Schutz aus der Schmelze So geht Feuerverzinken von Eisen und Stahl

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Feuerverzinkten Stahlteilen begegnet man sogar auf der Straße! Man denke etwa an Schilder- und Laternenmaste oder Geländer. Schauen wir uns mal an, was Feuerverzinken eigentlich ist und was es bringt ...

Das Feuerverzinken, das der französische Chemiker Paul Jaques Malouin Mitte des 18. Jahrhunderts erfunden hat, gehört zu den Schmelztauchverfahren. Mögliche Metalle, die als Schutzschicht dienen, sind außer Zink auch noch Zinn oder Aluminiumlegierungen (auch Blei, aber das tut der Umwelt nicht wirklich gut). Das Wichtigste ist, dass das Überzugmetall einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Metall aus dem das Bauteil besteht und die Oberfläche von Letzterem sauber und fettfrei sind. Das Ziel des Feuerverzinkens ist es, den meist korrosionsanfälligen Basiswerkstoff vor schädlichen äußeren Einflüssen zu bewahren. Doch so geschützte Bauteile müssen auch nicht mehr aufwändig lackiert oder gewartet werden – und das über eine durchschnittliche Lebensdauer von über 50 Jahren hinweg.

Vor dem Feuerverzinken muss vorbehandelt werden!

So wie vor einem Lackierprozess oder vor dem Kleben von Bauteilen müssen auch vor dem Feuerverzinken deren Oberflächen sauber sein, damit Schutzschichten respektive Klebstoffsysteme sicher haften. Bei Metallteilen ist es etwa nötig, Ziehfette und Trennöle oder sogenannte Walzeinschlüsse, Schweißschlacken oder Zunderschichten zu entfernen. Bei Gusseisen wäre das noch der Sand aus der Gussform, der oft noch am und im Bauteil zu finden ist. Per mechanischer Reinigung werden die Verunreinigungen mit metallischen oder mineralischen Strahlmitteln entfernt. Danach folgen das Entfetten und das Beizen. Beim Entfetten greift man auf saure, neutrale oder auch alkalische Industriereiniger zurück, die die Fettreste – und auch anhaftenden Schweiß durch das Handhaben kleinerer Werkstücke – beseitigen. Erst danach kann das Beizen gleichmäßig und fehlerfrei erfolgen. Durch das Beizen entfernt man Hydroxidschichten oder Oxide auf der Oberfläche des Bauteils. Speziell bei Eisen sind das Rost, Zunder und Anlauffarben). Diese Rückstände sind gut in Säuren löslich, weshalb sich in Deutschland konzentrierte Salzsäure mit einer Temperatur zwischen 20 und 25 °C etabliert hat. In anderen Ländern nutzt man Schwefelsäure. Gussbauteile beizt man mit einem Mix aus Salz- und Flusssäure. So wird man die letzten Gusssandkörnchen los. Vor dem Verzinken muss dann aber noch der Rückstand der Beize weg. Das geschieht mit sogenannten Flussmitteln, die auf dem Zinkschmelzebad schwimmen. Das sind wässrige Lösungen aus Zink- und Ammoniumchlorid. Und beim oben bereits angedeuteten Nassverzinken kommt das Bauteil nass aus der Beize, durchfährt die auf der Zinkbadoberfläche schwimmende Flussmittelschicht (etwa fünf Zentimeter dick), um dann sofort in die Zinkschmelze abzutauchen.

Diskontinuierliches und kontinuierliches Feuerverzinken

Es gibt grundsätzlich zwei, dem Bauteiltyp geschuldete Arten der Verzinkung. Handelt es sich um Einzelteile, so wird das diskontinuierliche Feuerverzinken angewendet. Man spricht auch von Stückverzinkung, bei kleinen Teilen von Schüttgutverzinkung. Das kontinuierliche Feuerverzinken wird beim Korrosionsschutz von Draht und Stahlband angewendet. Die beim Feuerverzinken eingestellten Schmelzbadtemperaturen liegen zwischen 440 und 460 °C, wie der Fachliteratur zu entnehmen ist. Es werden Schichtdicken zwischen fünf und 150 Millimeter erreicht. Feuerverzinkbar sind niedrig legierte Stähle, Gusseisen, Kupferlegierungen sowie Messing- und Bronzebauteile. Die Einsatztemperatur von verzinkten Bauteilen liegt zwischen 200 und 300 °C. Weil die Schutzschicht das eigentliche Bauteil (von klein bis groß) vor Zerstörung bewahrt, zahlt sich das Feuerverzinken auch auf die Nachhaltigkeit aus. Das gilt insbesondere auch für Automobilkarosserien, sofern sie nicht aus Aluminium oder Kunststoffen bestehen. Aus der Literatur kann man erfahren, dass etwa 80 Prozent der in Deutschland durch letzteres Verfahren verzinkt werden. Ein spezielleres Verfahren ist auch noch das Nassverzinken, um es mal erwähnt zu haben. Es gibt aber auch noch das Spritzverzinken oder Flammspritzverzinken. Dabei wird per Hand gearbeitet, wobei eine Art Spritzeinheit – ähnelt einem Schweißbrenner – verwendet wird. Zinkpulver oder -draht wird dabei durch eine sehr heiße Flamme oder einen Lichtbogen geführt, schmilzt dort auf und wird per Druckluft auf das Bauteil gesprüht – es ist fast wie mit der Airbrush.

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