Duplexsystem

Durch Verzinken wird Stahl mit einer dünnen Schicht Zink versehen, um ihn vor Korrosion zu schützen.

Verzinkungsverfahren

Um ein Bauteil aus Stahl mit einer Zink- oder Zinklegierungsschicht zu überziehen, gibt es eine Reihe von verschiedenen Verfahren:

• Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
• galvanische (elektrolytische Verzinkung)
• mechanische Verzinkung
• Zinklamellen/Binder-Systeme

Wegen der großen Unterschiede zwischen den Verfahren ist der Ausdruck "Verzinken" nicht sehr aussagefähig. Die genauere Angabe des Verzinkungsverfahrens wird manchmal weggelassen, weil ein Fachmann oft das jeweilige Verfahren aus dem Kontext erraten kann - z. B. wird ein Terrassengeländer fast immer feuerverzinkt.

Überzüge, die durch die meisten Zinkstaubfarben erzeugt wurden, gehören nicht zur Verzinkung, sondern besitzen nur die Wirkung eines Lackes, da die verwendeten Bindemittel den Zinkstaub isolieren. Bei Verwendung eines elektrisch leitenden Bindemittels ist das Zink dagegen galvanisch aktiv und wirkt so gut wie beim Feuerverzinken. ^[1]

Feuerverzinkung

Kristalline Oberfläche eines noch wenig oxidierten feuerverzinkten Eisengeländers im Straßenverkehr

Unter Feuerverzinkung versteht man das Überziehen von Stahlteilen mit einem massiven, metallischen Zinküberzug durch Eintauchen der vorbehandelten Stahlteile in eine Schmelze aus flüssigem Zink, dessen Temperatur bei zirka 450 °C liegt.

Spezialfälle des Feuerverzinkens:

• Stückverzinken
• Kleinteileverzinken
• Kontinuierliche Bandverzinkung

Galvanische Verzinkung

Die Werkstücke werden nicht in eine Zinkschmelze, sondern in einen Zinkelektrolyten eingetaucht. Siehe: Galvanotechnik.

Nachbehandlung von verzinkten Oberflächen

Verzinkte Stahlteile sind durch die Zinkschicht sehr gut vor Korrosion (Rotrost) geschützt. Die Zinkschicht selbst ist aber den Korrosionsbelastungen ausgesetzt und besonders bei Seeklima kann es relativ schnell zur Zinkkorrosion (Weißrost) kommen. Durch geeignete Nachbehandlungen kann das Auftreten von Zinkkorrosion stark verzögert und verlangsamt werden, wodurch der gesamte Korrosionsschutz bis zum Auftreten von Grundmetallkorrosion nochmals verlängert wird. Solche Nachbehandlungen zählen zu den Passivierungsverfahren und können sowohl für galvanisch verzinkte Teile wie auch für feuerverzinkte Teile angewendet werden. Speziell für galvanisch verzinkte Teile wurden verschiedene Chromatierungsverfahren entwickelt, die sich im Grad des Korrosionsschutzes und in der Farbe unterscheiden. Einige dieser Chromatierungsschichten enthalten giftiges Chrom(VI). In letzter Zeit wurden neue Chrom(VI)-freie Verfahren entwickelt.

Duplex-System

Unter Duplex-Systemen versteht man gemäß DIN EN ISO 12944-5 ein "Korrosionsschutz-System, das aus einer Verzinkung in Kombination mit einer oder mehreren nachfolgenden Beschichtungen besteht." Verzinkung und Beschichtung ergänzen sich. Die Verzinkung wird durch die darüberliegende Beschichtung vor atmosphärischen und chemischen Einflüssen geschützt. Hierdurch wird die Lebensdauer der Verzinkung erhöht. Umgekehrt haben Beschädigungen an Beschichtungen keine nachteiligen Auswirkungen zur Folge, da die Verzinkung aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit und Abriebfestigkeit hohen Belastungen standhält. Hierdurch können bei Beschichtungen typische Unterrostungen nicht entstehen. Durch diesen sogenannten Synergismus-Effekt zwischen der Verzinkung und der Beschichtung ist die Gesamtschutzdauer eines Duplex-Systems zwischen 1,2 bis 2,5 mal größer als die Summe aus der jeweiligen Einzelschutzdauer von Verzinkung und Beschichtung.

Mechanische Verzinkung

Für gehärtete Teile, die extrem empfindlich gegen Wasserstoffversprödung sind, ist in einigen Spezifikationen die mechanische Beschichtung vorgeschrieben. Hier wird in einem Mischer Zinkstaub mit Glaskugeln ohne Wärmeeinwirkung auf die zu beschichtenden Teile quasi aufgehämmert. Da es sich nicht um ein elektrolytisches Verfahren handelt, entsteht kein Wasserstoff, der in das Stahlteil eindringen könnte.

Je nach Teilegeometrie (z. B. Innensechskant) kann die Abriebfestigkeit etwas eingeschränkt sein. Die hochglänzenden Oberflächen der Galvanik können nicht erreicht werden. Es können Schichtdicken bis ca. 50 µm erzeugt werden.

Häufige Anwendung bei Tellerfedern, Befestigungsclips usw.

Zinklamellen/Binder-Systeme

Seit einigen Jahren gibt es als Alternative zur mechanischen Verzinkung die Beschichtung in einer Dispersion kleiner Zink- und z.T. auch Aluminiumflocken. Sie werden in einem Tauch/Schleuder-Verfahren aufgebracht, getrocknet und verfahrensabhängig bei 250-350 °C eingebrannt. Mit einem Beschichtungsvorgang wird eine Schichtdicke von etwa 4-5 µm erreicht, außerdem ist die Schicht nicht porendicht. Daher wird üblicherweise zweimal beschichtet und neuerdings zusätzlich silikatisch versiegelt.

Spritzverzinken

Spritzverzinken ist eine Variante des Flammspritzens, bei der ein Zinkdraht durch eine Flamme oder Lichtbogen aufgeschmolzen und durch Druckluft zerstäubt auf das Werkstück aufgebracht wird. Das noch flüssige Zink bildet auf dem durch Sandstrahlen vorbehandelten Werkstück eine poröse Schicht, die ähnlich gute Korrosionsschutzeigenschaften aufweist wie die durch Feuerverzinken erzeugte. Diese Schicht ist durch die hohe innere Oberfläche sehr saugfähig. Bei einer anschließenden Lackierung sind daher ungewöhnlich große Mengen Grundierung oder Füller notwendig.

Vorteile des Verfahrens im Vergleich zum Feuerverzinken sind, dass die thermische Belastung des Werkstückes sehr gering ist und auch bei großen Flächen ein Verzug ausgeschlossen werden kann. Nachteilig ist, dass Hohlräume oder schwer zugängliche Stellen (Behälter-Innenräume, Falze etc.) nicht erreicht werden können.

Weblinks

• http://www.feuerverzinken.com (Informationsportal zum Korrosionsschutz durch Feuerverzinken)

1. ↑ Zinkfilm [1]