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Metallbeschichtete Stähle

Galfan – verbesserte Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit

Galfan (ZA) ist eine Zink-Aluminium-Legierungsbeschichtung, die im Vergleich zu einer herkömmlichen Verzinkung einen ausgezeichneten Korrosionsschutz und eine gute Umformbarkeit bietet.

Eine Galfan-Beschichtung weist im Vergleich zu herkömmlichen Zinkbeschichtungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Aus diesem Grund kann sie verwendet werden, um eine längere Haltbarkeit eines Stahlbauteils zu erreichen oder um eine herkömmliche Verzinkung durch eine dünnere Galfan-Beschichtung zu ersetzen, wodurch gleichzeitig eine bessere Schweißbarkeit und Umformbarkeit erzielt wird.

Die Galfan-Beschichtung zeichnet sich durch ihre helle, metallische und durch ein feines Zellenmuster strukturierte Oberfläche aus. Die eutektische Zusammensetzung aus 95 % Zn und 5 % Al verbessert die Schichthaftung und ermöglicht eine lamellare Beschichtungsstruktur im Mikromaßstab, was sie zu einer duktilen und gut geeigneten Beschichtung für Tiefziehen macht. Verglichen mit der herkömmlichen Verzinkung bietet Galfan eine deutlich verbesserte Umformbarkeit.

Die Galfan-Beschichtung wird beidseitig in einem kontinuierlichen Feuerverzinkungsprozess erzeugt. Aufgrund der Opfereigenschaften der Galfan-Beschichtung bietet die Beschichtung einen Korrosionsschutz für Bereiche mit ausgesetzten Stahloberflächen wie etwa Schneidekanten und Bereiche mit einer beschädigten Beschichtung (Kratzer, Schläge usw.). Ein voller Korrosionsschutz wird auch in Bereichen erreicht, die stark umgeformt wurden, weil die Tendenz zum Schälen bei einer dicht verbundenen Beschichtung mit geringer Reibung gering ist.

SSAB bietet Galfan-Beschichtungen mit verschiedenen Beschichtungsdicken, Oberflächenqualitäten und -behandlungen an, um die Anforderungen von verschiedenen Anwendungen zu erfüllen.

Beschichtungsdicke

Bezeichnung der Beschichtungen Min. gesamte Beschichtungsmasse,
beide Oberflächen (g/m²) *
Richtwert für Beschichtungsdicke pro Oberfläche,
typisch (μm)
ZA095 95 7
ZA130 130 10
ZA155 155 11
ZA185 185 14
ZA200 200 15
ZA255 255 20
ZA300 300 23
* bei Dreipunktprüfung

Zusätzlich zu diesen Galfan-Beschichtungsdicken, die nach DIN EN 10346:2015 festgelegt werden, umfasst das Angebot verschiedene asymmetrische Beschichtungen, Beschichtungen mit gleicher Mindestbeschichtungsmasse pro Oberfläche und andere Spezifikationen von Herstellern, die auf Anfrage erhältlich sind.

Verarbeitung von mit Galfan beschichtetem Stahl

Umformen

Normalerweise können bei Stählen mit Beschichtungen auf Zinkbasis dieselben Umformprozesse wie bei unbeschichteten Stählen ohne substanzielle Modifikationen bei den Prozessbedingungen angewandt werden. Kleinere Unterschiede beim Oberflächenverhalten können einige Änderungen erforderlich machen, beispielsweise beim Schmieren, bei der Werkzeuggeometrie und bei den Haltekräften. Die Metallbeschichtung hat eine vorteilhafte Eigenschaft, indem sie als Schmiermittel dient, die ausgezeichnet bei geringen und mittleren Oberflächendrücken beim Umformen funktioniert.

Die lamellare Mikrostruktur der Galfan-Beschichtung ist äußerst gut geeignet für Rollumformen, anspruchsvolles Tiefziehen, Profilieren und Biegen. Aufgrund der dünnen intermetallischen Schicht auf der Grenzfläche des Stahls und der Beschichtung weist die Galfan-Beschichtung eine ausgezeichnete Rissbeständigkeit auf. Diese beiden Eigenschaften machen Galfan zur optimalen Beschichtung für anspruchsvolle Umformvorgänge.

Das erfolgreiche Umformen von metallbeschichteten Stählen hängt von den Festlegungen ab, die bei Geometrie der Komponente, Stahlgüte, Typ und Dicke der Metallbeschichtung, Oberflächenqualität und -schutz und verwendetem Umformwerkzeug getroffen werden.

Schweißen

Im Allgemeinen können metallbeschichtete Stähle mit verschiedenen Schweißverfahren geschweißt werden, darunter Widerstands-, Laser- und Lichtbogenschweißen. Wenn die Schweißempfehlungen befolgt werden, entsprechen die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte denjenigen von unbeschichtetem Stahl. Mit Galfan (ZA) beschichtete Stähle können mit denselben Parametern geschweißt werden wie verzinkte Stähle (Z). Wenn die Beschichtungsdicke durch Verwendung von Galfan verringert wird, ist der erforderliche Schweißstrom geringer und die Haltbarkeit der Schweißelektroden kann verlängert werden.

Am üblichsten ist Widerstandsschweißen wie etwa Punktschweißen. Dies ergibt ausgezeichnete Ergebnisse mit metallbeschichteten Stählen. Die vorteilhaften Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtung auf Zinkbasis bleiben im Bereich von sorgfältig ausgeführten Punktschweißungen weitgehend erhalten. Punktschweißen von metallbeschichtetem Material erfordert aufgrund des geringeren Übergangswiderstands der Beschichtung eine etwas höhere Stromstärke und Elektrodenkraft als bei unbeschichteten Stählen. Ebenso erhöht eine Zunahme der Beschichtungsdicke leicht den erforderlichen Schweißstrom. Um die Schweißbarkeit zu erhöhen und eine längere Lebensdauer der Schweißelektroden zu erhalten, wird daher empfohlen, unnötig dicke Beschichtungen bei Schweißanwendungen zu vermeiden.

Laserschweißen ist dank der engen Schweißnähte (nur wenige Millimeter) und des niedrigen Wärmeeintrags auch ideal für metallbeschichtete Materialien. Wenn Schmelzschweißverfahren verwendet werden, muss der Wärmeeintrag so gering wie möglich sein, um die erhitzte Zone im metallbeschichteten Blech zu begrenzen. Ebenso wie in zerkratzten Bereichen der Beschichtung sorgt der Opfereffekt der Beschichtung auf Zinkbasis auch in der engen Schweißnaht für einen kathodischen Korrosionsschutz. Dennoch wird empfohlen, den Schweißbereich nach dem Schmelzschweißen zu lackieren oder durch eine andere geeignete Beschichtung zu schützen.

Die Be- und Entlüftung des Arbeitsplatzes muss sachgemäß geregelt werden, weil beim Schweißen von beschichtetem Stahl auf Zinkbasis Schweißdämpfe entstehen, die Zinkoxid enthalten.

Fügen

Alle Beschichtungen auf Zinkbasis sind gut zum Kleben geeignet, sofern die Oberfläche auf den verwendeten Klebstoff (Epoxid-, Acryl- oder Polyurethanklebstoff) abgestimmt ist. Ein Vorteil des Klebens ist, dass dabei die Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtung bewahrt bleiben, weil die Beschichtung im Fügebereich grundsätzlich intakt bleibt. Um eine gute Haftung zu erzielen, sollten Öle und andere Unreinheiten sorgfältig von den Klebeflächen entfernt werden. In vielen Fällen werden dünne organische Beschichtungen (TOC) empfohlen, die die besten Oberflächen für Kleben bieten. Die Verträglichkeit der Oberfläche mit dem Klebstoff sollte immer von Fall zu Fall geprüft werden.

Im Hinblick auf eine mechanische Verbindung sind gleichermaßen Laschenverbindungen (z. B. Bolzen oder Nieten) und Verbindungsmethoden ohne Laschen für Galfan geeignet. Beispielsweise sind dank der ausgezeichneten Umformbarkeit Falzen, Falten, Laschen und Druckverbindungen für Galfan geeignet. Bei Lötverbindungen können Flammweichlöten und Lichtbogenlöten für Galfan verwendet werden. Klebstoffe, die für verzinkten Stahl verwendet werden, sind auch für mit Galfan beschichteten Stahl geeignet.

Lackieren

Durch Lackieren erhalten Sie nicht nur die gewünschte Farbe für das Endprodukt, sondern verbessern auch dessen Korrosionsschutz. Genau wie eine Zinkbeschichtung (Z) bietet auch Galfan (ZA) ein gutes Substrat für eine Lackierung, wenn geeignete Lacke verwendet werden. Dieselben Lacke und Lackiermethoden wie bei verzinkten Stählen (Z) können verwendet werden. Die dressiergewalzte Oberflächenart B wird empfohlen, wenn eine hohe Oberflächenqualität für die lackierte Oberfläche erforderlich ist.

Um eine gute Haftung zu erzielen, sollten Öle und andere Unreinheiten sorgfältig von den zu lackierenden Oberflächen entfernt werden. Das Produkt kann durch Zinkphosphatieren oder eine andere, für zinkbeschichteten Stahl geeignete Vorbehandlung vorbehandelt werden, um die Haftkraft der Beschichtung zu verbessern.