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Zink als effektiver Korrosionsschutz
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Zink fürs Leben
Texte vom Institut Feuerverzinken GmbH
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Feuerverzinken von Einzelteilen aus Stahl
Die sechs Schritte zum sicheren
Korrosionsschutz
1. Das Verfahren
Feuerverzinken heißt, Stahl nach entsprechender Vorbehandlung durch Tauchen in eine flüssige Zinkschmelze an der Oberfläche zu legieren und mit Zink zu überziehen. Hierbei unterscheidet man zwischen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Verfahren. Die nachstehenden Angaben beziehen sich auf das Stückverzinken, also das diskontinuierliche Feuerverzinken von Einzelteilen.
Im Prinzip hat sich seit Sorels Zeiten am Stückverzinkungsverfahren nicht viel geändert. Metallisch blanke Oberflächen der zu verzinkenden Teile sind eine unabdingbare Voraussetzung, die man auch heute noch durch Beizen in verdünnter Mineralsäure und eine daran anschließende Flußmittelbehandlung erreicht. Der nachfolgend beschriebene Verfahrensablauf gilt grundsätzlich für alle Stückverzinkungen. Durch die Spezialisierung einzelner Verzinkereien können kleine Abweichungen vorkommen. Hierdurch wird das Verzinkungsergebnis nicht beeinflußt. Entscheidend ist, daß eine Feuerverzinkung normgerecht ausgeführt wird.
2. Die Verfahrensschritte
Nach der Anlieferung und Eingangsprüfung der zu verzinkenden Teile werden die Werkstücke zunächst zu Chargen möglichst ähnlicher Bauteile zusammengestellt, damit ein wirtschaftliches Feuerverzinken gewährleistet ist. Der Vorbehandlung des Verzinkungsgutes kommt eine entscheidende Bedeutung zu. Folgende Schritte gehören zum Verzinkungsprozess:
- Entfetten/Spülen
Teile, die Rückstände von Fetten und Ölen aufweisen, können in einem Entfettungsbad oder auf andere geeignete Weise gereinigt werden. Zur Entfettung werden üblicherweise wässrige alkalische oder saure Entfettungsmittel verwendet. Anschließend erfolgt ein kurzes Spülen in einem Wasserbad.
- Beizen/Spülen
Nach dem Entfetten und Spülen ist eine Beizbehandlung zur Entfernung von arteigenen Verunreinigungen (z.B. Rost und Zunder) von der Stahloberfläche notwendig. Das Beizen erfolgt üblicherweise in verdünnter Salzsäure. Die Dauer des Beizvorgangs richtet sich nach dem Verrostungsgrad des Verzinkungsgutes. Beschichtungen, Signierungen, Ziehhilfsmittel, Schweiß-Sprayfilme und Schweißrückstände werden beim Beizen jedoch nur unvollständig beseitigt. Deshalb müssen sie vor dem Beizen entfernt werden. Nach dem Beizen erfolgt ein erneuter Spülvorgang in einem Wasserbad, um Säure- und Salzreste zu entfernen.
- Fluxen
Dem Spülbad schließt sich das Flußmittelbad an. Das Flussmittel hat die Aufgabe, eine letzte, intensive Feinreinigung der Stahloberfläche vorzunehmen. Ähnlich wie der Einsatz von Flussmitteln bei Lötverbindungen erhöht das Flussmittel beim Verzinken die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink. Das Flussmittel besteht meistens aus einer wässrigen Lösung aus Zink- und Ammoniumchlorid.
- Trocknen
In den meisten Fällen folgt dann eine Trockenstation, in welcher der Flussmittelfilm mittels Wärme aufgetrocknet wird.
- Feuerverzinken
Nach der Flussmittelbehandlung bzw. dem Trocknen wird das Verzinkungsgut in die flüssige Zinkschmelze getaucht. Zink hat eine Schmelztemperatur von 419°C; die Betriebstemperatur eines Verzinkungsbades liegt jedoch in den meisten Betrieben zwischen 440°C und 460°C; in besonderen Fällen auch bei mehr als 530°C (Hochtemperaturverzinkung).
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.
- Abkühlen, Kontrollieren
Die frisch feuerverzinkten und noch sehr heißen Stahlteile müssen nun abkühlen. Je nach Stahlwerkstoff, Art der Konstruktion und betrieblichen Gegebenheiten kann dieses im Wasser oder in der Luft erfolgen. Danach wird das feuerverzinkte Material geprüft, entsprechend dem Auftragsinhalt wieder zusammengestellt und an den Auftraggeber ausgeliefert.
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