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Sehr geehrte Damen und Herren,
während Sie diese Zeilen lesen, korrodiert weltweit etwa 1 Tonne Stahl:
KARGER
An der AtmosphäreIm Süß- und SalzwasserIn der chemischen Industrie
Herzlich willkommen zum Referat
„Feuerverzinken“
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I. Feuerverzinken
1. Verfahrensablauf beim Feuerverzinken
2. Was passiert beim Feuerverzinken
3. Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren und Fertigen
4. Wissenswertes über die Feuerverzinkung
5. Duplex - Beschichtung
Inhalt des Referates Feuerverzinken
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Der Verfahrensablauf beim Feuerverzinken – die nasschemische Vorbehandlung
Alle Teile werden entfettet, da anhaftende Öle und Fette den weiteren Prozess stören
viel hilft nicht immer viel -> bitte sorgsamer Umgang mit Schmier- und Kühlmedien
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Der Verfahrensablauf beim Feuerverzinken – die nasschemische Vorbehandlung
Beizbehandlung in verdünnter Salzsäure zur Entfernung von Rost und Zunder
Die Beizdauer richtet sich nach dem Verrostungs- und Verzunderungsgrad des Materials
Durch das Beizen erhält man eine metallisch blanke Oberfläche
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Der Verfahrensablauf beim Feuerverzinken – die nasschemische Vorbehandlung
zum Abschluss der nasschemischen Vorbehandlung wird das Material mit einem Flussmittel benetztDieses hat folgende Aufgaben:
Es schützt die Stahlteile bis zum eigentlichen Verzinkungsprozess vor erneuter Korrosion Es verbessert die Benetzbarkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink Es aktiviert die Oberfläche für den Verzinkungsprozess (Feinbeizen)
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Der Verfahrensablauf beim Feuerverzinken – der Verzinkungsprozess
Trocknung und Vorwärmung der Teile Eintauchen in flüssiges Zink mit ca. 450°C wobei das Flussmittel zu Zinkasche verbrenntDiffusionsvorgang zwischen den Stahlbauteilen und dem Zink läuft abWährend des Ausziehvorganges legt sich auf die Bauteile eine Reinzinkschicht
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Der Verfahrensablauf beim Feuerverzinken – nach der Verzinkung
Abkühlung an der Luft oder in Wasser optionale Passivierung gegen WeißrostEntfernung von Zinkspitzen sowie DrahtspurenKommissionierung und Verwiegung optionale Dienstleistungen wie Gewindeschneiden oder Vormontagen
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Der Reaktionsvorgang zwischen Stahl und Zink …
Beim Verzinken bilden sich Eisen-Zinklegierungsschichten als Folge einer wechselseitigen Diffusion
Diese Reaktion läuft bei Temperaturen > 200°C ab
Diese nahezu unlösbaren Verbindungen stellen den signifikanten Unterschied zu anderen Korrosionsschutzsystemen dar
Die abschließende Reinzinkschicht beendet den Prozess Feuerverzinken
aber …
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Optische Erscheinungsbilder der verzinkten Oberfläche
Die Oberfläche nach dem Feuerverzinken kann unterschiedliche Optiken aufweisen:
Silber glänzend mit “Blumenmuster”
Matt grau
Matt grau mit netzartigem Erscheinungsbild
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Schichtaufbau beim Feuerverzinken
Schliffbild eines feuerverzinkten Stahls mit typischem Schichtaufbau
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Schichtaufbau beim Feuerverzinken
Schliffbild eines feuerverzinkten Stahls mit durchgewachsener Eisen-Zink-Legierungsschicht
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Ursachen für die unterschiedliche Optik
Starkwandige Teile und geschlossene Hohlprofile neigen zur Graufärbung
Je länger die Tauchdauer desto höher die Schichtstärke (in der Regel)
Legierungselemente im Zinkbad und dessen Temperatur
Grundmaterialbeschaffenheit – Silizium und Phosphor (speziell in den Randzonen)
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Abhängigkeit der Zinküberzugsdicke vom Si + P-Gehalt
Nr. Si+P Gehalt in % Zinküberzug
1 Si+P<0,03% Normale Reaktion, silbrig glänzende Optik, normale Schichtdicken
2 Si+P>0,03<0,12% Beschleunigte Reaktion,graue Optik, hohe Schichtdicken
3 Si+P>0,12<0,28% Normale Reaktion, silbrig matte Optik, mittlere Schichtdicken
4 Si+P>0,28% Beschleunigte Reaktion, mattgraue Optik, hohe Schichtdicken
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren und Fertigen
Neben den Grundmaterialeigenschaften gibt es einen weiteren wichtigen Punkt:
Feuerverzinkungsgerechtes konstruieren
Grundsätzliches:
die Feuerverzinkung erfolgt innen und außen im Tauchverfahren
Die Verfahrenstemperatur liegt bei 450°C
geringer Dichteunterschied zwischen Zink und Stahl
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
Zulauf- und Entlüftungsbohrungen vorsehen
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vergessene Zirkulationsbohrungen und die Folgen
Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
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...und Zuläufe anpassen
Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
Aufhängepunkte vorsehen …
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
Tote Ecken und Winkel vermeiden
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
Überlappungen vermeiden Aufdoppelungen vermeiden oderEntlüftungsbohrungen vorsehen
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
Sperrige Bauteile vermeiden
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Verzug vermeiden durch:
Einhalten der Schweißfolge
Symmetrische Querschnitte
Ausdehnungsmöglichkeiten schaffen
Stahl dehnt sich um 5mm/lfm
Unterschiedliche Materialstärken vermeiden
Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
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Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren + Fertigen
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Negativer Einfluss …
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Weißrost – das Problem und die Lösung
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Schutzdauer von Zinküberzügen
Korrosivitätskategorien gemäß DIN EN ISO 12944
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Besonderheiten von Zink
Kathodischer Korrosionsschutz
Deckschichtbildung
Zink allein ist ein nicht sehr beständiges MetallEs besitzt jedoch die Eigenschaft, durch Bewitterungsogenannte Deckschichten zu bilden
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Korrosionsverhalten von feuerverzinktem Stahl
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Erscheinungsbild von feuerverzinktem Stahl
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Erscheinungsbild von feuerverzinktem Stahl
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Feuerverzinken + Beschichten = Duplex
Grundsätzlich kann jedes verzinkte Bauteil beschichtet werden, wenn:
Der Feuerverzinker vorher darüber informiert wurde
die Teile trocken gelagert und transportiert werden
abgeklärt ist wer und wie der Verputzgrad sein soll