzen des Werkstücks auf eine Temperatur zwischen 400 0 C und 500 0 C.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hemmt oder verhindert zumin¬ dest eine Deckschicht eine Keimbildung auf der Oberfläche des Werkstücks. Dadurch wird unter Umständen ein ungewünschter Geruch vermieden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Temperatur des Be- schichtungsrohmaterials während des Aufbringens auf die Oberfläche des Werkstücks mindestens -200 0 C, insbesondere mindestens 0 0 C, und höch¬ stens 100 0 C, insbesondere höchstens 80°C, aufweist. Bei einer Ausfüh¬ rungsform hat sich eine Temperatur zwischen 9O 0 C und 100 0 C für das Be- Schichtungsrohmaterial erwiesen. Besonders einfach ist das Verfahren, wenn keine Temperierung des Beschichtungsrohmaterials notwendig ist, das heißt wenn das Beschichtungsrohmaterial bei Raumtemperatur auf das Werkstück aufgebracht wird.

Gemäß einer Variante beträgt die Temperatur des Beschichtungsrohmateri¬ als während des Aufbringens auf die Oberfläche des Werkstücks zwischen

80 und 550 0 C. Vorteilhaft ist dabei ein kleiner Temperaturunterschied zwi¬ schen dem Beschichtungsrohmaterial und der Oberfläche des Werkstücks, besonders vorteilhaft befinden sich das Beschichtungsrohmaterial und die Oberfläche des Werkstücks während des Aufbringens auf im wesentlichen gleicher Temperatur.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück aus Aluminium, Magnesium, Kupfer oder einer oder mehreren Aluminium- und/oder Magnesium- und/oder Kupferlegierungen aufgebaut, das heißt besteht aus Aluminium oder einer oder mehreren Legierungen oder enthält Aluminium oder eine oder mehrere Aluminiumlegierungen im Wesentlichen, zum Beispiel in Anteilen zu mindestens 50, 60, 70, 80, 90, 95 und insbesondere 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Werkstückes.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Erhitzung des Werkstücks dadurch erreicht, dass das Werkstück in noch heißer Form direkt im An- schluss an seinen Herstellprozess, z.B. nach dem Austritt aus einer Lötzone, nach thermischen Fügeprozessen, oder nach Aufheizen in Kammeröfen un¬ ter Ausnutzung vorhandener Wärmekapazität des Werkstücks einem erfin- dungsgemäßen Verfahren unterzogen wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Werkstück, das aufgrund eines vorhergehenden CAB-Lötverfahrens bereits eine CAB- Flussmittelschicht aufweist, mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise dergestalt behandelt wird, dass die vorhandene CAB-Flussmittelschicht chemisch-physikalisch modifiziert wird. Die erfindungsgemäße Vorgehens¬ weise kann in einer Dotierung der vorhandenen Flussmittelschicht, zum Bei¬ spiel mit Metallen der Hauptgruppen I, II, III oder IV oder der Nebengruppen, insbesondere IV bis VI oder/und einer Erhöhung des Sauerstoff-Anteils re- sultieren. Die erfindungsgemäße Behandlung resultiert dann unter Umstän¬ den in einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit.

Die erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehene Behandlung von Flussmittel (CAB)-beschichteten Werkstücken führt unter Umständen zu einem vorteil¬ haften schuppigen, geschlossenen und abgerundeten Erscheinungsbild der Flussmittelschicht des Werkstücks, das sich von dem offenporigen, kantigen und plättchenartigen Erscheinungsbild unbehandelter Flussmittel- beschichteter Werkstücke unterscheidet.

Nach der Beschichtung kann das Werkstück in üblicher Weise weiterbehan- delt, insbesondere gespült und getrocknet werden. Es kann selbstverständ¬ lich auch eine weitere Beschichtung, zum Beispiel mittels organischer Be- schichtungssysteme erfolgen. Das vorliegende Verfahren stellt also unter Umständen einen Ausschnitt aus dem Herstellprozess eines Werkstückes, zum Beispiel eines Wärmetauschers, dar. Die erfindungsgemäß vorgesehe- ne Herstellweise führt im Rahmen dieses Herstellverfahrens zu einer Verrin¬ gerung der Herstellkosten für Werkstücke, zur Einsparung von Energie und Ressourcen, insbesondere durch Nutzung vorhandener Wärmekapazitäten der Werkstücke und zum reduzierten Einsatz beziehungsweise zur Vermei¬ dung des Einsatzes von aggressiven Chemikalien zur Oberflächenbehand- lung.

Als Beschichtungsrohmaterial kommen unter Umständen alle bekannten chemischen Elemente, Verbindungen, Gemische oder sonstige Zusammen¬ setzungen in Frage. Ein vorzugsweise eingesetztes Beschichtungsrohmate- rial ist eine oder mehrere Verbindungen, insbesondere ein oder mehrere Metallsalze eines oder mehrerer Elemente der Nebengruppen des PSE, ins¬ besondere der Nebengruppen IV bis VI des PSE (Periodensystem der Ele¬ mente), zum Beispiel Titan, Hafnium, Vanadium, Tantal, Molybdän, Wolfram und insbesondere Zirkonium.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Be- schichtungsrohmaterial eine oder mehrere Verbindungen, insbesondere ein oder mehrere Metallsalze eines oder mehrerer Elemente der Hauptgruppen I, II, IH und/oder IV des Periodensystems der Elemente sein, zum Beispiel ein Metallsalz von Beryllium, Barium, insbesondere von Magnesium oder Calzium oder Natrium oder Kalium.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Be- schichtungsrohmaterial eine oder mehrere Verbindungen eines oder mehre- rer Elemente der Hauptgruppen V 1 VI, VII und/oder VIII des Periodensy¬ stems der Elemente sein.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung können die vorgenannten Metalle in Salzform mit Anionen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, insbesondere Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfa¬ ten, Peroxiden und Phosphaten vorliegen. Insbesondere die Metallsalze der Elemente der Hauptgruppe I und II, zum Beispiel Kalium, Natrium und Kalzi¬ um, können als Lauge, also KOH, NaOH oder Ca(OH) 2 , oder als Borat, AIu- minat, Silikat oder Halogenid, insbesondere Fluorid, vorliegen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das minde¬ stens eine Beschichtungsrohmaterial ein CAB-Flussmittel („controlled at- mosphere brazing") der allgemeinen Formel K x AI F y mit x gleich 1 bis 3 und y = 4 bis 6, zum Beispiel Kaliumaluminiumhexafluorid und/oder Cs x AIF y .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Beschichtungsroh¬ material ein Ammoniumsalz, wie beispielsweise Ammoniumfluorid oder Am- moniumcarbonat, Kaliumfluorid, Natrium- oder Kaliumsilikat, Natrium- oder Kaliumborat, Natrium- oder Kaliumaluminat, vernetzbare, insbesondere me- tallorganische, wie beispielsweise zirkon- oder titanorganische, oder silizi¬ umorganische Verbindungen oder auch Wasserstoffperoxid eingesetzt.

In besonders bevorzugter Ausführungsform werden zur Behandlung des Werkstückes das CAB-Flussmittel, Ammoniumsalz und/oder Kaliumfluorid in alkalischer Phase insbesondere in Form wässriger bevorzugt alkalischer Lö- sungen oder alkalischer Dämpfe oder Aerosole eingesetzt.

Die Metallverbindungen eines der Elemente der Nebengruppen, insbesonde¬ re Nebengruppen IV bis VI, beziehungsweise der Hauptgruppe I, II, III oder IV können in organischer und/oder anorganischer Phase, vorzugsweise in wässriger Phase vorliegen, insbesondere in flüssiger oder gasförmiger Pha¬ se, vorzugsweise in Aerosolform oder als Dampf. Das zur Lösung einge¬ setzte Wasser ist vorzugsweise vollentsalztes Wasser.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, als Be- Schichtungsrohmaterial zur Behandlung der Oberfläche des Werkstücks Wasser, vorzugsweise vollentsalztes und destilliertes Wasser einzusetzen, das zur Bildung der Deckschicht beispielsweise mit der Oberfläche des Werkstücks chemisch reagiert. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, als oberflächenmodifizierendes Mittel wässrige Lösungen von Ammoniak, von Aminen, insbesondere primären, sekundären oder tertiären Aminen, zum Beispiel Mono-, Di- oder Triethanolamine, Dimethylethanola- mine, organischen Säuren oder Salzen von Ammoniak, Aminen, haloge- nierten organischen Verbindungen und/oder organischen Säuren einzuset¬ zen. Selbstverständlich können auch Gemische der vorgenannten modifizie- renden Mittel eingesetzt werden.

Bevorzugt kommt eine Lösung von 0,1 - 1 % KOH und/oder 0,1 - 1 % NH 4 OH und/oder 0,1 - 1 % K x AIF x (x = 1 bis 3, y = 4 bis 6) und/oder 0,1 - 1 % Ca (NO 3 ) 2 und/oder 0,1 - 1 % Salze der Elemente der Nebengruppen IV bis VI des PSE in vollentsalztem Wasser zum Einsatz.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin¬ dung wird als Ausgangswerkstück für das erfindungsgemäße Verfahren ein aus einem CAB-Lötverfahren resultierendes CAB-flussmittel beschichtetes Werkstück verwendet, welches mit einem oder mehreren der eingesetzten Beschichtungsrohmaterialien unter den angegebenen Bedingungen behan¬ delt wird. Dabei kann insbesondere bei Behandlung der Oberfläche mit Wasser oder wässrigen Lösungen eine Deckschicht mit einem erhöhten Sauerstoffanteil erhalten werden, wobei diese je nach Art des eingesetzten modifizierenden Mittels auch dotiert sein kann, zum Beispiel mit einem oder mehreren der Metalle der Hauptgruppe I, II, III oder IV oder der Nebengrup¬ pen, insbesondere der Nebengruppen IV bis VI, oder sonstiger Beschich¬ tungsrohmaterialien.

Die Erfindung sieht in einer anderen bevorzugten Ausführungsform vor, dass das Metallsalz, das CAB-Flussmittel, Ammoniumsalz und/oder Kaliumfluorid oder ein anderer Bestandteil des Beschichtungsrohmaterials in einer Matrix, zum Beispiel einer Matrix aus organischen und/oder anorganischen Löse¬ mitteln oder Mischungen davon zur Behandlung der Oberfläche des Werk¬ stückes eingesetzt wird. Die Matrix enthält dabei metallorganische, insbe- sondere siliziumorganische Verbindungen. Insbesondere enthält die Matrix organische und/oder anorganische Polymere, oder auch ein Gemisch der genannten Stoffe.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Me- tallsalz, das CAB-Flussmittel, Ammoniumfluorid und/oder Kaliumfluorid oder ein anderer Bestandteil des Beschichtungsrohmaterials bei der Behandlung in einer Konzentration von 10 ppm bis 100000 ppm, bevorzugt von 50 ppm bis 10 000 ppm, einzusetzen.

Das mindestens eine Beschichtungsrohmaterial wird mit dem Werkstück vorzugsweise in Kontakt gebracht, indem das Werkstück in das mindestens

eine Beschichtungsrohmaterial eingetaucht und imprägniert wird, oder indem es mit dem mindestens einen Beschichtungsrohmaterial gespült oder geflu¬ tet und dabei imprägniert wird, oder indem das mindestens eine Beschich¬ tungsrohmaterial auf das Werkstück gesprüht wird, insbesondere mittels so- genannter Airless- oder Ultraschall-Zerstäubung oder in sonstiger Form in Kontakt gebracht wird.

In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, das Be¬ schichtungsrohmaterial unter gegenüber Atmosphärendruck erhöhtem Druck auf das Werkstück einwirken zu lassen. Bei einer Besprühung kann neben Druckluft auch ein anderes Gas zum Einsatz kommen, zum Beispiel Sauer¬ stoff, Stickstoff, Fluor, Ozon oder Dampf.

Als Metallsalze finden beispielsweise wässrige Lösungen von Ca(NO 3 ) 2 oder Zr(NO 3 ) 4 Verwendung, insbesondere mit Konzentrationen zwischen 0,1% und 5%, wobei deren pH-Wert bevorzugt zwischen 5,5 und 7,5 bis 8. Die Anwendungstemperatur liegt dabei vorteilhafterweise zwischen 40 0 C und 6O 0 C. Auch ist es unter Umständen von Vorteil, 0,005% bis 5% Tetraethyl- ammoniumtetrafluoroborat zuzufügen. Insbesondere wird mit einer solchen Lösung ein gelöteter, vorzugsweise CAB-gelöteter Wärmeübertrager behan¬ delt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Deckschicht ein Biozid auf. Beispielsweise bei einem Wärmeübertrager in einer Heizungs- und/oder Klimaanlage ist eine hierdurch resultierende Keimhemmung erwünscht. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält zu diesem Zweck ein Beschich¬ tungsrohmaterial 0,005% - 5%, insbesondere 0,01 % - 1 %, besonders bevor¬ zugt 0,05% - 0,5% Natrium- und/oder Kaliumsilikat, beispielsweise in insbe¬ sondere vollentsalztem Wasser. Vorteilhaft ist auch ein Beschichtungsroh- material mit Silber-Partikeln, insbesondere in einer der oben angegebenen Konzentrationen, wobei die Kombination eines Silikats mit Silber-Partikeln

der Deckschicht unter Umständen besonders keimhemmende Eigenschaften verleiht. Die Silberpartikel haben dabei bevorzugterweise einen Durchmes¬ ser von 1-100 nm. Als Varianten sind auch Silberpartikel mit einem Durch¬ messer von 100-500 nm oder von 500-1000 nm vorteilhaft

Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch mittels der vorgenannten Ver¬ fahren hergestellte Werkstücke, insbesondere beschichtete Wärmetauscher aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Besonders bevorzugt ist der Wärmetauscher ein Verdampfer, insbesondere einer Kraftfahrzeugklimaan- läge.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird das Werkstück in einem weiteren Schritt mit einem oder mehreren organischen oder anorganischen Beschichtungssystemen versehen, welche besonders vorteilhaft zusätzliche keimhemmende und/oder hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften auf¬ weisen. Ein Aufbringen solcher lackähnlichen Schichten ist sowohl ohne als auch mit einem dazwischenliegenden Trocknungsschritt möglich.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Vorrichtung zur Beschich- tung von Werkstücken mit einer Temperierkammer und einer in oder an der Temperierkammer angeordneten Einrichtung zum Aufbringen eines Be- schichtungsrohmaterials auf die Werkstücke gelöst.

Bevorzugt ist die Einrichtung zum Aufbringen eines Beschichtungsrohmate- hals als Sprühdüse ausgebildet, die zur Durchführung des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens besonders bevorzugt selbst temperierbar ist. Genauso gut ist eine Temperierung des Beschichtungsrohmaterials in einer Zuleitung der Einrichtung möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.