Feuerverzinken

Die nachstehend beschriebenen Verfahrensschritte sind beispielhaft erläutert. Nach den jeweiligen betrieblichen Gegebenheiten können geringfügige Abweichungen auftreten. Bei Anlagen zum Feuerverzinken von Kleinteilen können teilweise erhebliche Änderungen des Verfahrensablaufs auftreten. Nach der Anlieferung der zu verzinkenden Teile in der Feuerverzinkerei und einer notwendigen Eingangsprüfung werden die Werkstücke zunächst zu Chargen möglichst gleichartiger oder ähnlicher Bauteile zusammengestellt, damit ein wirtschaftliches Verzinken möglich ist.

Entfetten/Spülen

Teile, die Rückstände von Fetten und Ölen aufweisen, können in einem Entfettungsbad oder auf andere geeignete Weise gereinigt werden. Als Entfettungsmittel kommen üblicherweise wässrige alkalische oder saure Mittel zur Anwendung. Anschließend erfolgt ein kurzes Eintauchen in ein Wasserbad, um das Verschleppen von Entfettungsmitteln mit dem Verzinkungsgut zu vermeiden.

Beizen

Der nächste Schritt ist eine Beizbehandlung zur Entfernung arteigener Verunreinigungen (z. B. Rost und Zunder) von der Stahloberfläche. Das Beizen erfolgt üblicherweise in verdünnter Salzsäure. Die Dauer des Beizvorgangs richtet sich nach dem Verrostungsgrad des Verzinkungsgutes und der Arbeitskonzentration der Beize. Die Beizbäder werden im Regelfall bei Raumtemperatur betrieben.

Spülen

Nach dem Beizen erfolgt ein erneuter Spülvorgang in einem Wasserbad, um die Möglichkeit, dass Säure- und Salzreste mit dem Verzinkungsgut verschleppt werden, zu minimieren.

Fluxen

Dem Spülbad schließt sich ein Flussmittelbad an. Aufgabe des Flussmittels ist es, eine letzte intensive Feinreinigung der Stahloberfläche vorzunehmen. Ähnlich wie z. B. bei Lötverbindungen, bei denen in der Regel auch Flussmittel eingesetzt werden, erhöht das Flussmittel die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink. Das Flussmittel besteht meist aus einer Lösung von Chloriden auf Wasserbasis – häufig eine Mischung aus Zink- und Ammoniumchlorid. Werkstoff- und produktabhängig können Flussmittel auf unterschiedliche Weisen aufgetragen werden. So ist es zum Beispiel möglich, das Flussmittel direkt flüssig oder in Pulverform auf die Werkstoffoberfläche zu sprühen oder das Verzinkungsgut durch eine aufgeschäumte, auf dem Zinkbad schwimmende Flussmitteldecke hindurch in die Schmelze einzutauchen.

Trocknen

In den meisten Fällen folgt dann eine Trockenstation, in welcher der Flussmittelfilm mittels Wärme oder durch einen Trockenluftstrom getrocknet wird. Zur Erwärmung von Entfettungsbädern und Trockenöfen wird in vielen Feuerverzinkereien die Abwärme aus der Beheizung des Verzinkungskessels mitgenutzt.

Feuerverzinken

Nach der Flussmittelbehandlung bzw. dem Trocknen wird das Verzinkungsgut in die flüssige Zinkschmelze getaucht. Zink hat eine Schmelztemperatur von ca. 419°C; die Betriebstemperatur eines Verzinkungsbades liegt in den meisten Betrieben zwischen 440°C bis 460°C; in besonderen Fällen auch bei mehr als 530°C (Hochtemperaturverzinkung). Der Zinkgehalt der Schmelze liegt gemäß DIN EN ISO 1461 bei mindestens 98 Prozent. Um ein optimales Verzinkungsergebnis zu erzielen, werden die Zinkschmelzen üblicherweise mit anderen Metallen, insbesondere mit Aluminium und Zinn legiert. Beim Verzinkungsvorgang bildet sich als Folge einer wechselseitigen Diffusion des flüssigen Zinks mit der Stahloberfläche auf dem Stahlteil ein Überzug verschiedenartig zusammengesetzter Eisen-Zink-Legierungsschichten. Beim Herausziehen der feuerverzinkten Gegenstände bleibt auf der obersten Legierungsschicht noch eine – auch als Reinzinkschicht bezeichnete – Schicht aus Zink haften, die in ihrer Zusammensetzung der Zinkschmelze entspricht. Nach dem Eintauchen des Verzinkungsgutes in das geschmolzene Zink verbleiben die Teile im Zinkbad, bis sie dessen Temperatur angenommen haben. Da das Flussmittel „abgekocht" ist, wird die Oberfläche des Zinkbades von Oxiden und Flussmittelresten gereinigt, bevor das Verzinkungsgut wieder aus der Zinkschmelze herausgezogen wird.

Kühlen/Kontrollieren

Die nun noch sehr heißen feuerverzinkten Stahlteile kühlen entweder an der Luft oder in einem Wasserbad ab. In einem letzten Schritt wird dann das fertig verzinkte Material gewogen, da im Regelfall das verzinkte Gewicht die Basis für die Preisermittlung des Unternehmens bildet. Vor der Auslieferung wird die Güte der Feuerverzinkung kontrolliert. Bei Bedarf erfolgt dann noch ein Verputzen der Teile. Dabei werden, falls nötig, Zinkspitzen und Unsauberkeiten auf dem Zinküberzug beseitigt.

Ein wesentliches Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzugs. Diese wird in µm (Mikrometer) gemessen (1 µm = 1/1.000 mm), seltener als flächenbezogene Masse in g/m² angegeben. In DIN EN ISO 1461 sind die Mindestwerte der geforderten Überzugsdicke angegeben, wie sie je nach Materialdicke beim Stückverzinken (= durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge) zu liefern sind. Werden an das Aussehen, die Dicke oder das Haftvermögen von Zinküberzügen oder besondere Anforderungen gestellt, so sind hierüber zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer Vereinbarungen zu treffen.

Zink aus Schmelztauchverfahren wird meist nicht zusätzlich passiviert, sondern überzieht sich durch eine Reaktion mit dem Kohlendioxid der Luft mit einer dünnen Karbonatschicht, was ihm ein mattgraues, teilweise milchiges Aussehen verleiht. 

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