Was ist ein AFC-Gleitlack?
AFC steht für Anti-Friction Coating – einen Festschmierstoff, der in einem polymeren Bindemittel suspendiert und als dünne, gleichmäßige Schicht auf Bauteile aufgetragen wird.
Nach der Aushärtung entsteht ein selbstschmierender, tragfähiger Trockenfilm, der vollständig auf Flüssigschmierstoffe verzichten kann.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ölen und Fetten bleibt die Gleitlackschicht am Bauteil haften, wird nicht abgeschleudert, verdampft nicht und verdrängt keine anderen Medien.
Sie eignet sich damit besonders für Anwendungen, bei denen eine Flüssigschmierung technisch oder hygienisch nicht infrage kommt.
Die Bestandteile im Überblick
- Festschmierstoffe: MoS₂ (Molybdändisulfid), PTFE, Graphit oder h-BN – je nach Anforderung einzeln oder kombiniert
- Bindemittel: Epoxid, Phenol, Polyamidimid (PAI) oder PTFE-basiert – bestimmt Temperaturstabilität sowie Chemikalien- und Medienbeständigkeit
- Lösungsmittel / Träger: organisch oder wässrig – beeinflusst VOC-Emissionen und Verarbeitbarkeit
- Additive: Korrosionsschutzpigmente, Haftvermittler und Thixotropiermittel
Die Einsätze von Anti-Friction-Coatings/Gleitlacken
Anti-Friction-Coatings kommen in allen Bereichen der Industrie zum Einsatz. Durch die zunehmende Automatisierung in Fertigung und Montage steigt ihre Bedeutung stetig.
Nicht selten ersetzt der Einsatz von Anti- Friction-Coatings verschiedene Schmierungsprozesse in einem Arbeitsablauf.
So können zum Beispiel zu montierende Bauteile mit einem Gleitlack vor Korrosion und Verschmutzung geschützt transportiert werden.
Bei der Montage ersetzt das verwendete Anti-Fricion- Coating dann einen flüssigen oder festen Montageschmierstoff oder eine mechanische Montagehilfe.
Auch zur Unterstützung der Einlaufprozesse von Maschinenelementen kommen Anti-Friction- Coatings immer häufiger zum Einsatz.
Sie bieten einen zusätzlichen Schutz vor Verschleiß, einen definierten Reibungskoeffizienten und machen den gesamten Prozess berechenbarer
und sicherer.
Anti-Friction-Coatings ermöglichen in vielen Fällen eine Lebensdauerschmierung und erlauben im Vergleich zur konventionellen Schmierung einfachere Konstruktionen.
Dank ihrer Vielseitigkeit, einfachen Handhabung und Anwendung kommen Anti-Friction- Coatings in zahlreichen Fertigungsprozessen in fast allen Industriebereichen zum Einsatz.
Die Anwendungen umfassen Dichtlippen, Schließsysteme und Zylinder, Federn, Nockenwellen, Getriebe, Spindeln, Gleitlager, O-Ringe,
Tür-, Fenster- und Kofferraumdichtungen, Armaturen, Scharniere, Schalter, Schrauben, Bolzen, Kettenelemente, Sintermetallbuchsen,
Lagerschalen, Linearführungen, Zahnstangen, Ventile, Vergaser, Pumpen, Muttern, Schrauben und Bolzen, Kolben und viele weitere.
Vorteile von Gleitlacken/Anti-Friction-Coatings sind:
- Trockene und saubere Schmierung
- Verminderung von Reibung und Verschleiß
- Konstante und definierte Reibwerte mit sehr geringer Streuung
- Einsatz unter extremen Bedingungen wie Hoch-/Tieftemperatur, Vakuumund schmutzige Umgebungen
- Lebensdauerschmierung möglich
- Vereinfachte Montage und Demontage
- Minimierung des Wartungsaufwandes
- Ersatz, Unterstützung oder Ergänzung von Öl- oder Fettschmierung
- Besserer Einlauf von Maschinenelementen
- Zusätzliche Notlaufeigenschaften
- Geeignet für fast alle Werkstoffe wie Metalle, Kunststoffe, Elastomere, Holz
- Sehr guter Korrosionsschutz
- Lange Lagerungszeiten
- Mineralöl- und chemikalienbeständige Beschichtungen möglich
- Keine Verschmutzung von Reibstelle und Umgebung
- Verminderung von Passungsrost
- Sehr dünne Beschichtung möglich
- Hohe Ergiebigkeit
- Teilweise überlackierbar
- Keine Wasserstoffversprödung
- Vermeiden von „Stick-Slip-Effekten“
- Geräuschreduzierung
Vorteile gegenüber Nassschmierung
Die Entscheidung für einen Gleitlack ist keine Kompromisslösung.
In vielen Anwendungen ist sie technisch überlegen.
Die wichtigsten Argumente:
| Eigenschaft | AFC-Gleitlack | Öl / Fett | PTFE-Band |
|---|---|---|---|
| Reibungskoeffizient μ | 0,02–0,12 | 0,05–0,20 | 0,04–0,15 |
| Temperaturbeständigkeit | bis +450 °C | bis +250 °C | bis +260 °C |
| Abschleudersicher | Ja | Nein | Ja |
| Trocken- und Vakuumbetrieb | Ja | Nein | Ja |
| Lebensmittelzulassung NSF H1 | Produktabhängig | Produktabhängig | – |
| Wartungsintervall | Sehr lang | Kurz | Mittel |
| Sauberkeit / Rückstände | Kein flüssiger Schmierfilm | Ölfilm und Staubanziehung | Keine Rückstände |
| Korrosionsschutz integriert | Möglich | Gering | Nein |
Praxistipp: Kombination
In der Einlaufphase kombinieren viele Betreiber AFC-Gleitlack mit einer minimalen Ölzuführung in Form einer Minimalmengenschmierung.
Nach dem Einlaufen, meist nach 10–50 Betriebsstunden, kann vollständig auf Nassschmierung verzichtet werden.
Gleitlack-Typen & Bindemittel-Systeme
Das Bindemittelsystem bestimmt maßgeblich die Einsatzgrenzen.
MoS₂-basierte Gleitlacke (Molybdändisulfid)
MoS₂-Lacke sind das Arbeitspferd der Trockenschmierung.
Die lamellare Kristallstruktur ermöglicht Gleitebenen mit extrem niedrigem Scherwiderstand.
Sie eignen sich besonders für Hochlast- und Niedergeschwindigkeitsanwendungen.
- Lastkapazität: bis 3.000 N/mm² Flächenpressung
- Temperaturbereich: −180 bis +400 °C, im Vakuum bis +1.100 °C
- Typische Schichtdicke: 10–25 µm
- Hinweis: In feuchter Umgebung und bei Oxidation kann die Schmierwirkung abnehmen; eine Kombination mit Graphit wird empfohlen
PTFE-basierte Gleitlacke
PTFE bietet einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten von etwa μ = 0,02–0,04.
PTFE-basierte Gleitlacke eignen sich besonders für geringe Belastungen, hohe Geschwindigkeiten und chemisch aggressive Medien.
- Reibungskoeffizient μ: 0,02–0,08
- Chemikalienbeständigkeit: ausgezeichnet; FDA- und NSF-H1-Varianten sind verfügbar
- Typische Schichtdicke: 8–15 µm
- Temperaturgrenze bei Dauerbelastung: maximal +260 °C
Graphit-Gleitlacke
Graphit ist in feuchter Atmosphäre MoS₂ überlegen, da Wasserdampf die Gleitschichten trennt und stabilisiert.
Graphit-Gleitlacke werden bevorzugt in der Warmumformung, bei Stanzoperationen und im Hochtemperaturbereich eingesetzt.
- Temperaturbereich: bis +500 °C
- Besonders geeignet für feuchte Umgebungen
h-BN (hexagonales Bornitrid)
Hexagonales Bornitrid wird auch als „weißer Graphit“ bezeichnet.
Es ist elektrisch isolierend, thermisch leitfähig und bis +900 °C temperaturstabil.
Dadurch eignet es sich insbesondere für Elektromotoren, Transformatoren und Hochfrequenzanwendungen.
Übersicht der Temperaturlimits
| Festschmierstoff | Maximale Temperatur | Besondere Stärke |
|---|---|---|
| MoS₂ | 400 °C, im Vakuum bis 1.100 °C | Hochlast und Vakuum |
| PTFE | 260 °C | Leichtlast sowie FDA- und NSF-H1-Anwendungen |
| Graphit | 500 °C | Feuchte Umgebungen und Umformung |
| h-BN | 900 °C | Elektrische und keramische Anwendungen |
Produktauswahl: Die richtigen Fragen
Ein AFC-Gleitlack ist kein Universalprodukt.
Vor der Bestellung sollten die folgenden Parameter geklärt werden.
Checkliste: Anforderungsprofil
- Betriebstemperatur: Minimale und maximale Werte einschließlich Stillstand und Reinigungsbetrieb angeben
- Lasttyp: Flächenpressung in N/mm² sowie Stoß-, Dauer- oder Schwingbelastung berücksichtigen
- Gleitgeschwindigkeit: Haftreibung und Gleitreibung unterscheiden; bei hohen Geschwindigkeiten PTFE bevorzugen
- Umgebungsmedien: Medienbeständigkeit gegen Wasser, Säuren, Laugen, Lösemittel und Kraftstoffe prüfen
- Grundwerkstoff: Stahl, Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Titan, Kunststoff oder Keramik berücksichtigen
- Auftragsverfahren: Spritzen, Tauchen oder Bürsten sowie die vorhandene Ofentechnik einplanen
- Zulassungen: Anforderungen an NSF H1, ATEX, FDA, RoHS und REACH klären
- Toleranzen: Zulässige Schichtdicke festlegen und Passmaße berücksichtigen
Passung & Toleranz:
AFC-Beschichtungen reagieren empfindlicher auf die Schichtdicke, als viele Anwender vermuten.
Bei Passungen mit H7/h6 sollten Schichtdicken von 8–12 µm gewählt und beidseitig für Bohrung und Welle einkalkuliert werden.
Vor dem Auftrag sollte eine Abstimmung mit der Konstruktion erfolgen.
Substrat-Vorbereitung – der kritische Schritt
Die Haftfestigkeit eines Gleitlacks hängt entscheidend von der Oberflächenvorbereitung ab.
Mindestens 60–70 % der Schadensfälle sind auf eine mangelhafte Vorbereitung zurückzuführen.
Strahlen mit Druckluft
Für Stahl gilt das Druckluftstrahlen mit Korund (Al₂O₃) als bevorzugtes Verfahren.
Empfohlen wird eine Oberflächengüte von Sa 2½ bis Sa 3 nach DIN EN ISO 8501-1.
Eine Rauheit von Ra 0,8–2,5 µm unterstützt die Haftung durch Formschluss.
Phosphatierung
Manganphosphat ist bei Gleitlack-Anwendungen eine bevorzugte Vorbehandlung für die Massenfertigung.
Die mikrokristalline Struktur der Phosphatschicht dient als Anker für das AFC-Bindemittel und verbessert den Korrosionsschutz.
Entfettung
Öl- und fettfreie Oberflächen sind eine grundlegende Voraussetzung.
Empfohlen wird eine alkalische Entfettung mit anschließender Spülung mit vollentsalztem Wasser.
Alternativ ist eine lösemittelbasierte Entfettung mit Aceton oder IPA möglich, die jedoch Rückstände hinterlassen kann.
Fingerabdrücke vermeiden:
Nach der Vorbereitung dürfen Bauteile ausschließlich mit sauberen Nitrilhandschuhen angefasst werden.
Fettspuren durch Fingerabdrücke können zu lokalen Haftungsverlusten führen und sind unter der ausgehärteten Schicht nicht erkennbar.
Nicht strahlbare Substrate und NE-Metalle
| Werkstoff | Empfohlene Vorbehandlung |
|---|---|
| Aluminium / Magnesium | Anodisieren oder Chromatieren als Haftvermittler |
| Titan | Sandstrahlen mit Korund und anschließende Phosphorsäurebeize |
| Kunststoffe | Plasmaaktivierung oder Primer-Vorbehandlung; stets das jeweilige Datenblatt beachten |
| Messing / Bronze | Chemische Entfettung und leichtes Schleifen auf Ra 0,8–1,6 µm |
Auftrag & Verarbeitung
Spritzauftrag – die bevorzugte Methode
Für maßhaltige Serienteile ist der Spritzauftrag mit einer Druckluftpistole im HVLP-Verfahren Standard.
Empfohlene Spritzparameter für typische AFC-Gleitlacke:
| Parameter | Richtwert |
|---|---|
| Düsendurchmesser | 0,8–1,2 mm |
| Spritzdruck | 2,0–3,5 bar |
| Spritzabstand | 20–30 cm |
| Anzahl der Lagen | 2–3 Lagen, kreuzweise |
| Ablüftzeit zwischen den Lagen | 5–10 Minuten bei 20 °C |
Tauchbeschichtung
Die Tauchbeschichtung eignet sich besonders für Kleinteile und die Massenfertigung, beispielsweise von Schrauben, Federn und Clips.
Das Bauteil wird vollständig in das Gleitlackbad getaucht.
Anschließend wird das überschüssige Material durch Zentrifugieren oder Abtropfen entfernt.
Die Kontrolle der Schichtdicke ist bei diesem Verfahren anspruchsvoller.
Viskosität, Temperatur und Verweildauer müssen daher genau eingestellt werden.
Pinsel- und Rollenauftrag
Der Pinsel- und Rollenauftrag eignet sich für Reparaturen, Einzelteile und schwer zugängliche Stellen.
Ein Nachteil ist die geringere Gleichmäßigkeit der Beschichtung.
Für Hochpräzisionsanwendungen wird dieses Verfahren daher nicht empfohlen.
Bestimmte niedrigviskose Gleitlacke sind jedoch ausdrücklich für den Pinselauftrag ausgelegt.
Viskosität prüfen:
Die Verarbeitungsviskosität sollte mit einem Auslaufbecher nach DIN mit einer 4-mm-Düse gemessen werden.
Der Zielbereich liegt bei 18–25 Sekunden bei 20 °C.
Bei Abweichungen darf nur mit dem im Datenblatt angegebenen Verdünnungsmittel verdünnt werden.
Fremdlösemittel sind nicht zu verwenden.
Temperaturbedingte Schwankungen der Viskosität sollten täglich kontrolliert werden.
Härtung & Trocknung
Die Aushärtung ist entscheidend für die endgültigen mechanischen Eigenschaften der Beschichtung.
Eine Unterhärtung führt zu einer weichen und abriebempfindlichen Schicht.
Eine Überhärtung kann die Beschichtung spröde und rissanfällig machen.
Ofenhärtung
Die meisten AFC-Systeme benötigen für 20–60 Minuten eine Temperatur zwischen 150 und 250 °C.
Maßgeblich ist dabei die tatsächliche Bauteiltemperatur und nicht nur die eingestellte Ofentemperatur.
| Bindemittel | Härtetemperatur | Haltezeit | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Epoxidbasiert | 150–180 °C | 30–60 Minuten | Auch als raumtemperaturhärtendes System erhältlich |
| Phenolbasiert | 180–220 °C | 20–40 Minuten | Hohe Temperaturbeständigkeit |
| PAI (Polyamidimid) | 200–260 °C | 60–90 Minuten | Stufenprogramm empfohlen |
| PTFE-Dispersion | 340–380 °C | 10–20 Minuten | Spezialofen erforderlich |
| Wässrige Systeme | 150–200 °C | 30–60 Minuten | Vortrocknung bei 60–80 °C empfohlen |
Raumtemperaturhärtende Systeme
Einige epoxid- und polyurethanbasierte Gleitlacke härten ohne Ofeneinsatz aus.
Die vollständige mechanische Festigkeit wird erst nach 24–72 Stunden erreicht.
Diese Systeme eignen sich für Feldreparaturen und wärmeempfindliche Substrate.
Sie besitzen jedoch in der Regel eine geringere Haftfestigkeit und Temperaturbeständigkeit als ofengehärtete Varianten.
Gitterschnittprüfung zur Freigabe:
Nach der Härtung sollte eine Gitterschnittprüfung nach DIN EN ISO 2409 durchgeführt werden.
Eine Bewertung mit Gt 0 oder Gt 1 gilt als akzeptabel.
Gt 2 oder schlechter erfordert eine Überprüfung der Vorbehandlung und der Härtung.
Für die Serienfreigabe sollten mindestens fünf Prüfkörper je Los untersucht werden.
Branchen & typische Einsatzfälle
AFC-Gleitlacke sind eine branchenübergreifend einsetzbare Technologie.
Typische Einsatzbereiche sind:
Automobilindustrie: Kolbenbolzen, Nockenwellen, Gelenkwellen, Türscharniere, Bremskolben und Turbinenschaufeln
Medizintechnik: chirurgische Instrumente, Implantate, Endoskopschäfte und MRT-kompatible Führungsdrähte
Luft- und Raumfahrt: Fahrwerkskomponenten, Aktuatoren, Klappenscharniere, Triebwerksteile und Satellitengetriebe
Maschinen- und Anlagenbau: Führungsschienen, Spindeln, Walzen, Pressformen, Exzenter und Linearführungen
Lebensmitteltechnik: Förderbänder, Abfüllanlagen, Mischer und Trennmesser bei entsprechender NSF-H1- oder FDA-Konformität
Elektronik und Elektrotechnik: Steckverbinder, Schiebeschalter, Relaiskontakte und HF-Baugruppen mit h-BN-Systemen
Häufige Fragen (FAQ)
Wie lange hält eine AFC-Beschichtung?
Die Standzeit hängt von der Belastung, dem Gegenlaufwerkstoff und der Schichtdicke ab.
Bei oszillierenden Bewegungen mit moderater Belastung sind 100.000–500.000 Zyklen typisch.
Bei hoch belasteten Schraubverbindungen kann die Beschichtung die gesamte Lebensdauer des Bauteils erreichen.
Vor der Serienfreigabe werden Tribometerprüfungen empfohlen.
Kann AFC-Gleitlack ohne Primer auf Aluminium aufgebracht werden?
Ein direkter Auftrag auf Aluminium kann funktionieren, wenn die Oberfläche vollständig entfettet und leicht angeraut wurde.
Für mechanisch beanspruchte Bauteile wird dennoch ein geeigneter Aluminiumprimer empfohlen.
Ohne Primer besteht ein erhöhtes Risiko für Unterwanderungskorrosion.
Bei Magnesiumlegierungen ist grundsätzlich ein Primer erforderlich.
Ist AFC-Gleitlack lebensmitteltauglich?
AFC-Gleitlacke sind nicht grundsätzlich für den Lebensmittelbereich zugelassen.
Es gibt jedoch spezielle Formulierungen mit NSF-H1-Zulassung für den gelegentlichen Kontakt mit Lebensmitteln.
Diese Produkte verwenden beispielsweise PTFE und geeignete organische Bindemittel.
Vor dem Einsatz sind die jeweils gültigen Zertifikate zu prüfen.
Welches Verdünnungsmittel kann verwendet werden?
Es darf ausschließlich das vom Hersteller empfohlene Verdünnungsmittel verwendet werden.
Fremdverdünner können das Bindemittelsystem beeinträchtigen und Fischaugen, Krater oder Haftungsversagen verursachen.
Bei wässrigen Systemen ist vollentsalztes Wasser zu verwenden, sofern das Datenblatt dies vorsieht.
Kann Gleitlack nachträglich als Reparaturbeschichtung aufgetragen werden?
Eine Reparaturbeschichtung ist mit Einschränkungen möglich.
Die Haftfestigkeit auf einer bereits ausgehärteten AFC-Schicht ist in der Regel geringer als auf einem blanken Substrat.
Die vorhandene Oberfläche muss mechanisch mit Schleifpapier der Körnung 320 aufgeraut und anschließend entfettet werden.
Bei sicherheitsrelevanten Bauteilen in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie kann eine Reparaturbeschichtung unzulässig sein.
In solchen Fällen sind eine vollständige Entschichtung und Neubeschichtung erforderlich.
Wie wird eine AFC-Beschichtung entfernt?
Ausgehärtete AFC-Beschichtungen sind chemisch und mechanisch belastbar.
Eine thermische Entfernung durch Ausbrennen bei 400–500 °C ist nur bei ausreichend temperaturbeständigen Substraten möglich.
Alternativ kann die Beschichtung mechanisch durch Schleifen oder Strahlen entfernt werden, wobei ein Materialabtrag am Substrat möglich ist.
Eine chemische Entfernung ist mit geeigneten Abbeizmitteln für das jeweilige Bindemittelsystem möglich.
Dabei sind die Herstellerangaben zu beachten.
Die spätere Überarbeitung sollte bereits bei der Konstruktion und Auswahl des Beschichtungssystems berücksichtigt werden.