Galvanisches Verzinken

Das Aufbringen eines metallischen Überzuges aus Zink auf Stahl wird üblicherweise als Verzinken bezeichnet. Das Verzinken von Stahl erfolgt durch unterschiedliche Verfahren mit unterschiedlichen Eigenschaften – Verzinken ist nicht gleich Verzinken. Die Verzinkungsverfahren unterscheiden sich jedoch durch die Schichtdicke und Herstellung des Zinküberzuges und den hierdurch bedingten Einfluss auf die Schutzdauer und mechanische Belastbarkeit.

Es gibt viele verschiede Verzinkungsverfahren wie z.B.:

• Diskontinuierliches Feuerverzinken (Stückverzinken)
• Kontinuierliches Feuerverzinken
• galvanisches Verzinken
• Thermisches Spritzen mit Zink
• Dünnschichtverzinken.

Zink ist neben Nickel und Chrom eines der wichtigsten Metalle der Galvanotechnik. Galvanisch abgeschiedenes Zink schützt Stahl vor Korrosion durch den so genannten kathodischen Korrosionsschutz, bei dem sich die Zinkschicht in Kontakt mit dem Eisenwerkstoff (beispielsweise durch Poren oder Risse in der Oberfläche infolge einer mechanischen Beschädigung) auflöst und damit die Auflösung des Eisenwerkstoffes verhindert.

Die Abscheidung erfolgt heute vorwiegend aus sauren und alkalischen Zinklösungen. Die üblichen Schichtdicken von galvanisch abgeschiedenem Zink liegen zwischen etwa 5 µm und bis zu 30 µm. Die Abscheidung erfolgt bei der galvanischen Verzinkung sowohl auf großen Teilen, die einzeln an Gestellen befestigt den galvanischen Prozess durchlaufen, als auch auf kleinen Massenteilen, die in Körben oder Trommeln bearbeitet werden. Auf diese Weise werden große Stückzahlen von Verbindungselementen (Schrauben, Nieten) vor allem für den Automobil- und Maschinenbau mit Zink beschichtet.

Zink

Galvanische Zinküberzüge werden für den kathodischen Korrosionsschutz von Stahl und Zinkdruckguss-Bauteilen eingesetzt. Die Zink-Beschichtung löst sich bevorzugt auf und schützt dadurch das Bauteil vor korrosivem Angriff. Der Korrosionsangriff auf die Zinkoberfläche kann durch den Einsatz von gezielten Nachbehandlungen stark verlangsamt werden.

Die galvanische Zinkabscheidung erfolgt in sauren oder alkalischen Elektrolyten. Die Schichtdicken liegen in der Regel zwischen 8 und 15 µm. Der Glanzgrad der Oberfläche kann durch die Zugabe von organischen Substanzen von matt bis glänzend eingestellt werden. Die Zinküberzüge sind so duktil, dass sie sich im Allgemeinen mit dem Grundmaterial verformen lassen, was jedoch bei Verwendung eines sehr hohen Glanzgrades etwas nachlässt.

Zink-Eisen

Zink-Eisen-Oberflächen haben typischerweise Schichtstärken von 8 µm bis 10 µm. Diese Schichten erreichen problemlos 480 h im Salzsprühnebeltest gegen Rotrost.

Abhängig von den dekorativen Anforderungen kann die Zink-Eisen-Oberfläche metallisch silbergrau oder schwarz passiviert werden. Eine anschließende Behandlung mit Gleitmittel oder Versiegelung ist möglich; die Haftung von Lacken auf Zink-Eisen ist ausgezeichnet. Die Wasserstoffversprödung durch den Beschichtungsprozess kann durch eine anschließende Wärmebehandlung vermieden werden, so dass dieses Verfahren auch für hochfeste Stahlsorten in Frage kommt.

Zink-Nickel

Zink-Nickel kann durch Wärmebehandlung wasserstoffentsprödet werden. Dabei hat Zink-Nickel den Vorteil, dass dies im rationellen Einstufenverfahren möglich ist, da die Wärmebehandlung keinen negativen Einfluss auf die Passivierung hat. Zink-Nickel wird überwiegend bei Bauteilen in der Automobilindustrie eingesetzt – vorzugsweise im Motor- und Fahrwerksbereich, in Zonen mit hoher Korrosionsbeanspruchung. Darüber hinaus gibt es Anwendungen in Nutzfahrzeugen und im Maschinenbau bzw. in der Hydraulikindustrie.

Neben reinem Zink wird seit einigen Jahren in verstärktem Maße Zink-Nickel mit einem Nickelanteil von etwa 15 % abgeschieden. Die Schicht besitzt eine höhere Härte und bessere Korrosionsbeständigkeit als reines Zink, ist allerdings in der Herstellung durch den Einsatz von Nickel (deutlich teurer als Zink) mit einer kostenintensiveren Handhabung und höheren Chemiekosten teurer. Daneben wird Zink-Eisen verwendet, das durch eine Nachbehandlung direkt im Anschluss an die galvanische Abscheidung gute Möglichkeit zur Herstellung von schwarzen Schichten bietet. Zink-Eisen ist zwar kostengünstiger als Zink-Nickel, aber auch weniger korrosionsbeständig und weicher.

Nachfolgend werden die Schritte des galvanisch Verzinkens kurz erläutert:

1. Abkochentfettung: Im ersten Schritt werden Fette, Öle, Schmiermittel, Späne, Schleifstaub usw. in einem 70°C heißen Becken vom Material entfernt.

2. Spülen: Anschließend wird das Material gespült.

3. Beizen: Beim Beizen wird das Material in einem Säurebad von Rost und Zunder entfernt, manchmal ist mehrmaliges Beizen notwendig.

4. Elektrolytische Entfettung: Bei der elektrolytischen Entfettung werden die letzten kleinen Verunreinigungen am Material mithilfe von Strom entfernt. Dabei sprengen die Bläschen, welche durch die elektrolytische Entfettung entstehen, die Verunreinigungen vom Material weg. Dies ist der letzte Schritt der Vorbehandlung.

5. Spülen: Das Material wird vor der Verzinkung noch einmal gespült.

6. Zinkbad: Im Zinkbad wird Zink mittels Strom auf das Material abgeschieden. Dabei wird möglichst reines Zink an der Anode durch Strom in das Salzwasser im Zinkbecken gelöst, der Metallwerkstoff wird als Kathode in die Elektrolytlösung getaucht und so mit Zink überzogen. Die Standardschichtdicke beträgt im Regelfall 8-12 µm.

7. Spülen: Das nun galvanisch verzinkte Material wird nachgespült.

8. Passivierung / Chromatierung: Bei der Passivierung bzw. Chromatierung wird die Zinkschicht durch Metallsalzlösungen benetzt um so den Korrosionsschutz zu verbessern. Sofern das Material einen besonders ausgeprägten Korrosionsschutz erhalten soll, ist eine Dickschichtpassivierung zu empfehlen.

9. Spülen: Nach der Passivierung bzw. Chromatierung wird das Material ein letztes Mal gespült.

10.Trocknen: Abschließend wird das Material getrocknet und die Auslieferung des Materials an den Kunden vorbereitet.

Die Verzinkung ist ein kostengünstiges und das am häufigsten angewandte Verfahren der galvanischen Oberflächenbehandlung. Sie sichert Stahlteile vor zerstörenden korrosiven Einflüssen. Sowohl in der Automobilindustrie als auch in vielen anderen Bereichen der Wirtschaft, wo es auf hohe Korrosionsbeständigkeit ankommt, spielt diese Technologie eine große Rolle. Wir können ein breites Spektrum von Stahlsorten, auch Gusseisen und Sintermetall, galvanisch verzinken. Für die Behandlung von Schüttgut (Kleinteilen) setzen wir in der Trommelverzinkung einen warmarbeitenden, sauren Zinkelektrolyten ein. Ein Nachschneiden von Gewinden ist nicht erforderlich.

Vorteile der galvanischen Verzinkung auf einen Blick:

• Vielseitige Anwendung
• Kostengünstiges Verfahren
• Hohe Korrosionsbeständigkeit
• Ausgezeichnete Weiterverarbeitung

Verzinken ist nicht verzinken. Die Verzinkungsverfahren unterscheiden sich durch unterschiedliche Schichtdicken und weitere Korrosionsschutzeigenschaften. Nicht jedes Verzinkungsverfahren ist so langlebig und robust wie eine galvanisches Verzinkung.

Wir stehen Ihnen gerne jederzeit für Fragen oder einer ausführlichen Beratung zur Verfügung. Unsere Experten helfen gerne.