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Oberflächenschutz

Korrosionsschutz auf Dauer bei gewindefurchenden Schrauben

| Autor/ Redakteur: Markus Nowak / Stéphane Itasse

Um dem Korrodieren und damit der Beschädigung von gewindefurchenden Schrauben vorzubeugen, empfiehlt sich ein anforderungsgerechter Oberflächenschutz inklusive Nachschmierung.

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Gewindefurchende Schrauben mit der Nachschmierung zeigen nach 1000 h keinen Rotrost (gemäß Salzsprühnebeltest DIN EN ISO 9227).
Gewindefurchende Schrauben mit der Nachschmierung zeigen nach 1000 h keinen Rotrost (gemäß Salzsprühnebeltest DIN EN ISO 9227).
(Bild: Dörken MKS)
  • Da bei gewindefurchenden Schrauben unterschiedliche Werkstoffe in Kontakt kommen, besteht schnell die Gefahr von Korrosion.
  • Das Zink in einer Zinklamellenbeschichtung „opfert“ sich beim Kontakt mit Wasser und Sauerstoff und korrodiert anstelle des edleren Stahls.
  • Da im Beschichtungsprozess mit Zinklamellen kein Wasserstoff erzeugt wird, ist auch bei hochfesten Stählen eine Wasserstoffversprödung ausgeschlossen.

Gewindefurchende Schrauben formen bei der Montage im Gegenbauteil den Werkstoff um und schaffen sich auf diese Weise ein passgenaues Mutterngewinde. Dadurch entfallen bei der Direktverschraubung aufwendige Prozessschritte wie das Gewindesetzen oder auch die Entfernung der Späne – das spart Zeit und Kosten. Zugleich gewährleistet die Materialverfestigung beim Eindrehen im Gewinde eine höhere Belastbarkeit der gesamten Schraubverbindung. Da gewindefurchende Schrauben zudem flexibel in alle plastisch verformbaren Werkstoffe eingeschraubt werden können, gewinnen sie in zahlreichen Anwendungen immer mehr an Bedeutung und ersetzen dabei die etwas kostengünstigeren Normschrauben – zum Beispiel in der Automobilbranche bei Getriebe- und Lenkgehäusen sowie im Motor, im Maschinenbau oder auch bei Baukonstruktionen aller Art.

Da gewindefurchende Schrauben in Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen verschraubt werden und zudem wechselnden Temperaturen, Feuchtigkeit oder auch dem Kontakt mit chemischen Stoffen ausgesetzt sind, droht schnell Korrosion. Mithilfe eines anforderungsgerechten Korrosionsschutzes lässt sich die Lebenszeit der Verbindungselemente sowie der Kontaktbauteile verlängern und eine optimale Funktionalität sicherstellen.

Beschichtung sorgt für dauerhaften Schutz

Für den Korrosionsschutz von gewindefurchenden Schrauben kann eine Zinklamellenbeschichtung, bestehend aus einem Basecoat und – je nach Anforderung – einem Topcoat beziehungsweise einer Nachschmierung, eingesetzt werden.

Der zinkhaltige Basecoat sorgt dabei für einen kathodischen Schutz. Das bedeutet: Die Schrauben sind durch die Beschichtung mit einer Barriere versehen. Bei einer Verletzung der Oberfläche „opfert“ sich beim Kontakt mit Wasser und Sauerstoff das unedlere Zink („Opferanode“) zugunsten des edleren Stahluntergrundes. Anschließend können die gewindefurchenden Schrauben mit einem speziellen Topcoat (Deckschicht) oder alternativ einer farblosen Nachschmierung beschichtet werden. Letztere erweitert den Korrosionsschutz und ermöglicht zudem definierte Reibungszahlen sowie ein niedriges Furchmoment.

Die Zinklamellenbeschichtung empfiehlt sich darüber hinaus besonders, da sie in sehr dünnen Schichten (8 bis 20 μm) aufgetragen wird und chemikalienbeständig ist. Der Oberflächenschutz ist zudem auch für hochfeste Stähle geeignet, da im Beschichtungsprozess kein Wasserstoff erzeugt und somit die Gefahr der applikationsbedingten, wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion vermieden wird. Nicht zuletzt vermeiden die niedrigen Vernetzungstemperaturen von bis zu 240 °C eine Werkstoffschädigung des Stahls durch zu hohe Hitzebelastung.

Effiziente Beschichtung im Tauchschleuderverfahren

Umfangreiche Tests und Studien von Dörken MKS haben gezeigt, dass gewindefurchende Schrauben mit einem Zinklamellensystem in Aluminium gefurcht mehr als 3000 h gegen Rotrost geschützt sind. In Stahl gefurcht, lässt sich ein Korrosionsschutz von mehr als 1000 h im Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227 nachweisen.

Ergebnisse des Zinklamellen-Basecoats in Kombination mit einer Nachschmierung      
 Anforderung Furchmoment in Aluminiumblock gem. DIN 267-30Ergebnis mit Dörken-MKS-
Beschichtung
Anforderung Furchmoment
in Stahl gem.
ISO 7500-1
Ergebnis mit
Dörken-MKS-
Beschichtung
Ergebnis Kontaktkorrosion in
Aluminium bei SST gem. DIN EN ISO 9227
Ergebnis Kontaktkorrosion
in Stahl bei SST gem. DIN EN
ISO 9227
M8 ×31< 16,5 Nm< 15,5 Nm< 20 Nm< 13 Nm> 3.000 h
ohne Rotrost
> 1.000 h
ohne Rotrost
M10 ×70< 34 Nm< 17 Nm< 39 Nm< 20 Nm&nbsp;

Die Beschichtung von gewindefurchenden Schrauben erfolgt in Anlehnung an die Normen DIN EN ISO 10683 und DIN EN 13858 in einem nichtelektrolytischen Verfahren wie dem Tauch-Schleudern. Dabei werden die Schrauben in einen Korb beziehungsweise eine Tauchtrommel geladen und dann in den Beschichtungsstoff eingetaucht. So lässt sich sicherstellen, dass auch alle Gewindestellen und Furchen benetzt werden.

Nachdem das Gestell aus dem Tauchbad gezogen wurde, erfolgt die Zentrifugierung. Dabei werden Materialüberschüsse abgeschleudert. Im letzten Schritt erfolgt der Trocknungs- und Vernetzungsprozess. So entsteht schließlich eine gleichmäßige, haftfeste und dauerhafte Lackschicht auf den Schrauben.

Damit schützt eine Zinklamellenbeschichtung inklusive Nachschmierung gewindefurchende Schrauben nicht nur dauerhaft vor korrosiven Angriffen, sie unterstützt auch eine optimale Verschraubung. MM

* Markus Nowak ist Technical Engineer bei der Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG in 58313 Herdecke

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