Feuerverzinken

Um den Korrosionsschutz bei Blechen und Stahl zu erhöhen, gibt es verschiedene Verzinkungsverfahren. Das gängigste dieser Verfahren ist das sogenannte Feuerverzinken beziehungsweise die Feuerverzinkung. Wie genau funktioniert dieses Verfahren? Wie lange hält der dadurch gewonnene Korrosionsschutz an? Und was ist beim Feuerverzinken außerdem zu beachten? Als Experten im Metallbau München können wir Ihnen diese und weitere Fragen im folgenden Beitrag beantworten. 

Wie funktioniert Feuerverzinken?

Beim Feuerverzinken wird ein Werkstück aus Stahl, Blech oder Eisen in eine Wanne aus geschmolzenem Zink (ca. 450 °C) getaucht oder hindurchgezogen. Das Tauchen sorgt dafür, dass das Bauteil ganzheitlich von Zink überzogen wird, also auch die Innenflächen, Schweißnähte oder schwer zugängliche Stellen. Somit wird ein ganzheitlicher Schutz gewährleistet. Die hohe Temperatur des Zinks sorgt dafür, dass sich an der Berührungsfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht aus Eisen und Zink bildet. Darüber entsteht außerdem eine sehr fest haftende reine Zinkschicht. Die Dicke beträgt in der Regel zwischen 50 und 150 µm. 

Die entstandene Zinkschicht ist sehr unempfindlich, robust und witterungsbeständig und bietet daher einen optimal schützenden Überzug des Bauteils. Dieser Korrosionsschutz ist außerdem äußerst langlebig – wie lange genau hängt von der Dicke der Beschichtung ab. In jedem Fall hält der feuerverzinkte Stahl oder das feuerverzinkte Blech mehrere Jahrzehnte, ohne dass eine Wartung notwendig wäre. Wird das Bauteil zusätzlich lackiert, erhöht sich die Dauer des Korrosionsschutzes noch einmal. In der Regel kann man beim Feuerverzinken von einem Schutz gegen Rost für 40 bis 50 Jahre ausgehen. 

Feuerverzinken – die unterschiedlichen Verfahren

Das Feuerverzinken lässt sich noch einmal in drei “Unterverfahren” aufteilen: die (diskontinuierliche) Stückverzinkung, die Dünnschichtverzinkung und die (kontinuierliche) Bandverzinkung. Diese drei sind genormte Verfahren. So ist die Stückverzinkung in DIN EN ISO 1461, die Dünnschichtverzinkung in DIN 50997 und die Bandverzinkung von Blechen in EN 10143 und EN 10346 geregelt. 

1. Die (diskontinuierliche) Stückverzinkung

Beim Stückverzinken werden in der Regel größere Stahlteile und Stahlkonstruktionen feuerverzinkt. Zunächst werden die Rohlinge oder fertigen Werkstücke auf das Feuerverzinken vorbereitet, zum Beispiel indem sie bei Bedarf entfettet oder gebeizt werden. Im Nachgang werden die Teile einzeln in das Bad getaucht und mit der flüssigen Zinkschmelze überzogen. 

Übrigens: Wenn Kleinteile wie Muttern oder Schrauben feuerverzinkt werden sollen, ist das Stückverzinken oft zu teuer. In diesem Fall werden die Kleinteile in einen Metallkorb gefüllt und dieser wird dann in schmelzflüssiges Zink eingetaucht. Anschließend müssen die kleinen Stahlteile häufig zentrifugiert werden – man spricht dann von sogenannter Schleuderware. Die Zentrifugation sorgt dafür, dass die Zinkschichtdicke vermindert wird. Das ist vor allem bei Teilen mit Gewinden oder Maßtoleranzen wichtig. Denn ansonsten kann die Schicht dazu führen, dass diese nicht mehr gängig sind. 

2. Die Dünnschichtverzinkung

Wie der Name bereits verrät, geht es bei der Dünnschichtverzinkung darum, die Eisen-Zink-Legierungsschichten möglichst dünn zu halten. In DIN 50997 wird geregelt, dass die Schichtdicke örtlich mindestens 5 µm und durchschnittlich mindestens 6 µm betragen muss. Um besonders dünne Beschichtungen herstellen zu können, bedarf es eines Aluminium-Gehalts in der Zinkschmelze im Bereich von 4-6 Prozent. Denn dadurch wird die Bildung von intermetallischen Zink-Eisen-Phasen reduziert, wodurch besonders dünne Überzüge möglich sind. Anwendung findet diese Art des Feuerverzinkens vor allem in der Automobilindustrie und im Nutzfahrzeugbereich. Denn durch die reduzierten Schichtdicken sind Gewichtseinsparungen möglich. 

3. Die (kontinuierliche) Bandverzinkung

Eine weitere Art des Feuerverzinkens ist die Bandverzinkung, auch Sendzimirverfahren genannt. Hier wird ein Stahlband vom Coil unterschiedlicher Sorten in Dicken zwischen 0,4 und 3,0 mm in einem kontinuierlichen Prozess in eine Zinkschmelze getaucht und danach weiterverarbeitet. Zuvor wird das kalt oder warm gewalzte Stahlband gereinigt und kommt dann in einen Durchlaufofen, in welchem es zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften wärmebehandelt wird. Anschließend folgt das Feuerverzinken im Zinkschmelzbad. Ein Gasstrahl sorgt dafür, dass die gewünschte Schichtdicke erreicht wird. Dieser ist beidseitig des Bandes eingestellt und bläst das überschüssige Zink ab. Übrigens kommt dieses Verfahren nicht nur beim Feuerverzinken zum Einsatz, sondern auch beim elektrolytischen Verzinken.  

Verzinken vs. Feuerverzinken – Wo liegt der Unterschied?

Neben dem Feuerverzinken gibt es auch das Verfahren des galvanischen Verzinkens. Auch hier wird das Bauteil in ein Bad gegeben. Allerdings handelt es sich – anders als bei der Feuerverzinkung – um ein Elektrolytbad. Mithilfe von Gleichstrom wird Zink auf die zu bearbeitenden Stücke transferiert. Möglichst reines Zink fungiert dabei als Anode, das zu beschichtende Stahlteil dient als Kathode. Der Stromfluss im Bad sorgt dafür, dass Zinkpartikel von der Anode abgelöst werden und das Stahlteil überziehen. 

Im Gegensatz zum Feuerverzinken lässt sich die Dicke der Beschichtung beim galvanischen Verzinken sehr gut steuern. Je länger das Werkstück im Bad gelassen wird, desto dicker wird die Schicht. Die Standarddicke liegt dabei zwischen 5 und 8 µm. Beim Feuerverzinken ist die Schichtdicke also deutlich höher. Deshalb ist der Schutz gegen Korrosion bei diesem Verfahren auch um einiges besser. Warum sollte man dann überhaupt eine normale Verzinkung verwenden und nicht immer auf die Feuerverzinkung zurückgreifen? Ganz einfach: Nicht immer ist ein so hoher Schutz, wie ihn das Feuerverzinken gewährleistet, notwendig. Und da für das Feuerverzinken die Preise in der Regel deutlich höher liegen, kann es sich finanziell lohnen, darauf zu verzichten und eine normale Verzinkung vornehmen zu lassen, wenn ein besonders langjähriger Schutz gegen Korrosion nicht unbedingt von Nöten ist. 

Wann ist das Feuerverzinken sinnvoll?

Das Verfahren der Feuerverzinkung ist vor allem dann sinnvoll, wenn der zu beschichtende Stahl kontinuierlich den unterschiedlichsten Witterungsverhältnissen ausgesetzt ist. So ist die thermische Beständigkeit sowohl bei tiefen als auch bei hohen Temperaturen hervorragend. Feuerverzinkte Konstruktionen aus Stahl, die auf der Zugspitze oder in der Antarktis stehen oder für Skilifte verwendet werden, haben sich auch bei den durchgehend sehr niedrigen Temperaturen bewährt. Doch auch bei hohen Temperaturen kann man mit der Feuerverzinkung von einem wirksamen Schutz ausgehen. Bei Warmwasser kann die Feuerverzinkung in der Regel bis zu einer Temperatur von 35 °C problemlos eingesetzt werden. Verwendung findet das Verfahren bei den unterschiedlichsten Konstruktionen, zum Beispiel im Transportwesen und Fahrzeugbau, in der Landwirtschaft und in Straßen- und Industrieausrüstungen. Häufig feuerverzinkt werden außerdem Leitplanken, Balkongeländer, Treppenanlagen mit Gitterrosten oder auch PKW-Anhänger. 

Feuerverzinken – Vorteile und Nachteile

Das Feuerverzinken ist ein Verfahren, welches sowohl mit Vorteilen als auch mit Nachteilen einhergeht.

Feuerverzinken – Vorteile

• robuster Langzeitkorrosionsschutz
• Korrosionsschutz auch an Kanten, schwer zugänglichen Stellen und in Hohlräumen
• umweltfreundliches Verfahren
• hohe Wirtschaftlichkeit
• hohe Schlag-, Stoß- und Kratzfestigkeit
• wartungsfrei
• sowohl funktionell als auch optisch ansprechend

Feuerverzinken – Nachteile

• die hohe Zinkbad-Temperatur kann eine Gefahr für das Bauteil darstellen/es verziehen
• leicht raue Oberfläche
• keine dekorative Oberflächengestaltung möglich
• teilweise Nacharbeit von Gewinden oder Abtropfkanten nötig
• die Größe der Bauteilkonstruktion oder die Lochgröße bei Lochblechen können die Möglichkeiten des Feuerverzinkens limitieren

Feuerverzinken – Häufige Fehler-Potenziale

Das Feuerverzinken ist ein Verfahren, das stets von ausgebildeten Experten vorgenommen werden sollte. Denn hier sind einige Fehler möglich, die zu einem unzureichenden Ergebnis führen können. Wichtig ist vor allem die Oberflächenbeschaffung des zu behandelten Metalls. Grundvoraussetzung ist eine metallisch blanke Stahloberfläche. Denn Verunreinigungen auf dem Werkstück verhindern, dass die Zinkschmelze sich vollends um das Bauteil legen kann. Die Folge: die Legierungsbildung, die das Feuerverzinken erreichen soll, um ganzheitlich gegen Korrosionen zu schützen, wird behindert. Ist die Oberfläche des zu behandelten Bauteiles also in schlechter Verfassung, kommt es zu minderwertigen oder gar unbrauchbaren Zinküberzügen. Am besten beauftragen Sie also eine erfahrene und professionell arbeitende Feuerverzinkerei und stellen so sicher, dass die Qualität der Werkstücke, die Sie feuerverzinken lassen möchten, bestmöglich ist. 

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