Die Mehrheit der auf dem Weltmarkt angebotenen Verbindungselemente wird aus Kohlenstoffstahl hergestellt. Kohlenstoffstahl ist aufgrund seiner hohen Festigkeit und Tragfähigkeit beliebt. Eine Wärmebehandlung zur Verbesserung der strukturellen Eigenschaften des Stahls ist sehr effektiv.
Wenn Verbindungselemente aus Kohlenstoffstahl jedoch externen Faktoren wie Wasser, schwankenden Temperaturen oder Verunreinigungen wie Salzen ausgesetzt sind, können sie schnell korrodieren, wenn sie nicht mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung geschützt werden.
Zinkbeschichtung als Korrosionsschutz
Zink ist eine der kosteneffektivsten und am häufigsten verwendeten Beschichtungen für Verbindungselemente zum Schutz vor Korrosion und daher beliebt für alle Arten von Metallverbindungselementen wie Schrauben, Bolzen, Unterlegscheiben, Muttern oder Nieten.
Die Zinkbeschichtung bietet Korrosionsschutz auf zwei Arten:
- Barriereschutz: Der Barriereschutz isoliert das Metall von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen.
- Opferschicht: Bei dieser Methode wird ein unedleres Metall oder eine unedlere Legierung zum Schutz verwendet. Das unedlere Metall korrodiert zuerst und bietet so den gewünschten Opferschutz.
Verschiedene Arten der Zinkbeschichtung
Zink kann mit verschiedenen Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Die gängigsten Verfahren sind die galvanische Verzinkung, die Feuerverzinkung, die Zinklamellenbeschichtung und das mechanische Verzinken.
Galvanisch Verzinken mit Blau- / Gelb- / Dickschichtpassivierung (CrVI)-frei
Galvanisch aufgebrachte Überzugsysteme ISO 4042
Bei der galvanischen Verzinkung werden durch Anlegen einer elektrischen Spannung Zinkionen aus einem Elektrolyten abgeschieden. Dadurch entsteht eine dünne Zinkschicht auf der Oberfläche.
Nachbehandlungen der Beschichtung: Passivierungen sind Verfahren, mit denen Metalloberflächen durch die Erzeugung nichtmetallischer Schutzschichten, so genannter Konversionsschichten, korrosionsbeständiger gemacht werden. Die verschiedenen Passivierungsverfahren – Blaupassivierung, Dickschichtpassivierung, Schwarzpassivierung, Gelbpassivierung, usw. – unterscheiden sich hinsichtlich des Korrosionsschutzes, des Aussehens, der Färbung und der Passivierungsschichtdicke.
Verringerung des Risikos der Wasserstoffversprödung
Eine Wärmebehandlung (Einbrennen) nach der Beschichtung verringert das Risiko eines möglichen Versagens der Teile. Wenn Sie jedoch das Risiko der Wasserstoffversprödung vollständig ausschalten wollen, sollten Sie andere Beschichtungsverfahren wie die mechanische Beschichtung oder die Zinklamellenbeschichtung in Betracht ziehen.
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Mechanische Verzinkung mit Blau- / Gelb- / Dickschichtpassivierung (CrVI)-frei
Durch mechanisches Plattieren aufgebrachte Zinküberzüge ISO12683
Das Verfahren der mechanischen Verzinkung wird eingesetzt, um die Wasserstoffversprödung von Verbindungselementen aus Stahl mit hoher Festigkeit / Härte zu verhindern. Die zu beschichtenden Teile werden in eine Trommel mit speziellen Chemikalien, Glasperlen und Zinkpulver gefüllt und getrommelt. Während des Trommelns schleudern die Glasperlen das Zinkpulver auf das Teil.
Im Allgemeinen eignet sich diese Methode für Verbindungselemente mit einfacher Geometrie, was eine Zinkbeschichtung auf der gesamten Oberfläche gewährleistet.
Nachbehandlungen der Beschichtung: Die Nachbehandlungen beim mechanischen Beschichten ähneln denen beim galvanischen Beschichten.
Zinklamellenbeschichtung (CrVI)-frei
Nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenüberzugsysteme ISO 10683
Zinklamellenbeschichtungen sind nichtelektrisch aufgebrachte Beschichtungen zur Verhinderung der Wasserstoffversprödung in hochfesten / harten Stählen. Diese Überzüge enthalten in der Regel eine Mischung aus Zink- und Aluminiumflocken in einem Bindemittel. Die Beschichtung wird als flüssiges Material wie herkömmliche Farbe aufgetragen, in der Regel im Tauchverfahren, dann zentrifugiert und eingebrannt.
Zinklamellenbeschichtungen haben hervorragende Korrosionsschutzeigenschaften. Diese Art der Beschichtung empfiehlt sich jedoch weniger für Gewindeteile ≤M5 und für Verbindungselemente mit kleinen Innenantrieben.
Zusätzliche Deckbeschichtungen: Um den Korrosionsschutz weiter zu erhöhen, kann eine anorganische oder organische Deckbeschichtung aufgebracht werden. Diese Deckbeschichtungen bieten nicht nur einen noch höheren Korrosionsschutz, sondern auch ein einheitlicheres Erscheinungsbild.
Feuerverzinken (Schmelztauchverzinkung)
Feuerverzinkung ISO10684
Die Feuerverzinkung erfolgt durch Eintauchen der Teile in geschmolzenes Zink bei Temperaturen von über 530°C. Unmittelbar nach dem Eintauchen wird das überschüssige Zink durch ein Zentrifugalverfahren entfernt, wodurch die Dicke der Zinkschicht auf Werte um 40 - 60 µm reduziert wird.
Der Korrosionsschutz der Feuerverzinkung hält aufgrund der größeren Schichtdicke wesentlich länger an als bei der galvanischen Verzinkung. Die resultierende Zinkschichtdicke erfordert jedoch spezielle Gewindemasse / Toleranzen und ist erst ab Gewindegröße M8 realisierbar.
Korrosionsschutz Beschichtungen: Bewertung
Die Korrosionsbeständigkeit einer Beschichtung ist stark abhängig von der Art der aufgebrachten Beschichtung, den verwendeten Passivierungsmitteln, der Verwendung zusätzlicher Deck- und Dichtungsschichten sowie den aufgebrachten Schichtdicken.
Um Sie bei der Auswahl des richtigen Verfahrens zu unterstützen, haben wir ein interaktives Online-Tool erstellt:
Selection of Material and Coatings for Corrosion Protection