{"id":5268,"date":"2022-05-16T15:05:30","date_gmt":"2022-05-16T13:05:30","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=5268"},"modified":"2022-05-16T15:15:48","modified_gmt":"2022-05-16T13:15:48","slug":"welche-verzinkungen-gibt-es","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/welche-verzinkungen-gibt-es\/","title":{"rendered":"Welche Verzinkungen gibt es?"},"content":{"rendered":"

\u00ab Verfahren im \u00dcberblick \u00bb<\/h2>\n

Mit Verzinkungen von Stahl und Gusseisen betreibt die Oberfl\u00e4chentechnik aktiven Korrosionsschutz. Korrosive Medien greifen die d\u00fcnne Schicht aus Zink an und lassen den darunterliegenden Werkstoff ungeschoren. Die einzelnen Verzinkungsverfahren unterscheiden sich vor allem durch die Beschaffenheit und die Dicke der aufgebrachten Zinkschichten und durch die Verteilung des Zinks auf den Oberfl\u00e4chen. Von diesen Faktoren h\u00e4ngt ab, wie gut der Korrosionsschutz wirkt und wie lange er anh\u00e4lt. Informieren Sie sich hier dar\u00fcber, wie das vonstattengeht und welche Verzinkungsverfahren zum Einsatz kommen.<\/strong><\/p>\n

Aktiver Schutz vor Korrosion<\/h2>\n

Elektrochemische Prozesse<\/h3>\n

Bei chemischen Reaktionen sind stets Elektronen aus den Atomh\u00fcllen am Werk. Das Verhalten der Elektronen h\u00e4ngt davon ab, wie der Atomkern beschaffen ist, zu dem sie geh\u00f6ren. In Metallen sind die Elektronen ziemlich beweglich. Ber\u00fchren sich zwei unterschiedliche Metalle direkt oder \u00fcber eine elektrisch leitf\u00e4hige Fl\u00fcssigkeit, zieht das eine die Elektronen zu sich hin. Beim anderen entsteht ein Elektronenmangel. Daraus resultiert ein Ladungsunterschied, der als elektrische Spannung messbar ist.<\/p>\n

Aus den Messergebnissen ist die elektrochemische Spannungsreihe hervorgegangen. Dort sind die einzelnen chemischen Elemente nach der Gr\u00f6\u00dfe der Spannung sortiert, die sich beim Kontakt einstellt. Das Metall, bei dem Elektronenmangel herrscht, bildet positiv geladene Kationen, die mit korrosiven Umgebungsmedien chemisch reagieren. Weil diese Medien besch\u00e4ftigt sind, lassen sie das andere Metall in Ruhe. Diesen Zustand f\u00fchrt man beim aktiven Korrosionsschutz<\/a> durch unterschiedliche Verfahren f\u00fcr die Verzinkungen bewusst herbei. Zink und Eisen liegen in der elektrochemischen Spannungsreihe weit genug auseinander, um Eisenwerkstoffe wie Stahl vor Korrosion zu sch\u00fctzen.<\/p>\n

\"L\u00f6semittelhaltige<\/a><\/p>\n

M\u00f6glichkeiten des aktiven Korrosionsschutzes<\/h3>\n

Es gibt zwei M\u00f6glichkeiten, Zink zum Korrosionsschutz von Stahl einzusetzen. Bei Konstruktionen, die stets mit Wasser in Ber\u00fchrung stehen (Heizkessel, Schiffe) fungiert ein Zinkbauteil als Opferanode. Konstruktion und Opferanode sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Opferanode l\u00f6st sich langsam auf. Solange noch etwas davon \u00fcbrig ist, ist die Konstruktion gesch\u00fctzt. Bevor die Opferanode ganz verschwunden ist, muss sie erneuert werden. Die andere M\u00f6glichkeit besteht im Verzinken der Werkstoffoberfl\u00e4che, wobei das Material vollst\u00e4ndig von einer Zinkschicht bedeckt wird. Die Beschichtung h\u00e4lt korrosive Medien vom Grundmaterial fern und verhindert, dass eventuell blo\u00dfliegende Stellen an Werkst\u00fcckkanten oder bei Besch\u00e4digung der Schicht angegriffen werden. Die abschlie\u00dfende Passivierung<\/a> des Zinks bewirkt, dass die Zinkschicht lange erhalten bleibt. Eine weitere Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer erreicht man damit, verzinkten Stahl zu lackieren (Duplex-System). F\u00fcr die Stahlbeschichtung stehen unterschiedliche Verzinkungsverfahren zur Verf\u00fcgung. F\u00fcr alle Verfahren ist eine gr\u00fcndliche Oberfl\u00e4chenvorbehandlung erforderlich.<\/p>\n

\"Zinkbad-Beschichtung
\u00a9 littlewolf1989 – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Feuerverzinken<\/h2>\n

Bei der Feuerverzinkung<\/a> werden die Werkst\u00fccke in einem Bad aus Zinkschmelze beschichtet. Das geschieht entweder durch St\u00fcckverzinken oder durch Bandverzinken. Das Bandverzinken erfolgt in einem kontinuierlichen Durchlauf von kaltgewalztem Stahlband durch die Zinkschmelze. Es werden Schichtdicken von 5 bis 40 \u00b5m erreicht. Das St\u00fcckverzinken verl\u00e4uft diskontinuierlich. Die Werkst\u00fccke tauchen in die Schmelze ein und verbleiben dort, bis ihre Temperatur die des Bades erreicht hat. Die erreichbaren Schichtdicken liegen hier zwischen 50 und 150 \u00b5m.<\/p>\n

Eine Sonderform des St\u00fcckverzinkens sind Verzinkungen von Kleinteilen. Diese werden in einen Korb gef\u00fcllt und mit diesem in die Zinkschmelze getaucht. Nach der Feuerverzinkung werden die K\u00f6rbe in Rotation versetzt. Dabei wird der \u00e4u\u00dfere, noch fl\u00fcssige Teil der Beschichtung weggeschleudert. Die Schichtdicke verringert sich dabei deutlich. Das ist erforderlich, um enge Ma\u00dftoleranzen, beispielsweise bei Gewinden, einzuhalten. In der Kontaktzone von Oberfl\u00e4che und Schmelze geht der Stahl durch das Eindringen von Zinkatomen in den Grundwerkstoff eine Zinklegierung ein. Dar\u00fcber bildet sich eine d\u00fcnne Schicht aus reinem Zink.<\/p>\n

\"Passivierung<\/a><\/p>\n

Vor- und Nachbehandlung beim St\u00fcckverzinken<\/h3>\n

Vor der St\u00fcckverzinkung m\u00fcssen die Werkst\u00fccke sorgf\u00e4ltig gereinigt, gebeizt und gesp\u00fclt werden. Anschlie\u00dfend erfolgt das Fluxen. Dabei verhindert ein Flussmittelbad die erneute Oxidation der Stahloberfl\u00e4che und erh\u00f6ht die Benetzbarkeit. Nach der Verzinkung sch\u00fctzt eine Passivierung die Zinkschicht vor der Bildung von Wei\u00dfrost. Ist es vorgesehen, verzinkten Stahl zu lackieren, erfolgt eine weitere gezielte Vorbereitung der Oberfl\u00e4chen. F\u00fcr diese Prozesse der Oberfl\u00e4chentechnik ist Kluthe Systemlieferant.<\/p>\n

Anwendungsgebiete der Feuerverzinkung<\/h3>\n

Die St\u00fcckverzinkung dient haupts\u00e4chlich dem Korrosionsschutz von Konstruktionen, die im Au\u00dfenbereich eingesetzt werden. Hauptanwendungsgebiete sind der Hoch- und Stra\u00dfenbau, der Br\u00fcckenbau, der Fahrzeug- und Landmaschinenbau sowie die Herstellung von Industrieausr\u00fcstungen. Fertige Bauteile wie Stahltr\u00e4ger, Treppen oder Leitplanken werden komplett St\u00fcckverzinkt. Durch die hohen Schichtdicken ergeben sich Schutzdauern von bis zu \u00fcber 50 Jahren.<\/p>\n

\"Feuerverzinkte
Von Sensenschmied – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=19476760<\/figcaption><\/figure>\n

Bandverzinkter Stahl wird nach der Verzinkung weiterverarbeitet. Er l\u00e4sst sich zuschneiden, stanzen und umformen. Durch die geringere Schichtdicke eignet er sich vor allem als Korrosionsschutz f\u00fcr Bauteile, die f\u00fcr den Einsatz in Innenr\u00e4umen vorgesehen sind. Dazu z\u00e4hlen zum Beispiel Teile von Klimaanlagen oder Kabelkan\u00e4len. Die erreichbaren Schutzdauern liegen je nach den Umgebungsbedingungen zwischen 5 und 14 Jahren. Werden die vorgeformten Teile lackiert, lassen sie sich auch im Au\u00dfenbereich, beispielsweise in Fahrzeugkarosserien einsetzen.<\/p>\n

Galvanische Verzinkung<\/h2>\n

Bei der galvanischen Verzinkung erfolgt die Stahlbeschichtung in einem zinkhaltigen Elektrolyten durch den Einsatz von Gleichstrom. Dieses Verzinkungsverfahren ist auch unter der Bezeichnung elektrolytisch Verzinken bekannt. Der Elektrolyt ist eine Fl\u00fcssigkeit, die den elektrischen Strom leitet und Zinkionen enth\u00e4lt. Darin tauchen das Werkst\u00fcck und eine Zinkelektrode ein. Das Werkst\u00fcck bildet den negativen Pol (Kathode). Flie\u00dft Gleichstrom, zieht es die positiv geladenen Zinkionen an, versorgt sie mit Elektronen und veranlasst sie dadurch, sich auf der Oberfl\u00e4che als Zinkschicht abzuscheiden. Kleinteile lassen sich in Trommeln elektrolytisch verzinken. Im Unterschied zum feuerverzinken, bei dem sich eine Zinklegierung mit dem Grundwerkstoff ausbildet, entstehen beim galvanischen Verzinken reine Zinkschichten.<\/p>\n

\"Galvanisierungsprozess
\u00a9 Anna – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Beschaffenheit der galvanischen Zinkschichten<\/h3>\n

Die Dicke der Zinkschicht ist von der Dauer des Stromflusses abh\u00e4ngig und l\u00e4sst sich zwischen 2,5 und 25 \u00b5m einstellen. Die Form des Werkst\u00fcckes beeinflusst das elektrische Feld, das sich beim Stromfluss zwischen den Polen aufbaut. Bei komplizierten Geometrien stellt sich deshalb eine ungleichm\u00e4\u00dfige Schichtdickenverteilung ein. Der Korrosionsschutz ist daher etwas geringer, als bei anderen Verzinkungen. Je nach Schichtdicke und Umgebungsbedingungen liegt die Schutzdauer zwischen 2,5 und 14 Jahren. Durch eine Passivierung, Pulverbeschichtung oder Versiegelung mit Kunstharz l\u00e4sst sie sich verl\u00e4ngern. Die galvanische Verzinkung erm\u00f6glicht beim Einsatz eines geeigneten Elektrolyten die Beschichtung mit einer Zinklegierung. Bekannt sind vor allem Zink-Nickel \u00dcberz\u00fcge, die einen besseren Korrosionsschutz gegen aggressive Umgebungsbedingungen und eine hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit aufweisen.<\/p>\n

Anwendungsgebiete der galvanischen Verzinkung<\/h3>\n

Die galvanische Verzinkung wird vor allem dort eingesetzt, wo genau definierte Schichtdicken ben\u00f6tigt werden. Anwendungsgebiete sind Verzinkungen von Beschl\u00e4gen und von Bauteilen in der Mess- und Regeltechnik, der Elektrotechnik, der Elektronik sowie der Medizintechnik.<\/p>\n

Weitere Verzinkungsverfahren<\/h2>\n

F\u00fcr die Stahlbeschichtung durch Verzinken stehen weitere mechanische und thermische Verfahren zur Verf\u00fcgung. Dazu z\u00e4hlen die mechanische Verzinkung, das Spritzverzinken und die Diffusionsverzinkung.<\/p>\n

Mechanische Verzinkung<\/h3>\n

Die mechanische Verzinkung, auch als Plattierung bezeichnet, erfolgt bei Teilen, die weder hohe Temperaturen noch Feuchtigkeit vertragen. Das trifft vor allem auf geh\u00e4rtete Werkstoffe zu. F\u00fcr diese Art der Stahlbeschichtung wird Zinkstaub mit Glaskugeln vermischt. Die Mischung trifft mit hohem Druck auf die Werkstoffoberfl\u00e4che. Dort bildet sich ein bis zu 50 \u00b5m starker gleichm\u00e4\u00dfiger Zink\u00fcberzug aus, der 7 bis 21 Jahre vor Korrosion sch\u00fctzen kann.<\/p>\n

\"Zinklamellenbeschichtung
\u00a9 Preferi stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Spritzverzinken<\/h3>\n

Beim Spritzverzinken schmilzt Zinkdraht oder -staub im Lichtbogen oder in einer Schwei\u00dfbrennerflamme. Druckluft bef\u00f6rdert die Schmelze auf die Werkstoffoberfl\u00e4che. Dort bildet sich eine por\u00f6se Schicht aus Zinktr\u00f6pfchen mit einer Dicke von 80 bis 150 \u00b5m, die eine gute Grundlage f\u00fcr eine abschlie\u00dfende Lackierung darstellt. Dir Korrosionsschutz ist ann\u00e4hernd so gut wie bei der Feuerverzinkung. Die thermische Belastung ist jedoch wesentlich geringer. Deshalb eignet sich das Verfahren sehr gut f\u00fcr Rahmen und \u00e4hnliche Teile, die sich bei gro\u00dfer Hitze verziehen k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"Flammspritzen
Von Ruppex – Aufnahme aus Spritzlabor, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=11774201<\/figcaption><\/figure>\n

Diffusionsverzinkung<\/h3>\n

Die Diffusionsverzinkung (Sherardisierung) eignet sich f\u00fcr Teile mit einer komplexen Geometrie und f\u00fcr Massenware. Die Werkst\u00fccke befinden sich bei diesem Verfahren zusammen mit Zinkpulver in einer rotierenden, geschlossenen Trommel. Durch Erhitzen verdampft Zink und bildet auf der Oberfl\u00e4che eine Zinklegierung mit dem Grundmaterial. Die entstehende, 10 bis 100 \u00b5m dicke Schicht ist temperaturbest\u00e4ndig, abriebfest und weist eine hohe H\u00e4rte auf. Der Korrosionsschutz kann 10 bis 28 Jahre anhalten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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