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Metallbeschichtete Stähle

Schutz gegen Rost durch Verzinken

Eine Verzinkung (Z), die durch Feuerverzinken auf beiden Seiten erzeugt wird, verlängert die Lebensdauer des Endprodukts, indem sie den Stahl vor Korrosion schützt.

Der kontinuierliche Feuerverzinkungsprozess bietet einen breiten Schutzbereich von Z100 bis Z600 und zusätzlich eine feste Verbindung zwischen Beschichtung und Stahl. Dank dieser Eigenschaften sind Verzinkungen gut geeignet zum Umformen und für anspruchsvolle korrosive Atmosphären.

Die Zusammensetzung der Verzinkung besteht fast vollständig aus Zink (> 99 %) und ist bleifrei. Dies führt zu einer feinkristallisierten Zinkblume, die hohe Ansprüche beim visuellen Erscheinungsbild erfüllt. Die Korrosionsbeständigkeit durch eine Verzinkung ist direkt proportional zur Dicke der Beschichtung. Die Z600-Beschichtung (42 μm auf beiden Seiten) kann eine Haltbarkeit von bis zu 80 Jahren bewirken. Deshalb kann in bestimmten Anwendungen eine Stückverzinkung der fertigen Bauteile durch den Einsatz von Stahlblechen mit Z450- oder Z600-Beschichtung ersetzt werden, was die gesamte Prozesskette vereinfacht.

Aufgrund der Opfereigenschaften des Zinks 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 Verzinkungen 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)
Z100 100 7
Z140 140 10
Z180 180 13
Z200 200 14
Z225 225 16
Z275 275 20
Z350 350 25
Z450 450 32
Z600 600 42

* bei Dreipunktprüfung

Zusätzlich zu diesen Zinkbeschichtungsdicken, 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 verzinktem Stahl

Umformen

Generell verträgt eine Verzinkung (Z) schwere Deformationen dank ihrer Duktilität und ihres guten Reibungsverhaltens. Deshalb können bei Stählen mit Beschichtungen auf Zinkbasis in der Regel dieselben Umformprozesse wie bei unbeschichteten Stählen ohne substanzielle Modifikationen bei den Prozessbedingungen angewandt werden. Kleinere Unterschiede beim Oberflächenverhalten können einige Änderungen erforderlich machen, beispielweise 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 Biegeleistung der verzinkten Bleche mit Beschichtungsmassen bis 275 g/m² gleicht in etwa der von entsprechenden unbeschichteten Blechen.

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

Schweißen

Metallbeschichtete Stähle können mit verschiedenen Schweißverfahren geschweißt werden, darunter Widerstands-, Laser- und Lichtbogenschweißen. Wenn die Schweißempfehlungen befolgt werden, entsprechen die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte denjenigen von unbeschichteten Stählen. 

Am üblichsten ist Widerstandsschweißen wie etwa Punktschweißen. Dies ergibt ausgezeichnete Ergebnisse mit beschichteten 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. Eine Galvannealed-Beschichtung (ZF) wird für Widerstandsschweißanwendungen mit mehreren Schweißnähten empfohlen.

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. 

Lackieren 

Durch Lackieren geben Sie dem Endprodukt nicht nur die gewünschte Farbe, sondern verbessern auch dessen Korrosionsschutz. Die dressiergewalzte Oberflächenart B wird empfohlen, wenn eine hohe Oberflächenqualität für die lackierte Oberfläche erforderlich ist. 

Eine Verzinkung bietet ein gutes Substrat für eine Lackierung, wenn die Oberfläche zweckmäßig vorbereitet ist und die richtigen Lacke verwendet werden. 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 verzinkten Stahl geeignete Vorbehandlung vorbehandelt werden, um die Haftkraft der Beschichtung zu verbessern.