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Automatische Verzinkungsanlage für Kleinteile
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Arbeitsblätter Feuerverzinken
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1.3
Feuerverzinken von Kleinteilen
1. Verfahren
Beim Feuerverzinken von Kleinteilen hat sich in den letzten Jahren eine spezielle, automatisierte Variante des Stückverzinkens entwickelt. Prinzipiell kann man Kleinteile auch nach dem üblichen Verfahren der Stückverzinkung feuerverzinken (siehe Arbeitsblatt 1.2), bei einer Anzahl von Produkten ist jedoch die dabei erzielbare Qualität und Oberflächengüte nicht ausreichend. Aus diesem Grund wurden speziell für Teile, die nach dem Feuerverzinken zentrifugiert werden müssen (Schrauben, Muttern, Nägel bzw. Stifte und ähnliche Schüttgüter) automatisierte oder teilautomatisierte Verfahrensvarianten entwickelt.
2. Verfahrensparameter
Ein wesentlicher Unterschied zu den anderen Verzinkungsverfahren besteht aber nicht nur in den weitgehend automatisierten und/oder mechanisierten Verfahrensabläfen, sondern es wurden auch einige Verfahrensparameter verändert. So wird zum Beispiel meistens bei einer höheren Temperatur verzinkt als dieses bei der normalen Stückverzinkung der Fall ist (oberhalb ca. 530° statt 450° C). Eine Ausnahme dabei bildet die Feuerverzinkung von HV-Schrauben ab M27 der Festigkeitsklasse 10.9: ihre Verzinkung erfolgt bei ca. 470° C. Unmittelbar nach dem Feuerverzinken ist ein Zentrifugiern (Schleudern der Teile) vorgesehen. Durch den Schleudervorgang wird "überflüssiges" Zink von den Teilen abgeschleudert. Dadurch werden das Paßvermögen und die Gleichmäßigkeit des Zinküberzuges auf der Bauteiloberfläche verbessert. Um ein Zusammenkleben der feuerverzinkten Teile zu verhindern, erfolgt im Regelfall das Abkühlen der Kleinteile in einem Wasserbad.
Produkt- und Werkstoffabhängig werden die jeweils günstigsten Zinkbadtemperaturen oder Schleuderbedingungen ausgewählt. Maximale Größe und Gewicht der zu verzinkenden Kleinteile sind abhängig von den jeweils vorhandenen Einrichtungen, insbesondere der Aufnahmefähigkeit der Zentrifuge. Es muß deshalb bezüglich Größe und Gewicht eine Abstimmung mit der Verzinkerei erfolgen. Aufgrund der bei dieser Verfahrensvariante höheren Zinkbadtemperatur, bei der die üblichen Stahlwannen für die Aufnahme der Zinkschmelze nicht eingesetzt werden können, muß im Regelfall mit keramisch ausgekleideten Verzinkungsbädern gearbeitet werden.
In Sonderfällen wird von Feuerverzinkereien auch das Verzinken in speziellen Badlegierungen der Zinkschmelze angeboten (z.B. Zn-Al-Legierung). Hierdurch wird die Korrosionsbeständigkeit verbessert.
3. Was sind Kleinteile?
Grundsätzlich gilt auch für das Feuerverzinken von Kleinteilen mit Ausnahme der mechanischen Verbindungselemente (zum Beispiel Schrauben und Muttern) die Verzinkungsnorm DIN 50976 "Feuerverzinken von Einzelteilen (Stückverzinken)" (siehe auch Arbeitsblatt 3.1). Der Begriff des Kleinteils ist in der Norm jedoch nicht näher definiert. In der Praxis werden die Begriffe "Kleinteile" und "Schleuderware" meist synonym benutzt. Die DIN 50976 verlangt für Kleinteile, unter denen man - wie gesagt - auch geschleuderte Teile versteht, eine örtliche Dicke des Zinküberzuges von mindestens 55 µm. Soll bei geschleuderten Teilen ein dickerer Überzug aufgebracht werden, so ist dieses bei der Bestellung zu vereinbaren.
Auch Kleinteile müssen aus Werkstoffen gefertigt werden, die zum Feuerverzinken geeignet sind (siehe Arbeitsblatt 2.2). Sie müssen auch feuerverzinkungsgerecht konstruiert sein. Dabei ist nicht nur der Verzinkungstechnologie Rechnung zu tragen, sondern es sind auch die besonderen Anforderungen des Zentrifugierens zu berücksichtigen. So kann z.B. das Zentrifugieren von Hutmuttern, Rohrbögen und Bauteilen mit Sacklöchern schwierig, unter Umständen sogar unmöglich werden, da sich aus den Vertiefungen das Zink nicht zuverlässig entfernen lässt.
4. Aussehen und Oberflächenqualität
Da durch das Zentrifugieren die sog. Reinzinkschicht nahezu vollständig entfernt wird, ergeben sich bei zentrifugierten (geschleuderten) Kleinteilen meist dünnere Zinküberzüge als bei gleichartigen Bauteilen, bei denen man auf das Zentrifugieren verzichtet. Zentrifugierte Kleinteile zeigen im Regelfall nicht das silbrig glänzende Aussehen des Zinküberzuges, wie man es von der üblichen Stückverzinkung her kennt. Die Oberfläche derartiger Kleinteile weist meist ein hellgraues bis mittelgraues Aussehen des Zinküberzuges auf. Bei diesem abweichenden Aussehen, das auch beim üblichen Stückverzinken auftreten kann, handelt es sich um einen rein optischen Effekt, der keinen Maßstab für die Güte des Korrosionsschutzes darstellt. Da das Aussehen des Zinküberzuges primär werkstoff- und bauteilabhängig ist, kann es in der Praxis vom Feuerverzinker nicht nennenswert beeinflußt werden.
Bei kaltgeschlagenen oder kaltgezogenen Kleinteilen kann unter Umständen bei sehr glatten Oberflächen das Haftvermögen des Zinküberzuges verringert sein.
5. Produkte
Mechanische Verbindungselemente
Normenmäßig erfaßt sind hierbei die Gewinde von M6 bis M33.
Durch das Feuerverzinken darf die Paßfähigkeit von Gewindeteilen selbstverständlich nicht beeinträchtigt werden. Deshalb ist bei feuerverzinkten Schrauben zum Aufbringen des Zinküberzuges ein vergrößertes Gewindespiel erforderlich. Dem wird in DIN 267, Teil 10, Rechnung getragen durch entsprechend geänderte Grundabmessungen im Bolzengewinde in Verbindung mit einer Mindestdicke des Zinküberzuges von 40 µm. Die gleiche Dicke des Zinküberzuges gilt sinngemäß auch bei Unterlegscheiben, die in der Norm nicht gesondert erwähnt sind.
Muttern werden üblicherweise als Rohlinge nur mit Kerndurchgangsloch verzinkt. Da die Mutterngewinde erst nach dem Feuerverzinken in den Rohling geschnitten werden, sind sie nicht feuerverzinkt. Obwohl das Mutterngewinde unverzinkt bleibt, rostet es nicht, denn den Korrosionsschutz im unverzinkten Mutterngewinde übernimmt nach der Montage der Zinküberzug des Bolzens, der mit dem Gewinde in unmittelbarem Kontakt steht. Neben herkömmlichen Verbindungselementen dürfen auch feuerverzinkte Schrauben für HV-Verbindungen (HV=hochfest vorgespannte Verbindungen) der Festigkeitsklasse 10.9 eingesetzt werden - allerdings nur als komplette Garnituren desselben Herstellers. In einigen Anwendungsbereichen sind besondere Anforderungen bei der Verwendung hochfester feuerverzinkter Schraubenverbindungen zu beachten.
Nägel, Stifte, Scheiben, Haken usw.
Der altbekannte Nagel heißt fachlich korrekt heute Drahtstift. Zum Feuerverzinken gelangen die unterschiedlichsten Formen und Abmessungen von Stiften. Da es bei Kleinteilen aufgrund einer ungünstigen Form hin und wieder vorkommen kann, daß nach dem Feuerverzinken einzelne Stücke durch das Zink miteinander verlötet werden, sollte der zulässe Anteil von solchen "zusammenklebenden" Teilen im Einzelfall vereinbart werden.
Kleinteile aus Formstahl, Stabstahl und Blech
Kleinteile dieser Rubrik gibt es in den vielfältigsten Formen und Abmessungen. Typische Vertreter sind Schellen, Scharniere, Seilklemmen usw.
Auch hier gilt, daß die verwendeten Werkstoffe und gefertigten Konstruktionen zum Feuerverzinken geeignet sein müssen.
Ketten
Ketten werden, soweit dies gewichtsmäßig zu beherrschen ist, um einen gleichmäßen Zinküberzug sicherzustellen und ein Verlöten der einzelnen Kettenglieder zu verhindern, ebenfalls nach dem Feuerverzinken zentrifugiert. Schwere Ketten mit großen Längen sind mitunter zu groß um sie zu zentrifugieren, hier muß man dann auf das herkömmliche Verfahren der Stückverzinkung zurückgreifen.
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