DE3714403A1 - Verfahren und legierung zur feuerverzinkung - Google Patents
Verfahren und legierung zur feuerverzinkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feuerverzinkung,
insbesondere zur Erzeugung von Zinkschichtdicken
zwischen 10 und 40 µm mittels Feuerverzinkung auf Stahleinzelteilen.
Bei der Feuerverzinkung unter Verwendung eines
zinkhaltigen Bleibades besteht der Kesselinhalt vorwiegend
aus einer Bleischmelze mit einem geringen Zinkgehalt, je
nach Temperatur und einer auf der Bleischmelze zufolge des
Unterschieds in der Dichte schwimmenden dünnen schmelzflüssigen
Zinkschicht.
Bei einer Temperatur von 455°C lösen sich nur etwa
2,5% Zink im Blei. Man verwendet dieses Verfahren hauptsächlich
für die Verzinkung von Blechen, Bändern und
Drähten, die wegen ihrer geringen Masse schnell die Temperatur
des Zinkbades annehmen.
Bei der kontinuierlichen Feuerverzinkung von Bändern
und Drähten gelingt es durch Legieren des Zinks mit Aluminium,
Abblasen des überschüssigen Zinks und Tauchzeiten im Bereiche
weniger Sekunden, Schichtdicken von 10 bis 20 µm zu erzeugen.
Bei der Feuerverzinkung von Einzelteilen der sogenannten
Stückverzinkung werden die Teile vor dem Tauchen
in die Zinkschmelze in einer Reihe von Bädern gereinigt.
Diese Vorbehandlung erfolgt durch Entfetten in handelsüblichen
alkalischen oder sauren wäßrigen Lösungen von
Entfettungsmitteln bei Temperaturen von 20 bis 80°C und Konzentrationen
der Entfettungsmittel von 20 bis 100 g/l. Danach
erfolgt eine Spülung in Wasser und das Beizen in Salzsäure
in einer Konzentration von 30 bis 180 g/l HCl bei
Temperaturen von 10 bis 40°C.
Als Flußmittel werden handelsübliche wäßrige Lösungen
auf der Basis Zinkchlorid-Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid-
Kaliumchlorid-Ammoniumchlorid verwendet.
Zwischen den einzelnen Verfahrensschritten können
Spülvorgänge in Wasser eingeschaltet sein. Vor dem Eintauchen
in die Zinkschmelze sollte das Verzinkungsgut ferner getrocknet
werden. Bei diesem Verfahren unter Verwendung einer Zinkschmelze
üblicher Reinheit, z. B. den Zinkqualitäten nach
DIN 1706, entstehen bereits bei einer Tauchzeit von einer
Minute Zinkschichtdicken von <40 µm. Bei Stählen, die Silizium
enthalten, können die Zinkauflagen dann bereits 80 bis
90 µm dick sein.
Kürzere Tauchzeiten lassen sich bei der Stückverzinkung
mit einer solchen Zinkschmelze nicht erzielen. Das zu
verzinkende Gut muß ja die Temperatur des Zinkbades annehmen,
und das Flußmittel sollte ausreagieren.
Mit einem Nickelzusatz lassen sich aber bei einer
Tauchzeit von einer Minute und länger keine Schichtdicken
von 10 bis 40 µm erzeugen. Bei Al-Zusätzen entstehen ungleichmäßig
dicke Schichten.
Es ist ferner bekannt, mit Hilfe des elektrischen
Stromes elektrolytisch beliebige Zinkschichten abzuscheiden.
Für dickere Schichten ist dieses Verfahren jedoch nicht
wirtschaftlich. Elektrolytisch werden in der Regel nur
Zinkschichtdicken bis 12 µm erzeugt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
Verfahren vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, bei der
Stückverzinkung von Stahleinzelteilen im Bereiche von 10
bis 40 µm in wirtschaftlicher Weise eine Verzinkungsschicht
durch Feuerverzinkung zu erzielen.
Dies wird dadurch erreicht, daß ein Bleibad eingesetzt
wird, welches bei der Verzinkungstemperatur mit Zink
gesättigt ist und auf der Oberfläche des Bleibades,
je nach der gewünschten Zinkschichtdicke, auf dem Stahl nur
eine sehr dünne Zinkschicht aufrechterhalten wird oder die
Bleischmelze an der Stelle, wo das zu verzinkende Stück eingetaucht
und ausgezogen wird, völlig frei von einer Zinkschmelze
gehalten wird.
Die Bleitemperatur liegt im Bereiche von 420 bis
600°C und die Tauchzeit beträgt bis zu 6 Minuten und mehr,
vorzugsweise 1 bis 3 Minuten.
Vorteilhaft wirkt es sich im Rahmen der Erfindung
aus, wenn der Schmelze Zinn in unterschiedlichen Mengen
zwischen 0 und 40% zugesetzt wird. Dadurch kann die
Zinklöslichkeit im Blei erhöht und die Benetzbarkeit
beträchtlich verbessert werden, so daß auch eine Flußmitteldecke
bei der Verzinkung nicht erforderlich ist.
Mit solchen ternären Blei-Zinn-Zink-Schmelzen kann man
dünnere Zinkschichten erzielen als bei Verwendung binärer
Blei-Zink-Schmelzen, die eine reine Zinkschicht auf der
Oberfläche aufweisen.
Auf diese erfindungsgemäße Weise lassen sich Zinkschichten
zwischen 10 und 40 µm durch Feuerverzinkung wirtschaftlicher
aufbringen als durch galvanisches Verzinken.
Technisch bieten sie den Vorteil, z. B. bei Schrauben, einer
besseren Passung oder einer besseren Haftung der Zinkschichten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren spielt der Siliziumgehalt
der Stähle für die Dicke der Zinkschicht praktisch
keine Rolle. Somit können alle üblicherweise zur Verzinkung
gelangenden Stähle mit gleichem Ergebnis verzinkt werden, so
daß der Nachteil des oben aufgeführten Einflusses des Siliziums
auf die Zinkauflagendicke ausgeschaltet ist.
Bei der Vorbereitung der Einzelteile zur Verzinkung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Regel wie
oben bereits ausgeführt eine Entfettung und ein Beizen sowie
Tauchen in wäßrigen Flußmitteln und Spülvorgänge zwischen
den Verfahrensschritten durchgeführt.
Die zu verzinkenden Einzelteile müssen in die Schmelze
gedrückt werden, da die Dichte der Schmelze höher ist als die
des Stahls. Das Verzinkungsbad kann auch weitere Legierungselemente
enthalten, beispielsweise Aluminium. Es dient der
Reduktion der Oxidation der Schmelze und sollte dann in
einer Menge von 0,001 bis 0,005 Gew.-% zugegen sein. Es
kann aber auch zur Reduzierung der Zinkauflage eingesetzt
werden und sollte dann in Gehalten von 0,02 bis 0,2 Gew.-%
zugegen sein.
Hinsichtlich der Zinkschicht auf dem Bleibad ist
folgendes zu beachten. Zink und Blei sind bekanntlich bei
450°C nicht völlig mischbar. Da Zink leichter ist als Blei,
schwimmt es als flüssige Schicht auf der Bleischmelze. Je
dicker die Zinkschicht, umso höher wird die Zinkauflage
beim Verzinken.
Befindet sich auf der Blei-Zink- bzw. Blei-Zinn-
Zink-Schmelze keine Zinkschicht, so entsteht bei der Feuerverzinkung
eine Zink-Eisen-Legierung, die auf der Außenoberfläche
eine dünne Schicht mit der Zusammensetzung der
Schmelze aufweist. Eine Verzinkung entsteht also auch dann,
wenn keine Zinkschicht auf der Schmelze ist, allein durch
die Reaktion des im Blei gelösten Zinks, wobei die Wirkung
des Zinnzusatzes diesen Vorgang erheblich, wie oben dargelegt,
verbessert.
Eine in einer Schmelze mit 27,6% Zink, 41% Zinn
und 31,4% Blei verzinkte Probe hatte eine Verzinkungsschicht
mit einer Zusammensetzung Zink 59,5%, Zinn 20,0%,
Blei 13,1%, Eisen 6,2%.
Eine in einer Schmelze mit 19,7% Zink, 30,6% Zinn
und 49,6% Blei verzinkte Probe ergab eine Verzinkungsschicht
mit 58,4% Zink, 13,5% Zinn, 17,8% Blei und
6,8% Eisen.
Eine Schmelze mit 5,5% Zink, 10,0% Zinn und 84,4%
Blei ergab eine Verzinkungsschicht aus 43,7% Zink, 4,7%
Zinn, 40,0% Blei und ca. 10% Eisen.
Der obere Bleigehalt der Schmelze sollte zwischen
99,0 und 99,5 Gew.-% liegen. Er könnte auch auf 99,9% ansteigen.
Erfindungsgemäß hat das Bleibad für die Verzinkung
von Stahleinzelteilen im Feuerverzinkungsverfahren und zur
Erzielung von Zinkschichtdicken zwischen 10 und 40 µm
Zinkgehalte zwischen 1 und 28% und Zinngehalte zwischen
1 und 40%. Diese Mengen können variieren nach der einen
oder nach der anderen Seite, je nach Art der gewünschten
Zinkschichtdicke und des zu verzinkenden Einzelteiles,
das im übrigen nicht unbedingt aus Stahl bestehen muß.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch
andere Metalle verzinken.
Die Erfindung wird durch die sich anschließenden
Beispiele näher erläutert.
Bleibad mit 2,2% Zink gelöst
Stahl mit <0,005% Silicium
Stahl mit <0,005% Silicium
Bleibad mit 1,88% Zink und 3,18% Zinn
Stahl mit 0,025% Silicium
Stahl mit 0,025% Silicium
Bleibad mit 27,6% Zink und 41,0% Zinn
Stahl mit 0,025% Silicium
Stahl mit 0,025% Silicium
Bleibad mit 19,7% Zink und 30,6% Zinn
Stahl mit 0,025% Silicium
Stahl mit 0,025% Silicium
Bleibad mit 4,7% Zink und 8,6% Zinn
Stahl mit 0,025% Silicium
Stahl mit 0,025% Silicium
Bleibad mit 4,7% Zink und 8,6% Zinn
Stahl mit 0,26% Silicium
Stahl mit 0,26% Silicium
Bleibad mit 4,7% Zink und 8,6% Zinn
Stahl mit 0,45% Silicium
Stahl mit 0,45% Silicium
Claims (7)
1. Verfahren zur Feuerverzinkung, insbesondere zur Erzeugung
von Zinkschichtdicken zwischen 10 und 40 µm mittels Feuerverzinkung
auf Stahleinzelteilen unter Verwendung einer binären
Blei-Zink-Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Bleiband eingesetzt wird, welches bei der Verzinkungstemperatur
mit Zink gesättigt ist und auf der Oberfläche des
Bleibades je nach der gewünschten Zinkschichtdicke auf dem
Stahl nur eine sehr dünne Zinkschicht aufrechterhalten wird
oder die Bleischmelze an der Stelle, wo das zu verzinkende
Stück eingetaucht und ausgezogen wird, völlig frei von einer
Zinkschmelze gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bleibadtemperatur im Bereiche von 420 bis 600°C und die
Tauchzeit bis zu 6 Minuten und mehr beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tauchzeit zwischen 1 und 3 Minuten beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmelze Zinn in unterschiedlichen Mengen zwischen 0
und 45% zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelze zusätzlich weitere Legierungselemente enthält,
wie z. B. Aluminium und der Bleigehalt 20 bis 99,9%
beträgt.
6. Bleibad zur Verwendung bei der Feuerverzinkung von Stahleinzelteilen
gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,
gekennzeichnet durch einen Zinkgehalt zwischen 1 und 28%
und einen Zinngehalt zwischen 1 und 45% sowie gegebenenfalls
weiterer Legierungsbestandteile, wie Aluminium.
7. Bleibad nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen
Zinkgehalt zwischen 28 und 45%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714403 DE3714403A1 (de) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Verfahren und legierung zur feuerverzinkung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714403 DE3714403A1 (de) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Verfahren und legierung zur feuerverzinkung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3714403A1 true DE3714403A1 (de) | 1988-11-10 |
Family
ID=6326575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873714403 Ceased DE3714403A1 (de) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Verfahren und legierung zur feuerverzinkung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3714403A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE319734C (de) * | 1915-08-25 | 1920-03-11 | Clayton Mark | Verfahren zur Herstellung von zinkhaltigen Schutzueberzuegen auf Metallgegenstaenden |
FR638091A (fr) * | 1927-07-21 | 1928-05-15 | Trefileries Laminoirs Havre Sa | Procédé de galvanisation |
US2101816A (en) * | 1937-01-21 | 1937-12-07 | Frank D Mcbride | Galvanizing composition |
-
1987
- 1987-04-30 DE DE19873714403 patent/DE3714403A1/de not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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