Maass P., Peissker P. (ред.) Handbuch Feuerverzinken
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P. Maaß
I
Fehlererscheinungen im Zinküberzug bzw. am feuerverzinkten
Werkstück
Das Bildmaterial dieses Abschnittes wurde vom Verband der Deutschen Feuerver-
zinkungsindustrie und dem Gemeinschaftsausschuss Verzinken zur Verfügung
gestellt sowie der folgenden Literatur entnommen:
Friehe, W.: DIN; Beuth-Kommentare, Korrosionsschutz; Feuerverzinken von
Einzelteilen (Stückverzinken), Kommentar zur DIN 50976. DIN Deutsches Institut
für Normung e. V. (Hrsg.). Berlin, Köln: Beuth Verlag
Horstmann, D.: Fehlererscheinungen beim Feuerverzinken, 2. Aufl. Max-Planck-
Institut für Eisenforschung GmbH und Gemeinschaftsausschuß e. V. (Hrsg.).
Düsseldorf: Verlag Stahleisen 1983
Kendler, E., P. Maaß und P. Peißker: Fehlerkatalog feuerverzinkter Konstruktionen.
Dresden: Zentralstelle für Korrosionsschutz, Heft 11, 1973
13.1
Anforderungen an den Zinküberzug
Nach DIN EN ISO 1461 werden folgende Anforderungen an den Zinküberzug
gestellt:
Konstruktion
Vor der Fertigung sollte im Zweifel der Rat des Verzinkungsbetriebes hinzugezogen
werden, um Absprachen über Konstruktionsmerkmale zu erlangen (Fachbetriebe).
Absprachen bzw. Informationen zwischen den Partnern über:
I
nachfolgende Beschichtungen zur besonderen Beachtung,
I
das gewählte Ausbesserungsverfahren, wenn anschließend
beschichtet werden soll,
I
nachfolgende Haftfestigkeitsprüfungen.
13
Anhang
431
Werkstückeigenschaften
Ob der angelieferte Stahl bzw. Gusswerkstoff zum Verzinken geeignet ist, sollten
Muster oder Informationen klären. Schwefelhaltige Automatenstähle sind in der
Regel nicht zum Feuerverzinken geeignet. Reaktive Elemente, wie z. B. Si und P
haben einen erheblichen Einfluss auf Farbe und Ausbildung der Zinkschicht.
Alle angelieferten Oberflächen sollten frei von artfremden Verunreinigungen, wie
z. B. Öle, Fette oder Schlacken sein, da diese durch die üblichen Beizverfahren nicht
entfernt werden können. Sollten sie doch vorhanden sein, so ist deren Entfernen
vorher abzustimmen. Gussteile sollten generell gestrahlt oder speziell gebeizt
werden.
Eigenschaften des Überzuges
Aussehen
I
Alle wesentlichen Flächen müssen fürdasunbewaffneteAuge
frei von Fehlstellen sein.
I
Farbe und Rauheit sind relative Begriffe und deshalb kein
Reklamationsgrund, Weißrost in leichter Form ebenso nicht.
I
Flussmittel- und Zinkascherückstände sind nicht zulässig.
I
Zinkspitzensindzuentfernen,wennvonihneneineVer-
letzungsgefahr ausgeht.
Schichtdicke
Die Dicke des Zinküberzuges muss den Angaben der DIN EN ISO 1461, Tabelle 2,
Schichtdicken und entsprechende flächenbezogene Massen, entsprechen.
Ausbesserungen
Fehlstellen dürfen nicht mehr als 0,5% der Oberfläche betragen und ein Bereich
ohne Überzug darf nur 10 cm
2
betragen (ohne Überdeckung).
Zugelassene Ausbesserungsverfahren (gleichrangig, nach Wahl des Verzinkungs-
betriebes):
I
Thermisches Spritzen von Zink,
I
zinkstaubhaltige Beschichtungen (Bindemittel beachten),
I
Lote auf Zinkbasis.
Schichtdicke der Ausbesserung: 30 µmzusätzlich zur Umgebung.
Haftvermögen
„Der Zinküberzug muss genügend fest auf dem Grundwerkstoff haften, um die
beim sachgemäßen Transport, bei sachgemäßerMontageundbeibestimmungs-
gemäßem Gebrauch feuerverzinkter Werkstücke auftretenden mechanischen
Belastungen auszuhalten.“
13 Anhang
432
13.2 Beurteilungskriterien feuerverzinkter Überzüge auf Stahlkonstruktionen
13.2
Beurteilungskriterien feuerverzinkter Überzüge auf Stahlkonstruktionen
Beurteilungskriterien feuerverzinkter Überzüge sind
I
Schichtdicke und Gleichförmigkeit,
I
Haftfestigkeit,
I
Sprödigkeit,
I
Aussehen,
I
Fehler, die auf Konstruktion und Herstellung des zu ver-
zinkenden Werkstückes zurückzuführen sind und
I
Fehler, die als Prozessfehler beim Feuerverzinken auftreten
können.
Aussehen, Dicke und Struktur des Zinküberzuges werden wesentlich beeinflusst
I
von der chemischen Zusammensetzung des Grundwerkstof-
fes,
I
von der Oberflächenbeschaffenheit des Grundwerkstoffes,
I
von der feuerverzinkungsgerechten Konstruktion,
I
von der feuerverzinkungsgerechten Herstellung,
I
von Geometrie und Masse des Werkstückes und
I
von den Feuerverzinkungsbedingungen.
Die Grundlage fürdiePrüfung und Abnahme von feuerverzinkten Konstruktionen
stelltdieDINENISO1461„Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte
Zinküberzüge (Stückverzinken)“ dar.
Die fehlerfreie Ausführung der Verzinkung wird in der Regel durch eine
Sichtprüfung (visuelle Prüfung) mit dem „unbewaffneten“ Auge, d. h. ohne
Zuhilfenahme einer Lupe, eines Mikroskops oder sonstiger Hilfsmittel nachge-
wiesen. Eine Feuerverzinkung besitzt in der Regel keine verdeckten Mängel, Fehler
sind sofort erkennbar. Daher ist eine Sichtprüfung zumeist ausreichend.
Prüfpunkte sind dabei u. a.:
I
ist die Lieferung vollständig?
I
sind unverzinkte Flächen vorhanden?
I
sind Schadstellen fachgerecht ausgebessert?
I
sind keine Transportschäden vorhanden?
I
wurden scharfkantige Spitzen entfernt?
I
sind Reste von Flussmitteln oder Zinkaschen entfernt?
I
weist das Bauteil sonstige erkennbare Schäden auf?
Dunkel und hellgraue Stellen, z. B. netzförmige Muster von grauen Bereichen oder
geringe Oberflächenunebenheiten sind gemäß Norm ebenso wie Weißrost kein
Mangel und damit kein Grund zur Zurückweisung. Werden hier höhere, über die
Norm hinausgehende Anforderungen an den Zinküberzug gestellt, so sind diese
ausdrücklich in die Ausschreibung aufzunehmen bzw. mit dem Verzinker abzu-
sprechen.
Durch Feuerverzinken hergestellte Zinküberzüge sind im Allgemeinen hell
glänzend, und durch die Erstarrungsstruktur der äußeren Zinkschicht treten
Zinkblumen auf.
433
Bei zusammengesetzten Werkstücken mit verschieden großen Wärmeinhalten
können Werkstücke mit größerem Wärmeinhalt durch das Durchwachsen der
Eisen-Zink-Legierungsschicht bis zur Oberfläche grau sein. Zinküberzüge mit
kritischen Siliciumgehalten zwischen 0,03–0,12% sowie bei Gehalten über 0,30%
sind häufig grau. Die Ursache ist das Durchwachsen der Eisen-Zink-Legierungs-
schichten bis zur Oberfläche. Gleichzeitig entstehen dickere Überzüge, da die
Reaktion Eisen-Zink besonders rasch abläuft. Der Korrosionsschutzwert ist durch
die dickere Zinkschicht höher, jedoch ist damit eine Verringerung des Haftvermö-
gens des Zinküberzuges auf den Stahl verbunden.
Die Feuerverzinkung ist heute ein modernes Dienstleistungsverfahren. Erzeug-
nisse des Stahlbaues, der metallverarbeitenden Industrie und des Handwerks
werden nach modernen technologischen Bedingungen dauerhaft vor Korrosion
geschützt; trotzdem lassen sich Fehler, die nachfolgend beschrieben werden, nicht
gänzlich vermeiden.
13.3
Wesentliche Fehler im Zinküberzug bzw. am feuerverzinkten Werkstück
Entsprechend dem Charakter dieses Buches soll auf wesentliche Fehler aufmerksam
gemacht werden.
Ausführliche Beschreibungen sind der Literatur zu entnehmen.
Es werden unterschieden und mit dem entsprechenden Buchstaben (a, b, c)
gekennzeichnet:
a) Fehlererscheinungen,
b) Fehlerursachen,
c) Fehlerabstellung.
Nachfolgend werden die einzelnen Fehler behandelt.
13.3.1
Fehler, die in der Konstruktion des Werkstückes ihre Ursache haben
Anhäufungen
a) Zinkanhäufungen an Stellen, von denen das Zink beim Ausziehvorgang nicht
ungehindert und schnell auslaufen kann (Ecken, Kanten usw.).
13 Anhang
434
b) – Keine feuerverzinkungsgerechte Konstruktion,
– falsche Tauchtechnologie.
c) Konstruktion und Tauchtechnologie so gestalten, dass das schmelzflüssige
Zink ungehindert und schnell die Oberfläche der Bauteile berührt und
während des Ausziehvorganges ungehindert und schnell ablaufen kann.
Zugelaufene Bohrungen
a) Bohrungen sind teilweise oder vollkommen mit Zink zugelaufen.
b – Lochdurchmesser zu gering,
– Schichtaufmaß beachten,
– falsche Tauchtechnologie.
c) – Lochdurchmesser genügend groß wählen,
– Schichtaufmaß beachten,
– Bauteile so tauchen, dass das Zink aus den Bohrungen auslaufen kann.
Lötbruch
a) Entstehen von Rissen im zu verzinkenden Werkstück während des Feuer-
verzinkens; die Risse verlaufen entlang der Korngrenzen des Stahls.
b) Ursache sind Zugspannungen im Werkstück, die eine bestimmte Höhe
überschreiten und während des Feuerverzinkens nicht abgebaut werden.
13.3 Wesentliche Fehler im Zinküberzug bzw. am feuerverzinkten Werkstück
435
c) Zugeigenspannungen in den Oberflächenbereichen des Werkstückes sind
vor dem Feuerverzinken durch Spannungsarmglühen oder spannungsfreie
Werkstoffe zu beseitigen.
Grat
a) unverzinkte Stellen an Bohrungen, Durchbrüchen usw.
b) Bohrungen, Durchbrüche usw. an Bauteilen, die vor dem Feuerverzinken mit
Grat behaftet sind, tragen nach dem Feuerverzinken einen feuerverzinkten
Grat, der äußerst spröde ist und bei geringster mechanischer Beanspruchung
zum Abplatzen neigt.
c) Verwendung einwandfreier Werkzeuge, die gratfrei arbeiten, bzw. vor dem
Feuerverzinken entgraten.
Geschlossene Hohlkörper
a) Deformierung der Bauteile infolge Explosion.
b) In Hohlräumen eingeschlossene Luft führt beim Eintauchen des Bauteils in
dieSchmelzeinfolgeDruckerhöhung zur Explosion.
c) Beachtung der Festlegungen der Schriftenreihe „Feuerverzinkungsgerechtes
Konstruieren und weitere technische Hinweise zum Feuerverzinken (Hohl-
körper)“.
13 Anhang
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Verbrannter Guss
a) Raue und ungleichmäßige, z. T. von schwarzen Stellen durchsetzte Zink-
überzüge.
b) Beim Tempern von Gussteilen können die Oberflächenschichten durch eine
innere Oxidation verändert werden.
Es bilden sich ungleichmäßige Zinküberzüge;z.T.wirddieverbrannte
Schicht schalenförmig hochgewölbt.
c) Es muss darauf geachtet werden, dass die Oberflächenschichten beim
Tempern nicht innerlich oxidieren können, andererseits beseitigen durch
Strahlen.
Verzug
a) Verzug ist eine Veränderung der Form und Maße des Verzinkungsgutes, die
bis zum Aufreißen führen kann.
b) Eigenspannungen im Werkstück sowie durch Verziehen des Werkstückes
beim Eintauchen in die Schmelze (A.7.).
13.3 Wesentliche Fehler im Zinküberzug bzw. am feuerverzinkten Werkstück
437
c) Werkstücke sollten vor dem Feuerverzinken spannungsarm geglüht oder
spannungsfrei eingesetzt werden. Tauchtechnologien so wählen, dass die
unnötig hohen Wärmespannungen vermieden werden.
Ausblühungen von Salzen
a) Korrosion an überlappten Flächen.
b) Überlappte Flächen (hergestellt durch Bördeln, Falzen, Schritt- und Punkt-
schweißen, Nieten usw.) werden bei zu geringem Abstand voneinander nicht
beschichtet (Zutritt des schmelzflüssigen Zinks verhindert). Durch Ver-
dampfen der Flüssigkeitsreste der Vorbehandlungslösungen kommt es zur
Salzausscheidung. An der Außenatmosphäre kommt es durch Feuchtigkeits-
einwirkung zur Ausbildung eines Elektrolyten und zur Korrosion.
c) Einhaltung der Richtlinien für das feuerverzinkungsgerechte Konstruieren;
Überlappung so gestalten, dass die Vorbehandlungslösungen und das
schmelzflüssige Zink ungehindert ein- und ausfließen können.
13 Anhang
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Eingeschlossene Beiz- und Flussmittelreste
a) In Hohlräumen, Spalten und Poren der Werkstücke treten rotbraune
Ablauffahnen durch eingeschlossene Beiz- und Flussmittelreste auf.
b) Beiz- und Flussmittelreste können nicht zwangsfrei ablaufen. Diese sauer
reagierenden Stoffe bilden in Verbindung mit der Atmosphäre rotbraune
Ablauffahnen.
c) Konstruktion und Verarbeitung müssen verhindern, dass Poren auftreten.
13.3.2
Fehler durch Oberflächenbeläge auf dem Werkstück
Fehlstellen durch Farbe, Ölkreide, Teer usw.
a) Stellenweise beschichtete Flächen auf der Oberfläche.
b) Die genannten Oberflächenbeläge sind mit den üblichen Oberflächenvor-
bereitungsverfahren der Feuerverzinkung nicht entfernbar.
c) Vermeidung derartiger Oberflächenbeläge.
– Anwendung geeigneter Oberflächenvorbereitungsverfahren (Strahlver-
fahren usw.).
– Signierung der Bauteile durch geeignete Signiermittel, die sich leicht
entfernen lassen (z. B. Schulkreide).
13.3 Wesentliche Fehler im Zinküberzug bzw. am feuerverzinkten Werkstück
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