Feuerverzinken als Stückverzinkung

Man unterscheidet zwei Verfahren – das Trockenverzinken und das Nassverzinken.

(1) Trockenverzinken

Verfahren, nach dem Werkstücke aus Stahl, Gusseisen oder Temperguss nach Säuberung der Oberfläche durch Beizen (ggf. nach vorherigem Entfetten) und Eintauchen in ein Flussmittel mit anschließender Trocknung in ein Bad aus geschmolzenem Zink (Zinkschmelzbad) eingeführt und nach kurzer Zeit wieder herausgezogen werden.

(2) Nassverzinken

Hierbei werden die Werkstücke nach dem Beizen im nassen Zustand in die eine Hälfte des Zinkschmelzbads eingetaucht, dessen Oberfläche mit einer Schmelze von Salzen bedeckt ist, die in gleicher Zusammensetzung auch in der obigen Flussmittellösung verwendet werden. Unter einer in der Badmitte befindlichen Trennwand hindurch werden die Werkstücke mit Zangen oder auf anderem mechanischem Weg in die andere Hälfte des Bades gebracht, dessen Oberfläche freiliegt, und hier herausgezogen. Es können auch Werkstücke aus Gusseisen, Temperguss, Kupfer, Messing und Bronze verzinkt werden. Die Oberflächen werden dabei metallisch rein gebeizt, dann wird eine dünne Zinkschicht darauf erzeugt, indem die Werkstücke in eine schwach mit Salzsäure angesäuerte konzentrierte Chlorzinklösung getaucht werden. Nach ein bis zwei Minuten treten Wasserstoffbläschen auf, welche die Umsetzung anzeigen. Danach werden die Stücke getrocknet und im Zinkbad verzinkt.

Gleichmäßigkeit der Auflage

Als Ursache für Ungleichmäßigkeiten liegt die fehlerhafte Vorbereitung der zu verzinkenden Oberfläche an erster Stelle. Diese muss frei von Öl, Fett und Farbe sein, weil sonst die Beize nicht angreift und die Werkstücke nicht zunderfrei werden. Evtl. vorhandenes Fett wird beim Herausziehen aus der Beize wieder mitgenommen und behindert die Benetzung im Zinkbad. Dies führt zum Abperlen, zur Wolken- und Gardinenbildung. Wenn das Flussmittel verbraucht ist oder falsch zusammengesetzt wurde, kann es zu ähnlichen Erscheinungen kommen. Auch die Stahlqualität (Seigerungen usw.) kann sich hier auswirken. Bei der so genannten Kupfersulfatprobe wird die verzinkte Probe in eine Kupfersulfatlösung gelegt, die das Zink unter Abscheidung schwarzen, schwammigen Kupfers auflöst. Vom Zink lässt sich dieses Kupfer abwischen. Sobald aber die Eisenoberfläche freigelegt ist, scheidet sich das Kupfer hierauf als fester roter Niederschlag ab. So kann man die dünnen Stellen der Zinkauflage finden, indem man Tauchungen von je einer Minute prüft.

Nachbehandlung

Mit der Zeit verliert die feuerverzinkte Oberfläche das metallisch glänzende Aussehen, indem sich unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit und ihres Gehaltes an Kohlendioxid basische Zinkkarbonate als Schutzschicht bilden. In Industrieluft können auch basische Sulfate und in Seeluft basische Chloride entstehen. Starke Feuchtigkeit bei Lagerung und Transport (Kondensat) führt zur Beschleunigung dieses Vorganges, und es bilden sich grau-weiße Oxidationsprodukte, die als Weißrost bekannt sind. In diskontinuierlichen Verfahren (Stückverzinkung) werden feuerverzinkte Oberflächen üblicherweise nicht nachbehandelt. Grundsätzlich ist es jedoch auch da möglich, durch Ölen, Tauchen in sperrschichtbildende Emulsionen oder durch Auftragen farbloser Lacke das metallisch glänzende Aussehen für einen gewissen Zeitraum zu erhalten. Auch das Chromatieren nach DIN 50941 bzw. das Phosphatieren nach DIN 50942 sind im weiteren Sinne als Nachbehandlung anzusehen.

Rückstände

Bei der Trockenverzinkung bildet sich an der Badoberfläche infolge Einwirkung der Luft Zinkoxid und aus den beim Abkochen des Flussmittels entstehenden Rückständen eine pulverige “Zinkasche”, die beim Abstreifen vor dem Ziehen der Werkstücke an die Schmalseiten des Kessels geschoben wird. Wenn sich eine die Arbeit störende Menge gebildet hat, wird sie mit flachen, gelochten Schöpflöffeln abgehoben.

Bei der Nassverzinkung wird die Flussmitteldecke im Lauf der Arbeit verbraucht und reichert sich mit Zinkoxid an. Neue Flussmittel zur Auffrischung wirken nur eine Zeit lang. Die verbrauchte “Salmiakschlacke” muss also mit Schöpflöffeln entfernt und durch neue ersetzt werden. Die mitgeschöpften Zinkgranalien können in einer Kugelmühle gemahlen und dem Bad wieder zugeführt werden (Hartzink). Alle Rückstände werden von der chemischen Industrie auf Zinkoxid (Farbpigment) oder andere zinkhaltige Verbindungen hinverarbeitet. Zinkschicht: Die erreichte Schichtdicke des Zinküberzuges hängt u. a. von den Stahleigenschaften sowie besonders von der Tauchdauer ab. Sie beträgt nach der Norm mindestens 50 μm, üblicherweise liegt sie zwischen 80 und 100 μm. Davon entfallen auf die Legierungsschichten zwischen Stahl und Zink etwa 1/3 bis 1/2. Die Anforderungen an den Zinküberzug sowie die Prüfungen sind in DIN EN ISO 1461 geregelt.

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