Aufbau Zinküberzug

Entstehung und Aufbau

Das Verzinkungsgut wird während des Eintauchens in das Zinkbad auf die Zinkbadtemperatur von ca. 450°C erwärmt. Durch wechselseitige Diffusion von Zink und Eisen bilden sich Eisen-Zink-Legierungsschichten. Beim Herausziehen aus dem Bad werden die Legierungsschichten üblicherweise mit einer glänzenden Reinzinkschicht überzogen.

Bei dickeren Wandstärken und bei Stählen mit erhöhtem Silizium und Phosphorgehalt wächst die Legierungsschicht bis zur Oberfläche durch und gibt dieser ein mattgraues Aussehen (siehe Kapitel 143 „Glänzende und matte Oberflächen“).

Die Schichtdicken werden hauptsächlich von den Legierungsbestandteilen (Si, P, C, Mn) im Stahl und der Materialstärke beeinflusst (siehe Kapitel 121 „FVZ freundliche Stahlsorten“).

Dicke des Zinküberzuges

Die Schichtdicke des Zinks wird in Mikrometer (1 μm entspricht 1/1000 mm) gemessen und angegeben. Die Norm ISO 1461 (siehe auch Kapitel 901) legt je nach Materialdicke die Mindestschichtdicken für Zinküberzüge fest. In der Praxis werden jedoch Zinküberzüge erzeugt, die oberhalb der Mindestanforderungen nach Norm liegen. Da die Schutzdauer eines Zinküberzuges ungefähr proportional zur Schichtdicke ist, erweist sich die tatsächliche Schutzdauer in der Regel als deutlich länger als gemäss Norm theoretisch ermittelt.

ISO 1461, Mindestschichtdicke von Zinküberzügen auf Prüfteilen, die nicht geschleudert wurden (normales Stückverzinken):

Teile und ihre Dicke	Örtliche Schichtdicke^a) (Mindestwert in μm)	Durchschnittliche Schichtdicke^b) (Mindestwert in μm)
Stahl > 6 mm	70	85
Stahl > 3 mm bis ≤ 6 mm	55	70
Stahl ≥ 1.5 mm bis ≤ 3 mm	45	55
Stahl < 1.5 mm	35	45
Guss ≥ 6 mm	70	80
Guss < 6 mm	60	70

a) Örtliche Schichtdicke: Mittelwert aus mindestens 5 Einzelmessungen auf einer Referenzfläche von 10 cm². Einzelwerte dürfen auch unter dem Mindestwert liegen.

b) Durchschnittliche Schichtdicke: Mittelwert der örtlichen Schichtdicken. Die Anzahl zu messender örtlichen Schichtdicken (Referenzflächen) hängt von der Grösse der Teile ab (> 2 m²: ≥ 3 Referenzflächen / > 100 cm² bis ≤ 2 m²: ≥1 Referenzfläche / weitere Details siehe ISO 1461)

Ausbildung einer Schutzschicht aus Zinkcarbonat

Die „fabrikneuen“, glänzenden Zinkoberflächen reagieren mit Sauerstoff und Feuchte zu Zinkhydroxid. Dieses wird in den ersten 1-3 Monaten mittels Kohlendioxid der Luft in Zinkcarbonat umgewandelt, welches eine schwer wasserlösliche Zinkpatina bildet. Diese Patina, welche sich bei trockenen Bedingungen schon nach wenigen Tagen zu bilden beginnt, schützt die Oberfläche und verhindert mit der Zeit die weitere Bildung von Zinkkorrosionsprodukten.

Falls die fabrikneue Oberfläche feucht wird und schlecht belüftet und damit kaum Kohlendioxid vorhanden ist, können sich die Zinkhydroxide nicht zu Zinkcarbonat umwandeln. Es entsteht eine weisse Schicht, welche als „Weissrost“ bezeichnet wird. Diese kann durch trockene und gut belüftete Lagerung verhindert werden (siehe Kapitel 142 „Weissrost“).

Keine Kantenflucht

Die einzelnen Kristalle der Eisen-Zink Legierungsschichten wachsen senkrecht zur Stahloberfläche. An Ecken und Kanten öffnen sich die Legierungsschichten deshalb fächerförmig und die Zwischenräume füllen sich mit Reinzink. Zinküberzüge beim Stückverzinken sind deshalb im Regelfall an Kanten und Ecken mindestens so dick wie in den angrenzenden Flächen – die Kantenflucht, wie sie bei anderen Korrosionsschutzsystemen auftritt, stellt sich hier nicht ein.

Stichworte:

Eisen-Zink Legierungsschichten und Reinzinkschicht
An trockener Luft bildet sich auf der Oberfläche eine Zinkcarbonat-Schutzschicht
Keine Kantenflucht beim Feuerverzinken