EP0046458A1

EP0046458A1 - Verfahren zum Hochtemperaturverzinken

Info

Publication number: EP0046458A1
Application number: EP80104834A
Authority: EP
Inventors: Erwin Dr. Diehl; Wolfgang Dr. Müller; Artur Stroh
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1982-03-03
Also published as: US4364978A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hochtemperaturverzinken von 0,01 bis 0,6 Gew.-% Silicium enthaltenden Stahlteilen bei Temperaturen von 470 bis 550°C, wobei die Stahlteile in die Zinkschmelze eingetaucht werden, welche Blei bis zu in der bei der Verfahrenstemperatur maximal löslichen Menge, mindestens jedoch 2 Gew.-% Blei, bezogen auf die Zinkschmelze, enthält. Hierdurch gelingt die Erzielung gleichmäßig dicker Zinküberzüge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hochtemperaturverzinken von 0,01 bis 0,6 Gew.-% Silicium enthaltenden Stahlteilen durch Eintauchen in auf Temperaturen von etwa 4-70 bis 550°C erhitztes geschmolzenes Zink.
Entsprechend dem Löslichkeitsdiagramm nimmt die Löslichkeit des Bleis im geschmolzenen Zink mit steigender Temperatur zu. Sie beträgt z.B. bei 450°C 1 bis 1 1/2 Gew.-% und steigt bei 550°C auf über 5 Gew.-%.
Verwendet man Wannen aus eisenhaltigen Legierungen zum Aufschmelzen des Zinks, so kann in diesen Wannen wegen der Löslichkeit des Eisens nur bei relativ niedrigen Temperaturen gearbeitet werden. Die Zinkschmelze kann somit in Stahlwannen nur relativ niedrige Gehalte an Blei, z.B. etwa 0,7 bis 1,3 Gew.-% Blei, enthalten. Will man bei höheren Temperaturen verzinken, verwendet man zweckmäßig keramische Verzinkungswannen. Es ist dann zwar entsprechend den höheren erzielbaren Badtemperaturen möglich, größere Mengen Blei in den Zinkschmelzen aufzulösen, jedoch wird dem Fachmann hiervon abgeraten. So wird beispielsweise in dem Buch von W. Machu "Metallische Überzüge", 3. Auflage, Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig KG, Leipzig, 1948, Seite 191,ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Bleigehalt möglichst niedrig sein soll, da bei höheren Bleigehalten das Bad schwerer flüssig wird.
Es ist zwar bekannt, siliciumberuhigte Stähle nach der _Me-thode der Hochtemperaturverzinkung zu verzinken. Die dabei erzielbaren Zinküberzüge sind aber ungleichmäßig. überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man in Abkehr von der Lehre, den Bleigehalt der Zinkschmelze möglichst niedrig zu halten, Stahlteile mit 0,01 bis 0,6 Gew.-% Silicium gerade dann unter- Ausbildung eines gleichmäßigen Zinküberzugs verzinken kann, wenn man den Bleigehalt hoch wählt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zinkschmelze verwendet, welche Blei bis zu in der bei der Verfahrenstemperatur maximal löslichen Menge, mindestens jedoch 2 Gew.-% Blei, bezogen auf die Zinkschmelze, enthält.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, auch siliciumberuhigte Stähle gleichmäßig zu verzinken, was z.B. bei Gewindeteilen von besonderer Wichtigkeit ist. Man ist deshalb in der Lage, die-ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften derartiger Stähle auszunutzen und gleichzeitig durch einen konstanten Zinküberzug eine hohe Korrosionsfestigkeit zu gewährleisten.
Besonders beim Verzinken von Kleinteilen (sogenannte Schleuderware), aber auch bei großflächigen Stahlteilen werden gleichmäßige Schichtdicken von etwa 60 bis 80 um bei normaler Ausziehgeschwindigkeit erreicht. Durch Anpassung der Ziehgeschwindigkeit ist es jedoch auch möglich, stärkere Überzüge, z.B. von 100 bis 120 um, zu erhalten. Die Schichtdicken sind über das gesamte Werkstück hinweg gleichmäßig. Ein Abschwimmen oder Abplatzen von Zinküberzügen wird nicht beobachtet.
Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn die Zinkschmelze zusätzlich 0,002 bis 0,1 Gew.-% Aluminium enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand der folgenden Beispiele noch näher erläutert werden.

Beispiel 1:

In einem keramischen Zinkkessel werden 4 mm starke Keilunterlagsscheiben aus Stabk mit einem Siliciumgehalt von 0,07 Gew.-% bei 545°C in eine Zinkmetallschmelze getaucht, welche 0,04 Gew.-% Aluminium und 5,0 Gew.-% Blei enthält. Nach 2 Minuten Tauchzeit und einer Ziehgeschwindigkeit von ca. 2 m/Minute weisen die Gegenstände einen gleichmäßigen Zinküberzug von 65 bis 7Q um auf.

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 werden Keilunterlagsscheiben verzinkt. Die Tauchzeit beträgt bei diesem Beispiel jedoch 10 Minuten. Es wird ebenfalls ein gleichmäßiger Überzug von 65 bis 70 µm erhalten.

Beispiel 3

Kleinteile aus Stahl mit einem Siliciumgehalt von 0,53 Gew.-% Silicium werden analog Beispiel 1 oder 2 verzinkt. Sowohl bei 2 wie auch bei 10 Minuten Tauchzeit werden den Beispielen 1 und 2 entsprechende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 4

Es werden Schrauben der Güteklasse 10.9 mit Siliciumgehalten von 0,15 bis 0,4 Gew.-% Silicium in einem Zinkbad verzinkt, welches 2,1 Gew.-% Blei und 0,002 Gew.-% Aluminium enthält. Die Verzinkungstemperatur beträgt 545°C. Sowohl bei einer Tauchzeit von 2 Minuten wie auch bei einer Tauchzeit von 10 Minuten werden einwandfreie Überzüge von 80 bis 90 um erhalten.

Beispiel 5

Es werden Stahlteile mit Siliciumgehalten von 0,15 bis 0,4 Gew.-% Silicium in einem Zinkbad verzinkt, welches 4 Gew.-% Blei und 0,002 Gew.-% Aluminium enthält. Die Verzinkungstemperatur beträgt 535°C. Sowohl bei einer Tauchzeit von 2 Minuten wie auch bei einer Tauchzeit von 10 Minuten werden einwandfreie Überzüge von 80 bis 90 um erhalten.

Claims

Verfahren zum Hochtemperaturverzinken von 0,01 bis 0,6 Gew.-% Silicium enthaltenden Stahlteilen durch Eintauchen in auf Temperaturen von etwa 470 bis 550°C erhitztes ge- geschmolzenes Zink dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zinkschmelze verwendet, welche Blei bis zu in der bei der Verfahrenstemperatur maximal löslichen Menge, mindestens jedoch 2 Gew.-% Blei, bezogen auf die Zinkschmelze, enthält.