Bandverzinken (kontinuierliches Verzinken)

Ein anderes Verfahren zum Verzinken von Stahl ist das Bandverzinken. Hierbei wird Stahlband vom Coil unterschiedlicher Sorten in Dicken zwischen 0,4 und 3,0 mm bereits beim Stahlhersteller in kontinuierlich ablaufenden Prozessen mit einem Zinküberzug versehen. Unterschieden werden zwei grundsätzliche Verfahrensvarianten: das Feuerverzinken und das elektrolytische Verzinken.

Feuerverzinktes Feinblech

Zur Herstellung von feuerverzinktem Feinblech wird kalt oder warm gewalztes Stahlband gereinigt, in einem Durchlaufofen zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften wärmebehandelt und anschließend durch ein Zinkschmelzbad geführt. Die gewünschte Überzugsdicke wird durch einen geregelten Gasstrahl beidseitig des Bands eingestellt, der das überschüssige Zink abbläst. Während der Erstarrung des Zinks bildet sich eine Kristallstruktur aus, die allgemein als Zinkblume bekannt ist. Durch gezielte Beeinflussung der Erstarrung lassen sich auch kleine bis makroskopisch nicht mehr erkennbare Zinkblumen realisieren. Stahl und Zink sind metallurgisch durch Legierungsbildung fest miteinander verbunden. So ist gewährleistet, dass die Zinkschicht auch bei nachfolgenden Umformschritten fest am Stahl anhaftet. Wirtschaftliche Vorteile werden so nutzbar: Vorhandene Anlagen zum Verformen des Stahls können genutzt werden.

Je nach Kundenanforderung erfolgen anschließend weitere mechanische oder chemische Behandlungen des verzinkten Stahlbands. Die Oberfläche kann glänzend silbrig bis matt grau sein. Die handelsüblichen Zinkauflagen betragen 100 bis 600 g/m2 beidseitig. Die Dicke der Zinkschicht beträgt 5 - 25 um.

Elektrolytisch verzinktes Feinblech

Für elektrolytisch verzinktes Feinblech kommt kalt gewalztes, bereits wärmebehandeltes Stahlband zum Einsatz, das nach der Reinigung und einer Vorbehandlung durch Beizen mehrere, in Reihen angeordnete Elektrolysezellen durchläuft. Mithilfe von Strom wird Zink aus der wässrigen Lösung eines Zinksalzes elektrolytisch auf die Stahloberfläche abgeschieden. Im Gegensatz zum Schmelztauchverfahren sind mit dieser Verfahrensvariante auch einseitige Verzinkungen möglich. Handelsübliche Zinkauflagen betragen 2,5 bis 10 μm pro Seite. Die blumenfreie, mattgraue Oberfläche elektrolytisch verzinkten Feinblechs ist sehr gleichmäßig und eignet sich damit besonders für hochwertige Qualitätslackierungen, wie sie zum Beispiel im Automobilbau bei Außenhautteilen verlangt werden.

Die Zinkwerkstoff-Familie beim Bandverzinken

Das Zink, das beim Bandverzinken eingesetzt wird, kommt entweder als Feinzink oder in Kombination mit anderen Elementen als Zinklegierung zum Einsatz. Je nach Zusammensetzung der Zinkschicht und Aufbringungstechnik entstehen unterschiedliche Werkstoffeigenschaften.

Die Zinkwerkstoff-Familie, die beim kontinuierlichen Bandverzinken zum Einsatz kommt, umfasst:

  • Verzinktes Feinblech: Hier wird Stahl mit einer reinen Zinkschicht überzogen.
  • Elektrolytisch verzinktes Feinblech: Es werden vor allem reine Zinkschichten erzeugt. Auch Fe-Zn und Zn-Ni-Schichten sind bekannt.
  • Galvanealed Feinblech: Ein spezieller Typ feuerverzinkten Feinblechs ist das Galvannealed-Feinblech, bei dem die Zinkschicht durch eine Glühbehandlung unmittelbar nach dem Verzinken in eine Zink-Eisen-Legierungsschicht umgewandelt wird. Diese besitzt üblicherweise einen Eisenanteil von 8 bis 12 %. Galvannealed-Feinblech, das sich besonders gut schweißen und lackieren lässt, findet vorwiegend im Karosseriebau Verwendung. Übliche Auflagen betragen 100 bis 140 g/m2 beidseitig und weisen eine matte, blumenfreie Oberfläche auf.
  • Galvalume®: Zinklegierungen mit bis zu 55% Aluminium sorgen bei Teilen mit geringem Umformgrad für Korrosionsschutz auch in Einsatzbereichen mit Höheren Temperaturen.
  • Galfan®. Bei höheren Verformungsgraden werden Zinklegierungen mit 5% Aluminium eingesetzt.

„Galvanized Autobody Partnership“-Programm für Zink-Innovationen im Automobilleichtbau

Gewichts- und Kostenreduzierung sind seit Jahren zentrale Themen im Automobilbau, denn leichtere Fahrzeuge können den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen weiter verringern. Ein wesentlicher Werkstoff im Automobilbau ist Stahl – besonders mit Blick auf den Leichtbau bietet die Verwendung höher- und höchstfester Stähle ein ausgezeichnetes Entwicklungspotenzial.

Auch wenn es darum geht, die steigenden Anforderungen an Festigkeit, Verformbarkeit, Umweltverträglichkeit und lange Haltbarkeit von Kraftfahrzeugen zu erfüllen, sind die neuen hoch- und höchstfesten Stähle gefragt – und damit auch Zink. Denn jede neue Stahlsorte macht gleichzeitig eine Optimierung der Verzinkung als Korrosionsschutz erforderlich. Eine Herausforderung, der sich die Mitgliedsunternehmen des „Galvanized Autobody Partnership“-Programms stellen. Ziele dieser Partnerschaft sind die Erhaltung und der Ausbau der Märkte für verzinktes Stahlfeinblech in der Automobilindustrie.

Mit den GAP-Projekten trägt die International Zinc Association entscheidend dazu bei, verzinkten Stahl für den Fahrzeugbau widerstandsfähiger und korrosionsbeständiger zu machen, die Kraftstoffeffizienz durch eine Reduzierung des Gewichts zu verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Materialien zu erhöhen.

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