Überzüge / Verzinken - Korrosionsschutz mit Zink

Feuerverzinken
a) Stückverzinken


Diskontinuierliches Schutzverfahren, bei welchem die zu verzinkenden Teile einzeln in
schmelzflüssiges Zink getaucht werden (Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461 /
Rohrverzinken nach DIN EN 10 240).


Verfahrensablauf des Stückverzinkens (schematisch, Varianten sind möglich)
Entfetten Teile, die Rückstände von Fetten und ölen aufweisen, können in einem Entfettungsbad
oder auf andere geeignete Weise gereinigt werden. Als Entfettungsmittel kommen üblicherweise
wäßrige alkalische oder saure Entfettungsmittel zur Anwendung. Anschließend erfolgt
ein kurzes Eintauchen in ein Wasserbad, um das Verschleppen von Entfettungsmitteln mit dem
Verzinkungsgut zu vermeiden.
Spülen
Beizen Der nächste Schritt ist eine Beizbehandlung zur Entfernung von arteigenen Verunreinigungen
(z.B. Rost und Zunder) von der Stahloberfläche. Das Beizen erfolgt üblicherweise in
verdünnter Salzsäure. Die Dauer des Beizvorgangs richtet sich nach dem Verrostungsgrad
des Verzinkungsgutes und der Arbeitskonzentration der Beize. Die Beizbäder werden im
Regelfall bei Raumtemperatur betrieben.
Spülen Nach dem Beizen erfolgt ein erneuter Spülvorgang in einem Wasserbad, um die Möglichkeit,
daß Säure- und Salzreste mit dem Verzinkungsgut verschleppt werden, zu minimieren.
Fluxen Dem Spülbad schließt sich ein Flußmittelbad an. Aufgabe des Flußmittels ist es,
eine letzte, intensive Feinreinigung der Stahloberfläche vorzunehmen. ähnlich wie z. B.
bei Lötverbindungen, bei denen in der Regel auch Flußmittel eingesetzt werden, erhöht
das Flußmittel auch die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem
schmelzflüssigen Zink. Das Flußmittel besteht meistens aus einer wäßrigen Lösung von
Chloriden, am häufigsten einer Mischung aus Zink- und Ammoniumchlorid.
Werkstoff- und produktabhängig können Flußmittel auf unterschiedliche Weise aufgetragen werden.
So ist es zum Beispiel möglich, das Flußmittel auch direkt flüssig oder in Pulverform auf die
Werkstoffoberfläche zu sprühen oder das Verzinkungsgut durch eine aufgeschäumte, auf dem Zinkbad
schwimmende Flußmitteldecke hindurch in die Schmelze einzutauchen.
Trocknen In den meisten Fällen folgt dann eine Trockenstation, in welcher der Flußmittelfilm mittels
Wärme aufgetrocknet wird. Zur Erwärmung von Entfettungsbädern und Trockenöfen wird
in vielen Feuerverzinkereien die Abwärme aus der Beheizung des Verzinkungskessels mitgenutzt.
Feuerverzinken Nach der Flußmittelbehandlung bzw. dem Trocknen wird das Verzinkungsgut in die flüssige
Zinkschmelze getaucht. Zink hat eine Schmelztemperatur von ca. 419 °C; die Betriebstemperatur eines
Verzinkungsbades liegt in den meisten Betrieben zwischen 440°C bis 460°C; in besonderen Fällen
auch bei mehr als 530°C (Hochtemperaturverzinkung). Der Zinkgehalt der Schmelze liegt gemäß
DIN EN ISO 1461 bei mindestens 98%. Um ein optimales Verzinkungsergebnis zu erzielen, werden die
Zinkschmelzen üblicherweise mit anderen Metallen, insbesondere mit Aluminium und Zinn legiert.
Beim Verzinkungsvorgang bildet sich als Folge einer wechselseitigen Diffusion des flüssigen Zinks mit
der Stahloberfläche auf dem Stahlteil ein überzug verschiedenartig zusammengesetzter Eisen-Zink-
Legierungsschichten. Beim Herausziehen der feuerverzinkten Gegenstände bleibt auf der obersten
Legierungsschicht noch eine - auch als Reinzinkschicht bezeichnete - Schicht aus Zink haften, die in ihrer
Zusammensetzung der Zinkschmelze entspricht.
Nach dem Eintauchen des Verzinkungsgutes in das geschmolzene Zink verbleiben die Teile im Zinkbad,
bis sie dessen Temperatur angenommen haben. Nachdem das Flußmittel nun ?abgekocht" ist, wird die
Oberfläche des Zinkbades von Oxiden und Flußmittelresten gereinigt: bevor dann das Verzinkungsgut
wieder aus der Zinkschmelze herausgezogen wird.
Kühlen Die nun noch sehr heißen feuerverzinkten Stahlteile kühlen entweder an der Luft oder in einem
Wasserbad ab.
Kontrollieren In einem letzten Schritt wird dann das fertig verzinkte Material gewogen, da im Regelfall das verzinkte
Gewicht die Basis für die Preisermittlung des Unternehmens bildet. Vor der Auslieferung wird die Güte
der Feuerverzinkung kontrolliert. Bei Bedarf erfolgt dann noch ein Verputzen der Teile, d.h. es werden, falls
nötig. Zinkspitzen und Unsauberkeiten auf dem Zinküberzug beseitigt.


b) im Durchlaufverfahren

Kontinuierliches Schutzverfahren für Stahlband (deshalb Bandverzinken nach DIN EN 10326
bzw. DIN EN 10327, Bandstahl oder -Draht (nach DIN EN ISO 10244-2), welche in automatisch
betriebenen Anlagen einen Zinküberzug im Durchlaufverfahren durch schmelzflüssiges Zink
erhalten.


Galvanisches / Elektrolytisches Verzinken

Schutzverfahren durch Aufbringen eines Zinküberzuges in wässerigen Elektrolyten mit
Gleichstrom. Verwendet werden meist saure, aber auch alkalisch-cyanidfreie oder cyanidische
Elektrolyte. Einzelbäder (DIN EN 12329) oder Durchlaufverfahren (DIN EN 10152).

Thermisches Spritzen mit Zink / Spritzverzinken

Schutzverfahren, bei welchem mittels Flamme oder Lichtbogen aufgeschmolzenes Zink
auf die Oberfläche des zu verzinkenden Teils aufgespritzt wird. (DIN EN 22063)


Metallische Überzüge mit Zinkstaub

(Mechanisches Plattieren/Sherardisieren) Schutzverfahren unter Verwendung von Zinkstaub,
mit denen mechanisch (Mechanisches Plattieren, DIN EN ISO 12683) oder durch Diffusion
(Sherardisieren, DIN EN 13811) Zinküberzüge bzw. Fe + Zn-Legierungsschichten auf
geeigneten Werkstücken erzielt werden.


Zinkstaub - Beschichtungen

Schutzverfahren, bei dem zinkstaubpigmentierte Beschichtungsstoffe als Schutzschichten
auf Stahlteile appliziert werden.


Kathodischer Korrosionsschutz

Schutzverfahren für Stahl durch Kontakt mit einer Anode aus Zink bei Gegenwart eines
Elektrolyten. Dabei geht das unedlere Metall (= Opferanode aus Zink) in Lösung, während
der Stahl (als Kathode) nicht angegriffen wird.


Gemäss DIN EN ISO 1461 liegt die Mindestschichtdicke von Zinküberzügen zwischen 45 und 85 µm.
In der Praxis sind die Zinküberzüge in Abhängigkeit von der Stahlzusammensetzung, Materialdicke,
Tauchdauer und anderen Parametern jedoch deutlich dicker. Mindest- Überzugsdicken sind in der
Tabelle aufgeführt. In der Praxis können auch höhere Schichtdickenwerte vereinbart werden.


Materialdicke[mm] Schichtdicke[µm]
< 1,5 > 45
> 1,5 bis < 3 > 55
> 3 bis < 6 > 70
> 6 > 80








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