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Verzinkung bei Metallteilen

Feuerverzinken ist das Aufbringen eines metallischen Zinküberzugs auf Eisen oder Stahl durch Eintauchen in geschmolzenes Zink (bei etwa 450 °C). Dabei bildet sich an der Berührungsfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht. Feuerverzinken ist eine von mehreren Methoden, um zu verzinken. Bei der Feuerverzinkung wird zwischen (diskontinuierlicher) Stückverzinkung und kontinuierlicher Bandverzinkung unterschieden.

Eigenschaften

Die Zinkschicht ist im frischen Zustand in der Regel hellglänzend. Im Laufe der Zeit bildet sie infolge der Korrosion des Zinks eine Patina aus und wird in ihrem Erscheinungsbild dunkler und matter. Die Patina ist eine witterungsbeständige Schutzschicht aus Zinkoxid und Zinkcarbonat. Ist der Luft- und damit der Kohlendioxid-Zutritt eingeschränkt, entsteht der unerwünschte Weißrost.

Eine Feuerverzinkung bietet sowohl einen aktiven als auch passiven Korrosionsschutz. Der passive Schutz erfolgt durch die Barrierewirkung des Zinküberzuges. Der aktive Korrosionsschutz entsteht aufgrund der kathodischen Wirkung des Zinküberzuges: Gegenüber edleren Metallen wie Eisen (siehe Spannungsreihe) dient Zink als Opferanode, die das darunter liegende Eisen solange vor Korrosion schützt, bis sie selbst vollständig korrodiert ist.

Abhängig von der Dicke des Zinküberzuges kann eine Feuerverzinkung eine unterschiedliche lange Schutzdauer erreichen. Im Stückverzinkungsverfahren hergestellte Zinküberzüge zeichnen sich durch dickere Zinkschichten als im Bandverzinkungsverfahren hergestellte Zinküberzüge aus. „Stückverzinkte“ Überzüge erreichen deshalb einen jahrzehntelangen wirtschaftlichen Korrosionsschutz ohne Wartungsaufwand. Laut der vom deutschen Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung herausgegebenen Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen zur Lebenzyklusanalyse des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen (BNB)“ erreichen stückverzinkte Bauteile eine Nutzungsdauer von zumeist mehr als 50 Jahren. Hinweise zur Schutzdauer feuerverzinkter Überzüge in unterschiedlichen Korrosivitätskategorien gibt auch Tabelle 2 der EN ISO 14713-2.

Die Schutzdauer einer Feuerverzinkung kann durch einen zusätzlichen Farbanstrich („Duplexsystem“) weiter verbessert werden.

Stückverzinkung

Unter Stückverzinken versteht man das Feuerverzinken von (meist) größeren Stahlteilen und -konstruktionen. Dabei werden Rohlinge oder fertige Werkstücke nach einer Vorbehandlung einzeln in das Schmelzbad getaucht. Durch das Tauchen werden auch Innenflächen, Schweißnähte und unzugängliche Stellen gut erreicht. Beispiele für Stückverzinken: Schutzplanken (Leitplanken), Geländer, Außentreppen, PKW-Anhänger, LKW-Auflieger, Teile für Stahlhallen, Stahl-Glas-Gebäude und Parkhäuser.

Die Stückverzinkung wird bei allen Zierzäunen, Gabionen, Ranksäulen und Toranlagen durchgeführt, die wir herstellen. In unseren Produktbeschreibungen finden sie diese Verzinkung unter dem Stcihwort „Feuerverzinken“.

Sendzimirverzinkung

Die Kontinuierliche Bandverzinkung ist auch unter der Bezeichnung Sendzimirverfahren (benannt nach Tadeusz Sendzimir) bekannt. Bandverzinkungsanlagen kombinieren den Prozess des Feuerverzinkens mit dem des Glühens. Sie bestehen aus einer Einlaufzone, einer Behandlungszone und einer Kühlzone.

Ausgangsmaterial ist in der Regel ungeglühtes kaltgewalztes Stahlband (0,4 bis 4 mm dick, 400 bis 1800 mm breit), das zu einem Coil (Bund) aufgewickelt ist. Die Bandlänge eines solchen Coils kann bis zu 3000 m betragen. Im Einlaufteil wird das Stahlband vom Coil abgewickelt. Zwei Abwickelhaspeln und eine Schweißmaschine ermöglichen die Herstellung von Endlosbändern, so dass die Anlage kontinuierlich gefahren werden kann.

Der eigentliche Behandlungsteil besteht aus dem Durchlaufofen, dem Schmelzbad, einer Vorrichtung zur Einstellung der Zinkauflage und der Kühlung. Der Durchlaufofen ist unterteilt in die direkte beheizte Vorwärmzone, die indirekt beheizten Reduktions- und Haltezonen, sowie die Kühlzone. In der Vorwärmzone wird das Band schnell auf etwa 450-650 °C erwärmt. Dieser Teil wird auch Oxidationszone genannt. Hier erfolgte eine oxidative Reinigung des Bandes, beispielsweise durch Abbrennen von Emulsionsrückständen aus dem Kaltwalzen. In der Reduktions- und Haltezone wird das Band weiter in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre (Formiergas: etwa 25 bis 28 % Wasserstoff in Stickstoff) auf etwa 800 °C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten. Das Band wird kontinuierlich geglüht, dabei werden durch Rekristallisation des Stahls die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffs eingestellt. Daneben werden in der Vorwärmzone gebildete Eisenoxide reduziert. Die nachfolgende Kühlzone ist durch eine Schleuse (Rüssel) mit dem Schmelzbad verbunden. In der Kühlzone wird das Band unter Schutzgas auf eine Temperatur nahe der Schmelzbadtemperatur abgekühlt.

Das Band taucht schräg nach unten in das Schmelzbad (Badtemperatur bei Zink etwa 460 °C) ein, wird durch eine Rolle im Bad nach oben umgelenkt und verlässt das Schmelzbad wieder. Beim Austritt aus dem Bad reißt das Band eine von der Bandgeschwindigkeit abhängige Metallmenge mit sich, die weit über der gewünschten Überzugsdicke (Auflage) liegt. Das noch flüssige überschüssige Überzugsmetall wird im sogenannten Düsenabstreifverfahren mit einem gerichteten Luftstrahl aus einer breiten Flachdüse auf der Vorder- und Rückseite abgestreift. Die so einstell- und regelbare Überzugsdicke hängt von der Bandgeschwindigkeit, dem Abblasdruck und dem Düsenabstand vom Band ab (Hierzu siehe auch: Elektromagnetische Bandstabilisierung). Danach wird das Band durch Jetkühler mit Luft abgekühlt, wobei der metallische Überzug auf der Bandoberfläche erstarrt. Die dabei gebildete Kristallstruktur und deren Aussehen hängt von der Art des Überzugs und den Bedingungen des Erstarrungsvorgangs ab.

Das Sendzimirverfahren wird bei den in Großserie gefertigten Gittermatten angewendet, sofern eine zusätzliche Farbbeschichtung erfolgt.

Vergleichstabelle – Schichtdicke

Stückverzinkung: je nach Materialstärke 56 – 70 µm

Sendzimierverzikt: ca 7-10 µm

Feuerverzinkter Torpfosten
Frisch aus der Verzinkung


Sendzimierverzinkte Rohre