VERFAHREN UND FLUSSMITTEL FÜR DIE FEUERVERZINKUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verzinkung von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen (Stahlbauteilen), vorzugsweise für die Automobil- bzw. Kraftfahrzeugindustrie, aber auch für andere technische Anwendungsgebiete (z. B. für die Bauindustrie, den Bereich des allgemeinen Maschinenbaus, die Elektroindustrie etc.), mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).

[0002] Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) und darüber hinaus ein in diesem Zusammenhang verwendbares Flussmittel und Flussmittelbad sowie deren jeweilige Verwendung.

[0003] Metallische Bauteile jeglicher Art aus eisenhaltigem Material, insbesondere Bauteile aus Stahl, erfordern anwendungsbedingt oftmals einen effizienten Schutz vor Korrosion. Insbesondere Bauteile aus Stahl für Kraftfahrzeuge (Kfz), wie z. B. Pkw, Lkw, Nutzfahrzeuge etc., aber auch für andere technische Bereich (z. B. Bauindustrie, Maschinenbau, Elektroindustrie etc.), erfordern einen effizienten Korrosionsschutz, welcher auch Langzeitbelastungen standhält.

[0004] In diesem Zusammenhang ist es bekannt, stahlbasierte Bauteile mittels Verzinkung (Verzinken) gegenüber Korrosion zu schützen. Beim Verzinken wird der Stahl mit einer im Allgemeinen dünnen Zinkschicht versehen, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Dabei können verschiedene Verzinkungsverfahren eingesetzt werden, um Bauteile aus Stahl zu verzinken, d. h. mit einem metallischen Überzug aus Zink zu überziehen, wobei insbesondere die Feuerverzinkung (synonym auch als Schmelztauchverzinkung bezeichnet), die Spritzverzinkung (Flammspritzen mit Zinkdraht), die Diffusionsverzinkung (Sherard-Verzinkung), die galvanische Verzinkung (elektrolytische Verzinkung), die nicht-elektrolytische Verzinkung mittels Zinklamellenüberzügen sowie die mechanische Verzinkung zu nennen sind. Zwischen den vorgenannten Verzinkungsverfahren bestehen große Unterschiede, insbesondere im Hinblick auf die Verfahrensdurchführung, aber auch im Hinblick auf die Beschaffenheit und Eigenschaften der erzeugten Zinkschichten bzw. Zinküberzüge.

[0005] Das wohl wichtigste Verfahren zum Korrosionsschutz von Stahl durch metallische Zinküberzüge ist die Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung). Dabei wird Stahl kontinuierlich (z. B. Band und Draht) oder stückweise (z. B. Bauteile) bei Temperaturen von etwa 450 °C bis 600 °C in einen beheizten Kessel mit flüssigem Zink getaucht (Schmelzpunkt von Zink: 419,5 °C), so dass sich auf der Stahloberfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht ausbilden.

[0006] Die Feuerverzinkung ist somit eine seit vielen Jahren anerkannte und bewährte Methode, um Bauteile bzw. Komponenten aus Eisenwerkstoffen, insbesondere Stahlwerkstoffen, vor Korrosion zu schützen. Wie zuvor geschildert, wird hierbei das typischerweise vorgereinigte bzw. vorbehandelte Bauteil in ein flüssig-heißes Zinkbad eingetaucht, wobei es zur Reaktion mit der Zinkschmelze und, daraus resultierend, zur Ausbildung einer relativ dünnen, metallurgisch mit dem Grundwerkstoff verbundenen Zinkschicht kommt.

[0007] Bei der Feuerverzinkung wird zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung (vgl. z. B. DIN EN ISO 1461) und kontinuierlicher Band- und Drahtverzinkung (vgl. z. B. DIN EN 10143 und DIN EN 10346) unterschieden. Sowohl das Stückverzinken als auch das Band- und Drahtverzinken sind genormte bzw. standardisierte Verfahren. Kontinuierlich verzinktes Stahlband und kontinuierlich verzinkter Draht sind jeweils ein Vor- bzw. Zwischenprodukt (Halbzeug), welches nach dem Verzinken, insbesondere durch Umformen, Stanzen, Zuschneiden etc., weiterverarbeitet wird, wohingegen durch Stückverzinken zu schützende Bauteile zuerst vollständig gefertigt und erst danach feuerverzinkt werden (wodurch die Bauteile rundum vor Korrosion geschützt werden). Stückverzinken und Band-/Drahtverzinken unterscheiden sich zudem hinsichtlich der Zinkschichtdicke, wodurch sich - auch in Abhängigkeit der Zinkschicht - unterschiedliche Schutzdauern ergeben. Die Zinkschichtdicke von bandverzinkten Blechen liegt zumeist bei höchstens 20 bis 25 Mikrometern, wohingegen die Zinkschichtdicken von stückverzinkten Stahlteilen üblicherweise im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr liegen.

[0008] Die Feuerverzinkung liefert sowohl einen aktiven als auch passiven Korrosionsschutz. Der passive Schutz erfolgt durch die Barrierewirkung des Zinküberzuges. Der aktive Korrosionsschutz entsteht aufgrund der kathodischen Wirkung des Zinküberzuges. Gegenüber edleren Metallen der elektrochemischen Spannungsreihe, wie z. B. Eisen, dient Zink als Opferanode, die das darunter liegende Eisen solange vor Korrosion schützt, bis sie selbst vollständig korrodiert ist.

[0009] Bei der sogenannten Stückverzinkung nach DIN EN ISO 1461 erfolgt das Feuerverzinken von meist größeren Stahlbauteilen und -konstruktionen. Dabei werden stahlbasierte Rohlinge oder fertige Werkstücke (Bauteile) nach einer Vorbehandlung in das Zinkschmelzbad eingetaucht. Durch das Tauchen können insbesondere auch Innenflächen, Schweißnähte und schwer zugängliche Stellen der zu verzinkenden Werkstücke bzw. Bauteile gut erreicht werden.

[0010] Die konventionelle Feuerverzinkung, insbesondere Tauchverzinkung, basiert insbesondere auf dem Tauchen von Eisen- bzw. Stahlbauteilen in eine Zinkschmelze unter Ausbildung einer Zinkbeschichtung bzw. eines Zinküberzugs auf der Oberfläche der Bauteile. Zur Sicherstellung des Haftvermögens, der Geschlossenheit und der Einheitlichkeit des Zinküberzuges ist vorab im Allgemeinen eine sorgfältige Oberflächenvorbereitung der zu verzinkenden Bauteile erforderlich, welche üblicherweise eine Entfettung mit nachfolgendem Spülvorgang, eine sich anschließende saure Beizung mit nachfolgendem Spülvorgang und schließlich eine Flussmittelbehandlung (d. h. ein sogenanntes Fluxen) mit nachfolgendem Trocknungsvorgang umfasst.

[0011] Aus Gründen der Prozessökonomie und der Wirtschaftlichkeit werden bei der Stückverzinkung identischer oder gleichartiger Bauteile (z. B. Serienproduktion von Kfz-Bauteilen) diese typischerweise für den gesamten Prozess zusammengeführt bzw. gruppiert (insbesondere mittels eines gemeinsamen, beispielsweise als Traverse oder Gestell ausgebildeten Warenträgers oder einer gemeinsamen Halte- bzw. Befestigungsvorrichtung für eine Vielzahl dieser identischen bzw. gleichartigen Bauteile). Hierzu werden eine Mehrzahl von Bauteilen am Warenträger über Haltemittel, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder dergleichen befestigt. Anschließend werden die Bauteile im gruppierten Zustand über den Warenträger den einzelnen Behandlungsschritten bzw. -stufen der Feuerverzinkung zugeführt.

[0012] Der typische Verfahrensablauf beim konventionellen Stückverzinken mittels Feuerverzinkung gestaltet sich üblicherweise wie folgt:
Zunächst werden die Bauteiloberflächen der betreffenden Bauteile einer Entfettung unterzogen, um Rückstände von Fetten und Ölen zu entfernen, wobei als Entfettungsmittel üblicherweise wässrige alkalische oder saure Entfettungsmittel zur Anwendung kommen können. Nach der Reinigung im Entfettungsbad schließt sich üblicherweise ein Spülvorgang an, typischerweise durch Eintauchen in ein Wasserbad, um ein Verschleppen von Entfettungsmitteln mit dem Verzinkungsgut in den nachfolgenden Prozessschritt des Beizens zu vermeiden, wobei dies insbesondere bei einem Wechsel von alkalischer Entfettung auf eine saure Beize von hoher Bedeutung ist.

[0013] Anschließend erfolgt eine Beizbehandlung (Beizen), welche insbesondere zur Entfernung von arteigenen Verunreinigungen, wie z. B. Rost und Zunder, von der Stahloberfläche dient. Das Beizen erfolgt üblicherweise in verdünnter Salzsäure, wobei die Dauer des Beizvorgangs unter anderem vom Verunreinigungszustand (z. B. Verrostungsgrad) des Verzinkungsgutes und der Säurekonzentration und Temperatur des Beizbades abhängig ist. Zur Vermeidung bzw. Minimierung von Verschleppungen von Säure- und/oder Salzresten mit dem Verzinkungsgut erfolgt nach der Beizbehandlung üblicherweise ein Spülvorgang (Spülschritt).

[0014] Nachfolgend erfolgt dann das sogenannte Fluxen (synonym auch als Flussmittelbehandlung bezeichnet), wobei die zuvor entfettete und gebeizte Stahloberfläche mit einem sogenannten Flussmittel, welches typischerweise eine wässrige Lösung von anorganischen Chloriden, am häufigsten mit einer Mischung aus Zinkchlorid (ZnCl₂) und Ammoniumchlorid (NH₄Cl), umfasst. Einerseits ist es Aufgabe des Flussmittels, vor der Reaktion der Stahloberfläche mit dem schmelzflüssigen Zink eine letzte intensive Feinstreinigung der Stahloberfläche vorzunehmen und die Oxidhaut der Zinkoberfläche aufzulösen sowie eine erneute Oxidation der Stahloberfläche bis zum Verzinkungsvorgang zu verhindern. Andererseits soll das Flussmittel die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink erhöhen. Nach der Flussmittelbehandlung erfolgt dann üblicherweise eine Trocknung, um einen festen Flussmittelfilm auf der Stahloberfläche zu erzeugen und anhaftendes Wasser zu entfernen, so dass nachfolgend unerwünschte Reaktionen (insbesondere die Bildung von Wasserdampf) im flüssigen Zinktauchbad vermieden werden.

[0015] Die auf die vorgenannte Weise vorbehandelten Bauteile werden dann durch Eintauchen in die flüssige Zinkschmelze feuerverzinkt. Bei der Feuerverzinkung mit reinem Zink liegt der Zinkgehalt der Schmelze gemäß DIN EN ISO 1461 bei mindestens 98,0 Gew.-%. Nach dem Eintauchen des Verzinkungsgutes in das geschmolzene Zink verbleibt dieses für eine ausreichende Zeitdauer im Zinkschmelzbad, insbesondere bis das Verzinkungsgut dessen Temperatur angenommen hat und mit einer Zinkschicht überzogen ist. Typischerweise wird die Oberfläche der Zinkschmelze insbesondere von Oxiden, Zinkasche, Flussmittelresten und dergleichen gereinigt, bevor dann das Verzinkungsgut wieder aus der Zinkschmelze herausgezogen wird. Das auf diese Weise feuerverzinkte Bauteil wird dann einem Abkühlvorgang (z. B. an der Luft oder in einem Wasserbad) unterzogen. Abschließend werden gegebenenfalls vorhandene Haltemittel für das Bauteil, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder dergleichen, entfernt.

[0016] Im Anschluss an den Verzinkungsprozess kann üblicherweise eine zum Teil aufwendige Nachbearbeitung oder Nachbehandlung erfolgen. Dabei werden z. B. überschüssige Zinkbadrückstände, insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden Zinks sowie Oxid- oder Ascherückstände, welche an dem Bauteil anhaften, so weit wie möglich entfernt.

[0017] Ein Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzuges in µm (Mikrometern). In der Norm DIN EN ISO 1461 sind die Mindestwerte der geforderten Überzugsdicken angegeben, wie sie je nach Materialdicke beim Stückverzinken zu liefern sind. In der Praxis liegen die Schichtdicken deutlich über den in der DIN EN ISO 1461 angegebenen Mindestschichtdicken. Im Allgemeinen haben durch Stückverzinken hergestellte Zinküberzüge eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr.

[0018] 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, welche in ihrer Zusammensetzung der Zinkschmelze entspricht. Wegen der hohen Temperaturen beim Schmelztauchen bildet sich auf der Stahloberfläche somit zunächst eine relativ spröde Schicht auf Basis einer Legierung (Mischkristalle) zwischen Eisen und Zink aus und darüber erst die reine Zinkschicht. Die relativ spröde Eisen/Zink-Legierungsschicht verbessert zwar die Haftfestigkeit mit dem Grundmaterial, erschwert aber die Umformbarkeit des verzinkten Stahls. Höhere Siliziumgehalte im Stahl, wie sie insbesondere zur sogenannten Beruhigung des Stahls während dessen Herstellung eingesetzt werden, führen zu einer erhöhten Reaktivität zwischen der Zinkschmelze und dem Grundmaterial und infolgedessen zu einem starken Wachstum der Eisen/Zink-Legierungsschicht. Auf diese Weise kommt es zur Bildung von relativ großen Gesamtschichtdicken. Hierdurch wird zwar eine sehr lange Korrosionsschutzdauer ermöglicht, es erhöht sich jedoch auch mit zunehmender Zinkschichtdicke die Gefahr, dass die Schicht unter mechanischer Belastung, insbesondere lokalen schlagartigen Einwirkungen, abplatzt und die Korrosionsschutzwirkung hierdurch gestört wird.

[0019] Um dem zuvor geschilderten Problem des Auftretens der schnell aufwachsenden, spröden und dicken Eisen/Zink-Legierungsschicht entgegenzuwirken und auch geringere Schichtdicken mit gleichzeitig hohem Korrosionsschutz bei der Verzinkung zu ermöglichen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, der Zinkschmelze bzw. dem flüssigen Zinkbad zusätzlich Aluminium zuzusetzen. Beispielsweise wird durch eine Zugabe von 5 Gew.-% Aluminium zu einer flüssigen Zinkschmelze eine Zink/Aluminium-Legierung mit einer niedrigeren Schmelztemperatur gegenüber reinem Zink erzeugt. Durch die Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze (Zn/Al-Schmelze) bzw. eines flüssigen Zink/Aluminium-Bades (Zn/Al-Bad) lassen sich einerseits deutlich geringere Schichtdicken für einen verlässlichen Korrosionsschutz realisieren (im Allgemeinen unterhalb von 50 Mikrometern); andererseits unterbleibt die Ausbildung der spröden Eisen/ZinnLegierungsschicht, da das Aluminium - ohne sich auf ein bestimmte Theorie festzulegen - sozusagen zunächst eine Sperrschicht auf der Stahloberfläche des betreffenden Bauteils ausbildet, auf welche dann die eigentliche Zinkschicht abgeschieden wird.

[0020] Mit einer Zink/Aluminium-Schmelze feuerverzinkte Bauteile lassen sich daher problemlos umformen, weisen aber dennoch - trotz der signifikant geringeren Schichtdicke im Vergleich zu einer konventionellen Feuerverzinkung mit einer quasi aluminiumfreien Zinkschmelze - verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf.

[0021] Eine im Feuerverzinkungsbad eingesetzte Zink/Aluminium-Legierung weist gegenüber Reinzink verbesserte Fluiditätseigenschaften auf. Außerdem weisen Zinküberzüge, welche mittels unter Verwendung derartiger Zink/AluminiumLegierungen durchgeführter Feuerverzinkungen erzeugt sind, eine größere Korrosionsbeständigkeit (welche zwei- bis sechsmal besser ist als die von Reinzink), eine bessere Optik, eine verbesserte Formbarkeit und eine bessere Lackierbarkeit auf als aus Reinzink gebildete Zinküberzüge. Überdies lassen sich mit dieser Technologie auch bleifreie Zinküberzüge herstellen.

[0022] Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/AluminiumSchmelze bzw. unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades ist beispielsweise bekannt aus der WO 2002/042512 A1 und den betreffenden Druckschriftäquivalenten zu dieser Patentfamilie (z. B. EP 1 352 100 B1, DE 601 24 767 T2 und US 2003/0219543 A1). Dort werden auch geeignete Flussmittel für die Feuerverzinkung mittels Zink/Aluminium-Schmelzbädern offenbart, da Flussmittelzusammensetzungen für Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbäder anders beschaffen sein müssen als solche für die konventionelle Feuerverzinkung mit Reinzink. Mit dem dort offenbarten Verfahren lassen sich Korrosionsschutzüberzüge mit sehr geringen Schichtdicken (im Allgemeinen deutlich unterhalb von 50 Mikrometern und typischerweise im Bereich von 2 bis 20 Mikrometern) und mit sehr geringem Gewicht bei hoher Kosteneffizienz erzeugen, weshalb das dort beschriebene Verfahren kommerziell unter der Bezeichnung microZINQ®-Verfahren angewendet wird.

[0023] Allerdings verwenden Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik, welche unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze bzw. unter Verwendung eines Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades arbeiten (wie z. B. WO 2002/042512 A1) Flussmittel mit signifikanten Mengen an Bleichlorid, um eine gute Benetzbarkeit in Bezug auf die Flussmittelbehandlung zu ermöglichen, sowie an Nickelchlorid, um eine gute Temperaturbeständigkeit des Flussmittels zu bewirken, sowie gegebenenfalls auch an anderen Übergangs- oder Schwermetallchloriden zur Erzielung weiterer gewünschter Eigenschaften. Auch erfolgt die Einstellung des pH-Werts des Flussmittelbades im Allgemeinen bei den Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik mit Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure), was unter Umständen eine unerwünschte Wasserstoffversprödung des zu behandelnden Metallsubstrats begünstigen kann.

[0024] Im Hinblick auf die Ausbildung der Zinkschicht und deren Eigenschaften hat sich also gezeigt, dass diese über Legierungselemente in der Zinkschmelze maßgeblich beeinflusst werden können. Als eines der wichtigsten Elemente ist hierbei Aluminium zu nennen: So hat sich gezeigt, dass bereits mit einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze von 100 ppm (gewichtsbasiert) die Optik der entstehenden Zinkschicht hin zu einem helleren, glänzenderen Aussehen verbessert werden kann. Mit zunehmendem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze bis 1.000 ppm (gewichtsbasiert) nimmt dieser Effekt stetig zu. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich - wie zuvor bereits geschildert - ab einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze von 0,12 Gew.-% eine intermetallische Fe/Al-Phase zwischen dem Eisenwerkstoff und der Zinkschicht bildet, welche dazu führt, dass die sonst üblichen Diffusionsprozesse zwischen Eisen und Zinkschmelze inhibiert werden und somit das Aufwachsen der Zn/Fe-Phasen signifikant verringert wird; als Folge hiervon resultieren deshalb ab diesem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze wesentlich dünnere Zinkschichten. Schließlich hat sich gezeigt, dass grundsätzlich mit zunehmendem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze die Korrosionsschutzwirkung der resultierenden Zinkschicht zunimmt; Grundlage hierfür ist, dass die Al/Zn-Verbindungen schneller deutlich stabilere Deckschichten bilden.

[0025] Bekannte Beispiele für die kommerzielle Verwendung von aluminiumhaltigen Zinkschmelzen sind das sogenannte Galfan®-Verfahren und das vorgenannte microZINQ®-Verfahren mit einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze typischerweise im Bereich von 4,2 Gew.-% bis 6,2 Gew.-%. Der Vorteil dieser Legierung liegt unter anderem darin, dass um den Mittelwert von 5 Gew.-% eine eutektische Zusammensetzung des Al/Zn-Systems mit einem Schmelzpunkt von 382 °C vorliegt, wodurch eine Verringerung der Betriebstemperatur im Verzinkungsprozess ermöglicht wird.

[0026] Nachteilig bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) ist jedoch die deutlich schwierigere Benetzbarkeit der zu verzinkenden Eisen- bzw. Stahloberfläche mit der flüssig-heißen Zn/Al-Schmelze und die deutlich sensiblere bzw. diffiziler zu handhabende Reaktion zwischen der Zn/Al-Schmelze und der Eisen- bzw. Stahloberfläche des zu behandelnden Bauteils infolge der hohen Affinität des Aluminiums zum Eisen. Dies führt zu der Notwendigkeit, dass - im Vergleich zu einem Prozessablauf bei Verwendung einer reinen Zinkschmelze - erheblich höhere Anforderungen an die Sauberkeit der Stahloberfläche nach den Reinigungsschritten und vor dem Eintauchen in die Zn/Al-Schmelze gestellt werden. Zudem sind die Verwendung eines geeigneten Flussmittels sowie eine Vorwärmung des Verzinkungsgutes erforderlich, damit die Reaktion zwischen Schmelze und Grundwerkstoff und, damit einhergehend, die Ausbildung eines homogenen, geschlossenen Zinküberzuges ablaufen kann.

[0027] Auch sind im allgemeinen bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) spezielle Flussmittel für die Flussmittelbehandlung (Fluxbehandlung) erforderlich, welche oftmals nicht immer ökologisch kompatible bzw. unerwünschte Schwermetallverbindungen (üblicherweise Schwermetallchloride) enthalten, insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, gegebenenfalls aber auch Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, welche erforderlich sind, um nachfolgend eine einwandfreie Feuerverzinkung zu gewährleisten, insbesondere ohne Fehlstellen auf den verzinkten Bauteilen. Bei diesen speziell für die Feuerverzinkung mit aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) konzipierten Flussmitteln soll das Bleichlorid insbesondere die Oberflächenspannung reduzieren und auf diese Weise die Benetzbarkeit der zu behandelnden Bauteiloberfläche mit der flüssigen Zn/Al-Schmelze verbessern, während das Nickelchlorid die Temperaturbeständigkeit des Flussmittels insbesondere im Hinblick auf die der Flussmittelbehandlung üblicherweise nachgeschalteten Trocknung verbessern soll.

[0028] Dennoch verbleibt bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik, insbesondere bei Einsatz der aus dem Stand der Technik bekannten Flussmittel, eine hohe Sensibilität gegenüber artfremden Verunreinigungen, wie z. B. Fetten und Ölen, welche in den vorgeschalteten Reinigungsstufen entweder nicht gelöst werden oder aus einer Verschleppung durch die Reinigungsstufen hindurch trotz Spülprozessen herrühren. Denn in den dem eigentlichen Verzinkungsvorgang vorlaufenden Vorbehandlungsschritten ist die vollständige Entfernung aller artfremden und arteigenen Verunreinigungen (wie z. B. Fetten und Ölen, Keimen, Oxidationsrückständen etc.) von der Stahloberfläche erforderlich, wobei hierfür üblicherweise mehrere alkalische Entfettungsbäder sowie saure Beizbäder durchlaufen werden, wobei in den den jeweiligen Entfettungs- und Reinigungsbädern nachgeschalteten, üblicherweise mehrfachen Spülstufen die alkalischen bzw. sauren Medien abgespült werden, um eine Verschleppung in den jeweils folgenden Prozessschritt zu vermeiden. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass es unter den Gegebenheiten des Verzinkungsprozesses, insbesondere mit großen Volumina der Vorbehandlungsbäder, hohen Durchsätzen verschiedenster zu verzinkender Bauteile mit teils sehr hoher Varianz an vorliegenden Oberflächenzuständen im Anlieferungszustand etc., gerade bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik immer wieder zu Fehlstellen auf dem Verzinkungsgut kommt, welche typischerweise auf eine unzureichende Reinigung gegebenenfalls in Verbindung mit einer nur unzureichend wirksamen Flussmittelbehandlung zurückzuführen sind.

[0029] Die DE 23 17 600 A1 betrifft eine wässrige Flussmittellösung für die Feuerverzinkung, welche Zinkchlorid und gegebenenfalls Alkalichloride enthält, wobei die Flussmittellösung zusätzlich Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff und gegebenenfalls maximal 4 Gew.-% Ammoniumchlorid, bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkchlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride, und ferner an sich bekannte Korrosionsinhibitoren aufweist.

[0030] Weiterhin betrifft die EP 1 694 880 A2 eine wässrige Flussmittellösung zur Feuerverzinkung von Stahlbauteilen, wobei die Flussmittellösung 200 bis 600 g/l Zinkchlorid und Ammoniumchlorid aufweist, wobei das molare Verhältnis zwischen Ammoniumchlorid zu Zinkchlorid 1,7 bis 3,3 beträgt und wobei die Flussmittellösung 8 g/l bis 80 g/l Aluminiumchlorid aufweist.

[0031] Darüber hinaus betrifft die EP 2 725 115 A1 eine Flussmittelzusammensetzung zur Behandlung einer metallischen Oberfläche, wobei die Flussmittelzusammensetzung mehr als 40 und weniger als 70 Gew.-% Zinkchlorid, 10 bis 30 Gew.-% Ammoniumchlorid, mehr als 6 und weniger als 30 Gew.-% einer Kombination von wenigstens zwei Alkalimetallchloriden, inklusive Natriumchlorid und Kaliumchlorid, 0 bis 2 Gew.-% Bleichlorid und 0 bis 15 Gew.-% Zinnchlorid aufweist.

[0032] Schließlich betrifft die WO 95/04607 A1 ein Feuerverzinkungsverfahren zur Behandlung von Stahlbauteilen, wobei auf die Stahlbauteile ein wässriges Flussmittel aufgetragen wird, die Bauteile anschließend vorgeheizt und einer nichtreduzierenden Atmosphäre zur Trocknung des Flussmittels ausgesetzt werden, wobei dem vorbehandelten Bauteil eine zusätzliche Energie in Form von Hitze bzw. Wärme zugeführt wird, welche über die Energie des Trocknens des Flussmittels hinausgeht, wobei das Bauteil anschließend einem schmelzflüssigen Zinkbad zum Feuerverzinken zugeführt wird.

[0033] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, vorzugsweise stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen (Stahlbauteilen), unter Verwendung einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze und darüber hinaus eines im Rahmen des Verfahrens einsetzbaren Flussmittels bzw. Flussmittelbades, wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen.

[0034] Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. ein solches Flussmittel(bad) bereitgestellt werden, welche(s) gegenüber herkömmlichen, unter Verwendung einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen betriebenen Feuerverzinkungsverfahren bzw. Flussmittel(bäder)n eine verbesserte Prozessökonomie und/oder einen effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren, insbesondere weniger fehleranfälligen Prozessablauf und/oder eine verbesserte ökologische Kompatibilität ermöglicht.

[0035] Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. ein solches Flussmittel(bad) ohne den Einsatz signifikanter Mengen an Schwermetallverbindungen, insbesondere Schwermetallchloriden, wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden, wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung auskommen und damit eine verbesserte ökologische Kompatibilität aufweisen, aber dennoch zuverlässig gewährleisten, dass eine effiziente und fehlerfreie Verzinkung der behandelten Bauteile erfolgt.

[0036] Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.

[0037] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren) gemäß dem unabhängigen Flussmittelbadanspruch 6.

[0038] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren) gemäß dem unabhängigen Flussmittelzusammensetzungsanspruch 7.

[0039] Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem vierten bzw. fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung des erfindungsgemäßen Flussmittelbades bzw. der erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung gemäß dem unabhängigen Verwendungsanspruch 8; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.

[0040] Es versteht sich bei den nachfolgenden Ausführungen von selbst, dass Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt sind, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer gesonderten Erwähnung bedarf.

[0041] Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen gewichtsbezogenen Angaben, insbesondere relativen Mengen- oder Gewichtsangaben, ist weiterhin zu beachten, dass diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass sie sich in der Summe unter Einbeziehung aller Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere wie nachfolgend definiert, stets zu 100 % bzw. 100 Gew.-% ergänzen bzw. addieren; dies versteht sich aber für den Fachmann von selbst.

[0042] Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder andernfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs- bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.

[0043] Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert.

[0044] Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:

(a) Entfettungsbehandlung des Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann

(b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(c) Beizbehandlung des in Verfahrensschritt (a) entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann

(d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist und ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer Menge im Bereich von 5 bis 45 Gew.- %,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in
einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist; dann

(f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteils in einem eine aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") enthaltenden Verzinkungsbad.

[0045] Wie nachfolgend ausgeführt, ist die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl von vollkommen unerwarteten Vorteilen, Besonderheiten und überraschenden technischen Effekten verbunden, deren nachfolgende Schilderung keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, aber den erfinderischen Charakter der vorliegenden Erfindung veranschaulicht:
Überraschenderweise gelingt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Flussmittel, d. h. ein Flussmittelbad bzw. eine Flussmittelzusammensetzung, zum Einsatz zu bringen, welches selbst bei der schwierig durchzuführenden Feuerverzinkung unter Verwendung von aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen ohne die Anwesenheit von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) auskommt und bevorzugt auch auf anderweitige Übergangsmetallchloride in dem Flussmittel, insbesondere in dem Flussmittelbad oder der Flussmittelzusammensetzung, verzichtet, wie insbesondere Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃), und zwar, ohne dass die Qualität der resultierenden Feuerverzinkungsschicht beeinträchtigt wird.

[0046] Ganz im Gegenteil resultieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Fehlstellen vollkommen freie Feuerverzinkungsschichten, welche zudem über verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften und im Allgemeinen auch über exzellente, wenn nicht sogar verbesserte mechanische und anderweitige Eigenschaften (z. B. optische Eigenschaften, wie Glanz) verfügen.

[0047] Wie nachfolgend ausgeführt, ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung in diesem Zusammenhang darin zu sehen, dass das erfindungsgemäß verwendete Flussmittel, insbesondere die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung bzw. das erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelbad, mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl₃) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl₃), enthält, bevorzugt in sehr geringen Mengen, was dazu führt, dass organische und/oder anorganische Verunreinigungen (wie z. B. Schwebstoffe), welche beispielsweise aus den vorgelagerten Behandlungsschritten trotz Spülprozessen noch vorhanden sind und im Allgemeinen zur Ausbildung von Fehlstellen bei der Feuerverzinkung führen, ausgeschleust bzw. ausgefällt werden können, so dass auf zusätzliche Übergangsmetallchloride zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens oder anderer Eigenschaften im Rahmen des erfindungsgemäßen Flussmittels, insbesondere Flussmittelbades oder Flussmittelzusammensetzung, gänzlich verzichtet werden kann.

[0048] In Kombination mit einer flüssigen Phase des Flussmittelbades auf Basis eines Wasser/Alkohol-Gemischs kann die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterführend verbessert werden: Wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt, können die durch den Alkohol-Anteil im Flussmittelbad zum Trocknen des Flussmittelfilms erforderlichen Zeiten signifikant verkürzt und/oder die Trocknungstemperaturen signifikant abgesenkt werden. Zudem wird die Verfilmung und Benetzung mit dem Flussmittel auf diese Weise homogenisiert.

[0049] Insbesondere bewirkt die vorliegende Erfindung in Bezug auf die Feuerverzinkung mittels aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen eine signifikant verbesserte Prozessökonomie und einen effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren, insbesondere weniger fehleranfälligen Prozessablauf sowie eine verbesserte ökologische Kompatibilität, insbesondere bedingt durch den Verzicht auf Bleichlorid und Nickelchlorid sowie gegebenenfalls weiteren Übergangs- bzw. Schwermetallchloriden in dem eingesetzten Flussmittel, aber auch den Alkoholanteil im Flussmittelbad.

[0050] Folglich ist die vorliegende Erfindung, insbesondere aufgrund ihrer verbesserten ökologischen Kompatibilität, auch in ökologisch sensitiven Bereichen einsetzbar, bei denen Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangsmetall- und Schwermetallchloride, vermieden werden sollen.

[0051] Insbesondere kommt die vorliegende Erfindung ohne den Einsatz signifikanter Mengen an Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangs- und Schwermetallchloriden, wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden, wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung aus, gewährleistet dennoch in zuverlässiger Weise, dass eine effiziente und fehlerfreie Verzinkung der behandelten Bauteile erfolgt.

[0052] Die Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens schlagen sich unmittelbar auch in den erhältlichen Verfahrensprodukten, d. h. den feuerverzinkten bzw. schmelztauchverzinkten Eisen- und Stahlbauteilen nieder: Diese weisen nicht nur verbesserte mechanische und optische Eigenschaften und verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf, sondern sind darüber hinaus vollständig frei von Fehlstellen, und dies bei relativ geringen Schichtdicken in Bezug auf die Feuerverzinkungsschicht. Darüber hinaus können keine unerwünschten Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle aus dem Flussmittel in die letztendlich resultierende Feuerverzinkungsschicht eingeschleppt werden, da Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle im Rahmen der Flussmittelbehandlung nach der vorliegenden Erfindung gänzlich vermieden werden.

[0053] Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle werden allenfalls gezielt der Zinkschmelze bzw. den Feuerverzinkungsbad zugegeben bzw. zulegiert, um bestimmte Eigenschaften der Feuerverzinkungsschicht gezielt einzustellen, dann aber in einer ökologisch kompatiblen Art und Weise, da diese fester Bestandteil der Feuerverzinkungsschicht sind und hierin als fester Legierungsbestandteil eingelagert bzw. eingebunden sind.

[0054] Die einzelnen Inhaltsstoffe bzw. Komponenten der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung und des erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbades wirken in synergistischer Weise zusammen: Das Zinkchlorid sorgt insbesondere aufgrund der flächigen Ausbildung der getrockneten ZnCl₂-Kristalle für eine sehr gute Bedeckung der Eisen- bzw. Stahloberfläche. Da aber eine 100%-ige Abdeckung praktisch nicht zu realisieren ist und kleinere Oxidationsstellen oder eine dünne Oxidationsschicht stets vorliegen können, wird der Flussmittelzusammensetzung zudem ein ausreichender Gehalt an Ammoniumchlorid zugesetzt, welches sich an der Bauteiloberfläche ablagert und sich im Moment des Eintauchens in die Zinkschmelze thermisch zu NH₃ und HCl zersetzt, so dass hierdurch noch letzte Oxidreste von der Bauteiloberfläche entfernt werden. Da bei einem übermäßig erhöhten NH₄Cl-Anteil der Schmelzpunkt der ZnCl₂/NH₄Cl-Mischung deutlich gegenüber reinem Zinkchlorid (ca. 300 °C) absinkt, werden Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere NaCl und/oder KCl, hinzugegeben, welche den Schmelzpunkt der Flussmittelzusammensetzung anheben und so eine hohe und effektive Trocknung ermöglichen.

[0055] Zudem hat sich nunmehr überraschend gezeigt, dass die Verwendung von Silber- bzw. Aluminiumsalz, insbesondere AgCl und/oder AlCl₃, in dem Flussmittel bzw. der Flussmittelzusammensetzung dazu führt, dass die Reinheit des Flussmittels bzw. der Flussmittelzusammensetzung erhöht wird, da durch Silber- bzw. Aluminiumsalz, insbesondere AgCl und/oder AlCl₃, nämlich organische und/oder anorganische Verunreinigungen, wie z. B. Schwebstoffe, welche beispielsweise aus den vorgelagerten Vorbehandlungsschritten trotz mehrmaliger Spülprozesse stets in zwar nur geringen, aber bei Zn/Al-Schmelzen jedoch für die Ausbildung von Fehlstellen ausreichend großen Mengen eingeschleppt werden können, entfernt bzw. ausgefällt werden. Beispiele für derartige Verunreinigungen sind Keime oder Bakterien (z. B. Verschleppung aus der Entfettung) sowie Phosphate und Sulfate (z. B. Verschleppung aus der Beize). Durch die Fällung dieser Stoffe wird die Übertragung auf die Bauteiloberfläche vermieden und wird somit die Quelle für Fehlverzinkungen eliminiert.

[0056] Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich die Verwendung von Alkohol im Flussmittelbad als zumindest teilweiser Ersatz für die sonst üblicherweise verwendete reine Wasserbasis in mehrerer Hinsicht positiv auf die Prozessführung und das Verzinkungsergebnis auswirkt.

[0057] Durch den Alkohol-Gehalt können auch im Flussmittel noch kleinste Verunreinigungen gelöst werden (welche dann im Fall von organischen Substanzen durch das eingesetzte Aluminium- bzw. Silbersalz, insbesondere AlCl₃ und/oder AgCl, ausgefällt werden), so dass eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt wird.

[0058] Durch den Alkohol-Gehalt kann die notwendige Zeit zum Trocknen des Flussmittelfilms verkürzt werden, insbesondere aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts von Alkohol gegenüber Wasser. Dies führt zu einer nennenswerten Verbesserung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, bei welchem der Verzinkungstakt die maximale Trocknungszeit definiert und hierdurch häufig, insbesondere bei massiven Bauteilen, die Trocknungszeit nicht ausreicht, um den Flussmittelfilm ausreichend zu trocknen. Durch einen vollständig getrockneten Flussmittelfilm wird eine saubere Reaktion mit der Zinkschmelze ermöglicht, ohne dass es zu Spritzern infolge verdampfenden Restwassers kommt. Ebenso führt eine bessere Trocknung zu einem geringeren Zinkascheanfall, wodurch die Gefahr von Zinkascheanhaftungen am Verzinkungsgut reduziert wird (d. h. bessere Verzinkungsqualität und weniger Nacharbeitsaufwand). Zudem bedeutet eine schnellere Trocknung, dass die Trocknungszeit und/oder die Trocknungstemperatur reduziert werden kann/können, was wiederum eine Energieeinsparung und/oder eine Steigerung der Produktivität bedeutet. Auch erfolgt der Abbrand des Flussmittels im Zinkbad schneller (ebenfalls aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts), d. h. die Energie der Zinkschmelze kann direkt in die Erwärmung des Bauteils fließen, was wiederum zu einem schnelleren und effektiveren Verzinkungsvorgang führt.

[0059] Der Anteil des eingesetzten Alkohols ist insbesondere abhängig vom Aluminiumgehalt der verwendeten Zinkschmelze, von der erforderlichen Trocknung bzw. Vorwärmung (welche wiederum anhängig ist von der Bauteilgeometrie, insbesondere der Materialstärke, wobei dickere Bauteile längere Trocknungszeiten benötigen, von der verwendeten Zinklegierung sowie von der Dicke des applizierten Flussmittelfilms, wobei dickere Flussmittelschichten, abhängig von der Salzkonzentration, Ausziehgeschwindigkeit, Rauhigkeit der Stahloberfläche etc., längere Trocknungszeiten benötigen), vom vorliegenden Verunreinigungsgrad des Verzinkungsguts sowie von den anlagentechnischen Voraussetzungen (z. B. Leistung des Trockenofens, Taktung des Verzinkungsprozesses, Absaugleistung am Flussmittelbad etc.).

[0060] Im Ergebnis führt bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten und Trocknungstemperaturen) der Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei geringen Mengenanteilen und bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen des Flussmittelfilms und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert, dass eine bessere Trocknung zu einer besseren Verzinkungsqualität führt. Auch zeigen bei Korrosionstestungen (z. B. Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227:2012) die mit einem alkoholhaltigen Flussmittel vorbehandelten feuerverzinkten Bauteile deutlich längere Standzeiten (bis zu 20 % Standzeitverbesserung und sogar mehr) gegenüber feuerverzinkten Bauteilen, welche mit einem ansonsten identischen Flussmittel (jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig) vorbehandelt sind.

[0061] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann somit ein effizient arbeitendes und ökologisch kompatibles Feuerverzinkungsverfahren bereitgestellt werden, wobei die vorstehend geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermieden oder zumindest abgeschwächt werden können.

[0062] Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs näher beschrieben und erläutert:
Wie zuvor beschrieben, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die zuvor geschilderten Verfahrensschritte (a) bis (g). Die Verfahrensschritte (a) bis (d) können dabei grundsätzlich in dem Fachmann an sich bekannten Art und Weise durchgeführt werden. Dies gilt grundsätzlich auch für die prinzipielle Durchführung der übrigen Verfahrensschritte, insbesondere auch im Hinblick auf den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung.

[0063] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Rahmen von Verfahrensschritt (e) das Flussmittelbad üblicherweise sauer eingestellt.

[0064] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4.

[0065] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH₃), erfolgt. Diese Ausführungsform, d. h. die Feineinstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH₃), ist insbesondere von Vorteil, da auf diese Weise einer unerwünschten Wasserstoffversprödung des zu behandelnden Bauteils entgegengewirkt wird.

[0066] Was das erfindungsgemäße Flussmittelbad, insbesondere das Alkohol/WasserGemisch der flüssigen Phase des Flussmittelbades, anbelangt, so kann das gewichtsbezogene Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis in weiten Bereichen variieren. Im Allgemeinen enthält das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch.

[0067] Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%.

[0068] Üblicherweise enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%.

[0069] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.

[0070] Der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ist ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.

[0071] Vorteilhafterweise ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol.

[0072] Erfindungsgemäß ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittel-5 bades ausgewählt aus der Gruppe von einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen.

[0073] Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen.

[0074] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.

[0075] Was das erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelbad anbelangt, so kann das Flussmittelbad - neben den vorstehend erwähnten Inhaltsstoffen bzw. Komponenten - außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthalten.

[0076] Die Mengen des betreffenden Netzmittels und/oder Tensids können in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.

[0077] Weiterhin kann das Flussmittel das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid insbesondere in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.

[0078] Die Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad kann gleichermaßen in weiten Bereichen variieren:
Üblicherweise kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/l, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.

[0079] Bevorzugt kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.

[0080] Was die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als solche anbelangt, so kann die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in Mengen im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in Mengen im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in Mengen im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl₃) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl₃) in Mengen im Bereich von 5•10^-5 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 5•10^-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 5 • 10^-3 Gew.-%

enthalten, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

[0081] Was die Komponente (iii), d. h. das Erdalkali- und/oder Erdalkalisalz, der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung anbelangt, so bestehen auch hier verschiedene Variationsmöglichkeiten:
Insbesondere kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthalten.

[0082] Weiterhin kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.

[0083] Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält.

[0084] Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.

[0085] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist.

[0086] Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist.

[0087] Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.

[0088] Schließlich ist es erfindungsgemäß auch von Vorteil, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl₂) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl₃), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.

[0089] Was den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung anbelangt, so wird im Allgemeinen derart vorgegangen, dass die Flussmittelbehandlung in Verfahrensschritt (e) durch Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere durch Tauchen oder Sprühauftrag, vorzugsweise Tauchen, erfolgt. Insbesondere ist es dabei von Vorteil, wenn das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Insbesondere kann das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht werden.

[0090] Was die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) des erfindungsgemäßen Verfahrens anbelangt, so ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.

[0091] Üblicherweise wird dabei derart vorgegangen, dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.

[0092] Typischerweise kann die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) in Gegenwart von und/oder mittels Luft erfolgen.

[0093] Insbesondere kann die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung, insbesondere in mindestens einem Ofen, erfolgen.

[0094] Was die erfindungsgemäß eingesetzte aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad anbelangt, so ist diesbezüglich Folgendes auszuführen.

[0095] Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad. Insbesondere können dabei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.

[0096] Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:

(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,

(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,

(iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,

(iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,

(v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,

(vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,

(vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%,

(viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.

[0097] Wenn die eingesetzte Zinkschmelze außer Aluminium weitere Legierungsbestandteile bzw. Legierungsmetalle enthält, kann hierdurch die Verfahrensführung gezielt gesteuert werden: So kann durch die Anwesenheit insbesondere von Blei und Bismut die Oberflächenspannung reduziert und auf diese Weise die Benetzbarkeit der zu verzinkenden Oberfläche verbessert werden, während durch die Anwesenheit von Zinn die optischen Eigenschaften, insbesondere den Glanz, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden können, sich durch Anwesenheit von Nickel die Schichtdicken weiter reduzieren lassen, durch die Anwesenheit von Silizium die Standzeit des Zinkbad-Behältnisses (z. B. Stahlkessel) verlängert werden kann und durch die Anwesenheit von Magnesium der Korrosionseigenschaften, insbesondere die Korrosionsbeständigkeit, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden können.

[0098] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweisen.

[0099] Typischerweise wird im Rahmen des Feuerverzinkungsschritts (g) derart vorgegangen, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten.

[0100] Insbesondere kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, kontaktiert und/oder gespült oder durchgeleitet werden.

[0101] Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.

[0102] Bei dem zu behandelnden Eisen- oder Stahlbauteil kann es sich um ein einzelnes Erzeugnis oder eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse handeln. In diesem Fall wird eine diskontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt, obwohl eine kontinuierliche Verfahrensweise grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist.

[0103] Des Weiteren kann es sich bei dem Eisen- oder Stahlbauteil auch um ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, handeln. In diesem Fall wird eine kontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt, obwohl auch diesbezüglich eine diskontinuierliche Vorgehensweise nicht ausgeschlossen ist.

[0104] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich der in Verfahrensschritt (g) durchgeführten Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) ein Abkühlungsschritt (h) anschließen, d. h. das in Verfahrensschritt (g) feuerverzinkte (schmelztauchverzinkte) Eisen- oder Stahlbauteil kann einer Abkühlungsbehandlung (h) unterzogen werden, gegebenenfalls gefolgt von einem weiteren Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsschritt (i).

[0105] Der optionale Abkühlungsschritt (h) und/oder die optionale Abkühlungsbehandlung (h) kann insbesondere mittels Luft und/oder in Gegenwart von Luft erfolgen, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.

[0106] Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen durchgeführt werden,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Abfolge umfasst:

(A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad, zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)

(B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)

(C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)

(D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)

(E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist und ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer Menge im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E)

(F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)

(G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung (F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst.

[0107] Wie zuvor beschrieben, ist das Flussmittelbad der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) üblicherweise sauer eingestellt.

[0108] Insbesondere ist das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4.

[0109] Gemäß einer besondere bevorzugten Ausführungsform ist das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH₃), erfolgt ist. Die damit verbundenen Vorteile wurden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits erläutert.

[0110] Was das im Rahmen der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eingesetzte Flussmittelbad anbelangt, so kann dessen Zusammensetzung in weiten Bereichen variieren:
Typischerweise ist die Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält.

[0111] Üblicherweise ist die Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält.

[0112] Üblicherweise ist die Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält.

[0113] Üblicherweise wird bei der Ausgestaltung des Flussmittelbades der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) derart vorgegangen, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.

[0114] Erfindungsgemäß ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.

[0115] Bevorzugt ist es, wenn der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist.

[0116] Erfindungsgemäß ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen.

[0117] Gemäß einer erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anlage derart ausgestaltet, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.

[0118] Im Rahmen der zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeigneten Anlage kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält.

[0119] Die Mengen an Netzmittel und/oder Tensid in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad kann in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.

[0120] Weiterhin kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.

[0121] Wie zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren an sich erläutert, kann die Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in dem erfindungsgemäß konzipierten Flussmittelbad gleichermaßen in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.

[0122] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.

[0123] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in Mengen im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in Mengen im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in Mengen im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl₃) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl₃), in Mengen im Bereich von 5 • 10^-5 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 5 • 10^-3 Gew.-%

enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

[0124] Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschildert, kann auch die Komponente (iii) der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in weiten Bereichen variieren:
Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält.

[0125] Gemäß einer typischen Ausführungsform kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.

[0126] Gemäß einer wiederum typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthalten.

[0127] Schließlich kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung gemäß einer wiederum typischen Ausführungsform als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthalten.

[0128] Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist.

[0129] Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Cobaltchlorid (CoCl₂), Manganchlorid (MnCl₂), Zinnchlorid (SnCl₂), Bismutchlorid (BiCl₃) und Antimonchlorid (SbCl₃) ausgebildet ist.

[0130] Ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.

[0131] Schließlich ist es erfindungsgemäß besonders von Vorteil, wenn die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl₂) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl₃), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.

[0132] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine Einrichtung zum Tauchen, umfasst. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Weiterhin kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird.

[0133] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.

[0134] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.

[0135] Typischerweise wird die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von Luft betrieben. Zu diesem Zweck kann die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweisen.

[0136] Üblicherweise umfasst die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung, insbesondere mindestens einen Ofen.

[0137] Was die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) der erfindungsgemäßen Anlage anbelangt, so umfasst diese mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen.

[0138] In diesem Zusammenhang ist die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage typischerweise derart ausgestaltet, dass die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige. Insbesondere kann dabei die aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.

[0139] Typischerweise ist die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage dabei derart ausgestaltet, dass die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:

(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,

(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,

(iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,

(iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,

(v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,

(vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,

(vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%,

(viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.

[0140] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweisen.

[0141] Typischerweise ist die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage derart ausgebildet, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten.

[0142] Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.

[0143] Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, kann die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgebildet sein bzw. grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.

[0144] Insbesondere kann die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage derart ausgestaltet sein, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist.

[0145] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung (F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist. Insbesondere kann die Abkühlvorrichtung (H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet sein und/oder betrieben werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur optionalen Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung (I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils aufweisen.

[0146] Für weitergehende Einzelheiten zu der zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren an sich verwiesen werden, welche in Bezug auf die zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens geeignete Anlage entsprechend gelten.

[0147] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung enthält, wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist und ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer im Bereich Menge von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

[0148] Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und auf die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Flussmittelbad entsprechend gelten.

[0149] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer Menge im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

[0150] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst, in einer flüssigen Phase eines Flussmittelbades vor, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades ein Alkohol/Wasser-Gemisch umfasst.

[0151] Für weitergehende Einzelheiten in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, zu der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage sowie zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung entsprechend gelten.

[0152] Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem vierten bzw. fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flussmittelbades bzw. der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren).

[0153] Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung ist es insbesondere vorgesehen, dass die Flussmittelzusammensetzung mit einem Flussmittelbad kombiniert wird, wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form.

[0154] Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen Ausführungen in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte verwiesen werden, welche in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Verwendung gelten.

[0155] Ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil kann nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, bzw. in einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden.

[0156] Wie bereits eingangs geschildert und insbesondere auch durch die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele dokumentiert, sind mit den erfindungsgemäßen Produkten besondere Vorteile verbunden, insbesondere ein verringerter Übergangs- bzw. Schwermetallgehalt ebenso wie verbesserte mechanische Eigenschaften sowie Korrosionsschutzeigenschaften.

[0157] Was das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil anbelangt, so ist es bevorzugt, wenn dieses an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht von 0,5 bis 300 µm Dicke, insbesondere 1 bis 200 µm Dicke, vorzugsweise 1,5 bis 100 µm Dicke, bevorzugt 2 bis 30 µm Dicke, versehen ist.

[0158] Was das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil weiterhin anbelangt, so ist es weiterhin bevorzugt, wenn dieses feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen ist, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Blei (Pb) und/oder Nickel (Ni) ist.

[0159] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen ist, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Schwermetallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.

[0160] Für weitergehende Einzelheiten zu dem durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu den anderen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche entsprechend auch für diesen Erfindungsaspekt gelten.

[0161] Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und den Zeichnungen selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehungen.

[0162] Es zeigt:

Fig. 1

einen schematischen Verfahrensablauf der einzelnen Stufen bzw. Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2

eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeigneten Anlage.

[0163] In dem in Fig. 1 dargestellten Verfahrensablaufschema sind die sukzessiven Verfahrensstufen bzw. Verfahrensschritte a) bis i) schematisch dargestellt, wobei die Verfahrensschritte b), d), f), h) und i), insbesondere die Verfahrensschritte h) und i), optional sind.

[0164] Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schema ist der Verfahrensablauf wie folgt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die nachfolgend genannten Schritte sukzessiv gemäß dieser Reihenfolge umfasst: Entfettung (Schritt a)), Spülen (Schritt b), optional), Beizen (Schritt c)), Spülen (Schritt d), optional), Flussmittelbadbehandlung (Schritt e)), Trocknung (Schritt f), optional), Feuerverzinkung (Schritt g)), Abkühlung (Schritt h), optional) sowie Nachbearbeitung bzw. Nachbehandlung (Schritt i), optional).

[0165] Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen werden.

[0166] In Fig. 2 ist schematisch die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage mit den einzelnen Vorrichtungen (A) bis (I) dargestellt, wobei die Vorrichtungen (B), (D), (F), (H) und (I), insbesondere die Vorrichtungen (H) und (I), optional sind.

[0167] Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Schema der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage umfasst diese in der nachfolgend aufgeführten Abfolge die folgenden Vorrichtungen: Entfettungsvorrichtung (A), gegebenenfalls Spülvorrichtung (B), Beizvorrichtung (C), gegebenenfalls Spülvorrichtung (D), Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E), gegebenenfalls Trocknungsvorrichtung (F), Feuerverzinkungsvorrichtung (G), gegebenenfalls Abkühlvorrichtung (H) und gegebenenfalls Nachbearbeitungs- bzw. Nachbehandlungsvorrichtung (I).

[0168] Für weitergehende Einzelheiten zu der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu der Anlage nach der vorliegenden Erfindung verwiesen werden.

[0169] Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.

[0170] Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich die beispielhafte und nicht limitierende Durchführungsweise und Ausgestaltung erläutern.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Allgemeine Vorschrift zur Durchführung (erfindungsgemäß)

[0171] Verschiedene Feuerverzinkungszyklen mit Musterblechen vom Typ S235 (2 mm Dicke, 100 mm x 100 mm Breite) werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf gemäß Fig. 1 und mit der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage gemäß Fig. 2 durchgeführt. Die Flussmittelzusammensetzung und die Zinkbadlegierungen werden jeweils gemäß den nachfolgenden Angaben variiert.

[0172] Das jeweils durchgeführte Feuerverzinkungsverfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge (wobei die erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Anlage entsprechend ausgebildet ist):

(a) alkalische Entfettungsbehandlung in einem Entfettungsbad (15 Minuten, 70 °C, Zusammensetzung des Entfettungsbades gemäß Beispiel 1 von EP 1 352 100 B1),

(b) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,

(c) saure Beizbehandlung (40 Minuten, 30 °C, Zusammensetzung des Beizbades gemäß Beispiel 1 von EP 1 352 100 B1),

(d) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,

(e) Flussmittelbehandlung in Flussmittelbad gemäß nachfolgender Spezifikationen (3 Minuten, 60 °C, Tauchbehandlung),

(f) Trocknungsbehandlung (260 °C heißer Luftstrom, 30 Sekunden),

(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) mit einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") in einem Verzinkungsbad gemäß nachfolgender Spezifikationen (50 Sekunden Tauchbehandlung des vorgewärmten und gefluxten Blechs im Verzinkungsbad, 450 °C),

(i) Abkühlung des aus dem Verzinkungsbad entnommenen und feuerverzinkten Blechs an der Luft.

Beispielserie 1 (erfindungsgemäß)

[0173] Es werden verschiedene Musterbleche einer wie zuvor beschriebenen Feuerverzinkung, einschließlich entsprechender wie zuvor beschriebener Vorbehandlungsschritte, unterzogen. Die Spezifikation der eingesetzten Flussmittelzusammensetzung und des eingesetzten Flussmittelbades ist wie folgt:

Flussmittelzusammensetzunq:

[0174] 78,995 Gew.-% ZnCl₂ 13 Gew.-% NH₄Cl, 6 Gew.-% NaCl, 2 Gew.-% KCl, 0,005 Gew.-% (50 ppm) AlCl₃

Flussmittelbad:

[0175] 

Flussmittelmenge/-konzentration (Gesamtsalzgehalt): 550 g/l

Ammoniaklösung (5%-ig): 10 ml pro Liter Flussmittelbad zur Einstellung (Anhebung) des pH-Wertes

pH-Wert: 3,5 (ohne Ammoniaklösung: 3,2)

Netzmittel (nichtionisches Tensid): 0,3 %

Variation des Alkohol-Anteils im Flussmittelbad

[0176] 

a) 0 % Propanol (100 % Wasser) (nichterfindungsgemäßes Vergleichsbeispiel)

b) 5 % Propanol (40 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)

c) 20 % Propanol (160 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)

d) 71,8 % Propanol (574,4 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)

e) 100 % Propanol (nichterfindungsgemäßes Vergleichsbeispiel)

Verzinkungsbad

[0177] 100 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)

Ergebnisse

[0178] ad a) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils noch vollständig feucht. Es bildet sich eine weitestgehend homogene Zinkschicht aus, jedoch mit minimalen Fehlstellen.

[0179] ad b) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils bereits leicht angetrocknet. Zur Kontrolle werden die Bleche nach dem Beizen und nach dem Trocknen verwogen. Im Vergleich zu Variante a) zeigt sich, dass der Flussmittelfilm 2,5 % weniger wiegt, was auf einen geringeren Restfeuchtegehalt infolge eines schnelleren Trocknens zurückzuführen ist. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.

[0180] ad c) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils weitestgehend trocken. Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 11,5%-ige Gewichtsreduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.

[0181] ad d) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils vollständig trocken. Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 15%-ige Reduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.

[0182] ad e) Die Flussmittelsalze bilden einen Bodensatz, welcher nicht zu lösen ist. Folglich findet beim Eintauchen des Blechs in das Flussmittel keine effiziente Benetzung der Stahloberfläche mit Flussmittelsalzen statt. Bei der Verzinkung kommt es daraufhin nicht zur Reaktion zwischen Zinklegierung und Stahl, d. h. es ist keine effiziente Verzinkbarkeit gegeben.

Allgemeine Erkenntnisse

[0183] Bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten und Trocknungstemperaturen) führt der erfindungsgemäße Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei geringen Mengenanteilen und auch bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen des Flussmittelfilms und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert, dass eine bessere Trocknung zu einer besseren Verzinkungsqualität führt.

[0184] Auch bei Korrosionstestungen (Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227:2012) zeigen die mit dem Alkohol enthaltenden erfindungsgemäßen Flussmittel vorbehandelten feuerverzinkten Bleche deutlich längere Standzeiten (bis zu 40 % Standzeitverbesserung) gegenüber feuerverzinkten Bleche, welche mit dem ansonsten identischen Flussmittel (jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig, d. h. nicht erfindungsgemäß) vorbehandelt sind.

Beispielserien 2 bis 5 (erfindungsgemäß)

[0185] Beispielserie 1 wird wiederholt, jedoch mit abweichender Zusammensetzung des Verzinkungsbades.

Verzinkungsbad für Beispielserie 2

[0186] 500 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)

Verzinkungsbad für Beispielserie 3

[0187] 1.000 ppm Aluminium, 50 ppm Silizium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)

Verzinkungsbad für Beispielserie 4

[0188] 5,42 Gew.-% Aluminium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)

Verzinkungsbad für Beispielserie 5

[0189] Aluminium 4,51 Gew.-%, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)

Ergebnisse

[0190] Es werden analoge Ergebnisse zur Beispielserie 1 erhalten, wobei speziell im Fall der Beispielserien 4 und 5 auch optisch signifikant verbesserte, d. h. besonders glänzende Oberflächen resultieren.

Beispielserien 6 bis 10 (erfindungsgemäß)

[0191] Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (Verwendung von 0,005 Gew.-% bzw. 50 ppm AgCI anstelle von AlCl₃).

Ergebnisse

[0192] Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.

Beispielserien 11 bis 15 (erfindungsgemäß)

[0193] Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (Verwendung einer Kombination von 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AgCI und 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AlCl₃ anstelle von AlCl₃ allein).

Ergebnisse

[0194] Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.

Beispielserien 16 bis 30 (Vergleich)

[0195] Beispielserien 1 bis 15 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (vollständiges Weglassen von AlCl₃ und AgCI).

Ergebnisse

[0196] Im Fall der Alkoholgehalte a) bis d) resultieren jeweils nach dem Verzinken stark inhomogene Zinkschichten mit einer signifikanten Anzahl von Fehlstellen und deutlich sichtbaren Defektstrukturen.

[0197] Im Falle der Alkoholgehalte von e) ist auch hier überhaupt keine Verzinkbarkeit gegeben, da die Flussmittelsalze einen nicht lösbaren Bodensatz bilden.

Allgemeine Rezepturen für Flussmittel (erfindungsgemäß)

[0198] Nachfolgend werden allgemeine Rezepturangaben für typische erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzungen und Flussmittelbäder mit Optimierung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Zink/Aluminium-Schmelze gegeben.

Flussmittelzusammensetzung

[0199] 

ZnCl2	56 bis 85 %
	Für AI = 4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 77 bis 82 %
	Für AI bis 1.000 ppm:	typischerweise 56 bis 62 %
NH4Cl	10 bis 44 %
	Für AI = 4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 10 bis 15 %
	Für AI bis 1.000ppm:	typischerweise 38 bis 44 %
NaCl	> 0 bis 6 %
	Für AI = 4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 5 bis 7 %
	Für AI bis 1.000 ppm:	typischerweise > 0 bis 1 %
KCl	> 0 bis 2 %
	Für AI = 4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 1 bis 3 %
	Für Al bis 1.000 ppm:	typischerweise > 0 bis 0,5 %
AgCl/AlCl3	0,5 bis 500 ppm

[0200] Alle vorstehenden Prozentangaben (Gew.-%) bezogen auf den Feststoff-Salzgehalt (Trockengewicht).

Flussmittelbad

[0201] Salzgehalt (Flussmittelzusammensetzung) insgesamt 200 bis 700 g/l, typischerweise 450 bis 550 g/l
pH im Bereich von 2,5 bis 5

Für Al =4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 2,5 bis 3,5
Für Al bis 1.000 ppm:	typischerweise 4 bis 5 %

ausreichende Menge an anorganischer Säure und Ammoniaklösung zur Einstellung des erforderlichen pH-Werts (Feineinstellung mit Ammoniaklösung) Temperatur des Flussmittels im Bereich von 15 bis 80 °C

Für Al = 4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 50 bis 70°C
Für Al bis 1.000 ppm:	typischerweise 35 bis 60°C

Netzmittelgehalt 0,2 bis 5%
Lösung mit einem Anteil Propanol und/oder Ethanol von 0,2 bis 72 %

Für Al=4,2 bis 6,2 %:	typischerweise 5 bis 20 %
Für Al bis 1.000 ppm:	typischerweise 5 bis 20 %

Ansprüche

1. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:

(a) Entfettungsbehandlung des Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann

(b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(c) Beizbehandlung des in Verfahrensschritt (a) entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann

(d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist und ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer Menge im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist; dann

(f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann

(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteils in einem eine aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") enthaltenden Verzinkungsbad.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt wird; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt wird, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in Mengen im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in Mengen im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in Mengen im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl₃) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl₃), in Mengen im Bereich von 5 • 10^-5 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10^-5 bis 5 • 10^-3 Gew.-%,

enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.

6. Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung enthält, wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist und ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C₁-C₄-Alkoholen und deren Mischungen und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer im Bereich Menge von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

7. Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe

(i) Zinkchlorid (ZnCl₂) in einer Menge im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%,

(ii) Ammoniumchlorid (NH₄Cl) in einer Menge im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%,

(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-% und

(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz in einer Menge im Bereich von 5 • 10^-5 bis 2 Gew.-%

enthält,
wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung frei von Bleichlorid (PbCl₂) und Nickelchlorid (NiCl₂) ausgebildet ist.

8. Verwendung eines Flussmittelbades nach Anspruch 6 oder einer Flussmittelzusammensetzung nach Anspruch 7 zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren).

Claims

1. A method for hot galvanization (hot-dip galvanizing) of an iron or steel component,
the method comprising the following method steps in the order listed below:

(a) degreasing treatment of the iron or steel component, in particular in at least one degreasing bath; then

(b) optionally rinsing the iron or steel component degreased in method step (a); then

(c) pickling treatment of the iron or steel component degreased in method step (a) and optionally rinsed in method step (b), in particular in at least one pickling bath; then

(d) optionally rinsing the iron or steel component pickled in method step (c); then

(e) flux treatment of the iron or steel component pickled in method step (c) and optionally rinsed in method step (d) by means of a flux composition in a flux bath, wherein the flux bath comprises a liquid phase containing an alcohol/water mixture, wherein the liquid phase of the flux bath contains the flux composition, wherein the alcohol of the alcohol/water mixture of the flux bath is a water-miscible and/or a water-soluble alcohol and is selected from the group of linear or branched, saturated, aliphatic, primary, secondary, or tertiary monohydric C₁-C₄ alcohols and mixtures thereof, and
wherein the flux composition contains as ingredients

(i) zinc chloride (ZnCl₂) in an amount within the range from 50 to 95 wt%,

(ii) ammonium chloride (NH₄Cl) in an amount within the range from 5 to 45 wt%,

(iii) at least one alkali and/or alkaline earth salt in an amount within the range of 0.1 to 25 wt% and

(iv) at least one aluminium salt and/or at least one silver salt in an amount within the range from 5 • 10^-5 to 2 wt%,

wherein all of the above-mentioned quantities are based on the flux composition and are to be selected to result in a total of 100 wt%, and
wherein the flux composition is free of lead chloride (PbCl₂) and nickel chloride (NiCl₂); then

(f) optionally drying treatment of the iron or steel component subjected to the flux treatment in method step (e); then

(g) hot galvanization (hot-dip galvanizing) of the iron or steel component subjected to the flux treatment in method step (e) and optionally dried in method step (f) in a galvanizing bath containing an aluminium-containing zinc melt ("Zn/Al melt").

2. The method according to claim 1,
wherein the flux bath is acidified; and/or
wherein the flux bath is set to a defined and/or predetermined, in particular acidic, pH, preferably in the pH range from 0 to 6.9, in particular in the pH range from 0.5 to 6.5, preferably in the pH range from 1 to 5.5, particularly preferably in the pH range from 1.5 to 5, very particularly preferably in the pH range from 2 to 4.5, even more preferably in the pH range from 2 to 4.

3. The method according to claim 1 or 2,
wherein the flux bath contains the alcohol/water mixture in a weight-based alcohol/water ratio in the range from 0.5:99.5 to 99:1, in particular in the range from 2:98 to 95:5, preferably in the range from 5:95 to 90:10, preferably in the range from 5:95 to 50:50, particularly preferably in the range from 5:95 to 45:55, very particularly preferably in the range from 5:95 to 50:50, even more preferably in the range from 10:90 to 30:70, based on the alcohol/water mixture.

4. The method according to any one of the preceding claims,
wherein the flux composition contains as ingredients

(i) zinc chloride (ZnCl₂) in amounts within the range from 55 to 90 wt%, preferably within the range from 60 to 85 wt%, particularly preferably within the range from 65 to 82.5 wt%, even more preferably within the range from 70 to 82 wt%,

(ii) ammonium chloride (NH₄Cl) in amounts within the range from 7.5 to 40 wt%, preferably within the range from 10 to 35 wt%, particularly preferably within the range from 11 to 25 wt%, even more preferably within the range from 12 to 20 wt%,

(iii) at least one alkali and/or alkaline earth metal salt in amounts within the range from 0.5 to 20 wt%, preferably within the range from 1 to 15 wt%, particularly preferably within the range from 2 to 12.5 wt%, even more preferably within the range from 4 to 10 wt%, and

(iv) at least one aluminium salt and/or at least one silver salt, in particular aluminium chloride (AlCl₃) and/or silver chloride (AgCl), preferably aluminium chloride (AlCl₃), in amounts within the range from 5 • 10^-5 to 1.5 wt%, preferably within the range from 5 • 10^-5 to 1 wt%, particularly preferably within the range from 5 • 10^-5 to 0.5 wt%, even more preferably within the range from 5 • 10^-5 to 5 • 10^-3 wt% ,

wherein all of the above-mentioned quantities are based on the composition and are to be selected to result in a total of 100 wt%.

5. The method according to any one of the preceding claims,
wherein the flux composition contains, as alkali and/or alkaline earth salt of component (iii), an alkali and/or alkaline earth chloride; and/or
the flux composition contains, as the alkali and/or alkaline earth salt of component (iii), at least one alkali and/or alkaline earth salt of an alkali and/or alkaline earth metal from the group of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), caesium (Cs),
beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) as well as combinations thereof; and/or
the flux composition contains, as the alkali and/or alkaline earth salt of component (iii), at least two different alkali and/or alkaline earth salts, in particular at least two alkali and/or alkaline earth salts of an alkali and/or alkaline earth metal from the group of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), caesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) as well as combinations thereof; and/or
the flux composition contains, as the alkali and/or alkaline earth metal salt of component (iii), at least two different alkali metal salts, in particular two different alkali metal chlorides, preferably sodium chloride and potassium chloride, in particular with a sodium/potassium weight ratio within the range from 50:1 to 1:50 , in particular within the range from 25:1 to 1:25, preferably within the range from 10:1 to 1:10.

6. A flux bath for the flux treatment of iron or steel components in a hot galvanization method (hot-dip galvanizing method),
wherein the flux bath comprises a liquid phase containing an alcohol/water mixture,
wherein the liquid phase of the flux bath contains a flux composition, wherein the alcohol of the alcohol/water mixture of the flux bath is a water-miscible and/or a water-soluble alcohol and is selected from the group of linear or branched, saturated, aliphatic, primary, secondary, or tertiary monohydric C₁-C₄ alcohols and mixtures thereof, and
wherein the flux composition contains as ingredients

(i) zinc chloride (ZnCl₂) in an amount within the range from 50 to 95 wt%,

(ii) ammonium chloride (NH₄Cl) in an amount within the range from 5 to 45 wt%,

(iii) at least one alkali and/or alkaline earth salt in an amount within the range of 0.1 to 25 wt% and

(iv) at least one aluminium salt and/or at least one silver salt in an amount within the range from 5 • 10^-5 to 2 wt%,

wherein all of the above-mentioned quantities are based on the flux composition and are to be selected to result in a total of 100 wt%, and
wherein the flux composition is free of lead chloride (PbCl₂) and nickel chloride (NiCl₂).

7. A flux composition for the flux treatment of iron or steel components in a hot galvanization method (hot-dip galvanizing method),
wherein the flux composition contains as ingredients

(i) zinc chloride (ZnCl₂) in an amount within the range from 50 to 95 wt%,

(ii) ammonium chloride (NH₄Cl) in an amount within the range from 5 to 45 wt%,

(iii) at least one alkali and/or alkaline earth salt in an amount within the range of 0.1 to 25 wt% and

(iv) at least one aluminium salt and/or at least one silver salt in an amount within the range from 5 • 10^-5 to 2 wt%,

wherein all of the above-mentioned quantities are based on the flux composition and are to be selected to result in a total of 100 wt%, and
wherein the flux composition is free of lead chloride (PbCl₂) and nickel chloride (NiCl₂).

8. A use of a flux bath according to claim 6 or a flux composition according to claim 7 for the flux treatment of iron or steel components in a hot galvanization method (hot-dip galvanizing method).

Revendications

1. Procédé de galvanisation au trempé (galvanisation par immersion à chaud) d'un composant en fer ou en acier,
ledit procédé comprenant les étapes suivantes dans l'ordre indiqué ci-dessous :

(a) le traitement par dégraissage du composant en fer ou en acier, en particulier dans au moins un bain de dégraissage ; puis,

(b) éventuellement, le rinçage du composant en fer ou en acier dégraissé dans l'étape (a) ; puis,

(c) le traitement par décapage du composant en fer ou en acier dégraissé dans l'étape (a) et éventuellement, rincé dans l'étape (b), en particulier dans au moins un bain de décapage ; puis,

(d) éventuellement, le rinçage le composant en fer ou en acier décapé dans l'étape de traitement (c) ; puis,

(e) éventuellement, le traitement par fluxage du composant en fer ou en acier décapé dans l'étape (c) et, éventuellement, rincé dans l'étape (d) au moyen d'une composition de flux dans un bain de flux,
dans lequel le bain de flux contient une phase liquide contenant un mélange alcool/eau, dans lequel la phase liquide du bain de flux contient la composition de flux, dans lequel l'alcool du mélange alcool/eau du bain de flux est un alcool miscible à l'eau et/ou un alcool soluble dans l'eau et est choisi dans le groupe constitué par les alcools monovalents en C₁-C₄ linéaires ou ramifiés, saturés, aliphatiques, primaires, secondaires ou tertiaires et leurs mélanges, et
dans lequel la composition de flux contient en tant qu'ingrédients

(i) le chlorure de zinc (ZnCl₂) en une quantité dans la plage allant de 50 à 95 % en poids,

(ii) le chlorure d'ammonium (NH₄Cl) en une quantité dans la plage allant de 5 à 45 % en poids,

(iii) au moins un sel alcalin et/ou alcalino-terreux en une quantité dans la plage allant de 0,1 à 25 % en poids, et

(iv) au moins un sel d'aluminium et/ou au moins un sel d'argent en une quantité dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 2 % en poids,

dans lequel toutes les quantités susmentionnées sont rapportées à la composition de flux et sont à choisir de telle sorte qu'elles résultent d'un total de 100 % en poids, et dans lequel la composition de flux est exempte de chlorure de plomb (PbCl₂) et de chlorure de nickel (NiCl₂) ; puis, éventuellement,

(f) le traitement par séchage du composant en fer ou en acier traité par fluxage dans l'étape (e) ; puis,

(g) le zingage au trempé (galvanisation par immersion à chaud) du composant en fer ou en acier traité par fluxage dans l'étape (e) et, éventuellement, séché dans l'étape (f) dans un bain de galvanisation contenant le zinc en fusion contenant l'aluminium (« Zn/Al en fusion »).

2. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel le bain de flux est ajusté acide ; et/ou
dans lequel le bain de flux est ajusté à un pH défini et/ou prédéterminé, en particulier acide, en particulier dans la plage de pH allant 0 à 6,9, de préférence dans la plage de pH allant de 0,5 à 6,5, préférentiellement dans la plage de pH allant de 1 à 5,5, plus préférentiellement dans la plage de pH allant de 1,5 à 5, mieux encore dans la plage de pH allant de 2 à 4,5, idéalement dans la plage de pH allant de 2 à 4.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
dans lequel le bain de flux contient le mélange alcool/eau dans un rapport quantitatif alcool/eau rapporté au poids dans la plage allant de 0,5: 99,5 à 99: 1, en particulier dans la plage allant de 2: 98 à 95: 5, de préférence dans la plage allant de 5: 95 à 90: 10, préférentiellement dans la plage allant de 5: 95 à 50: 50, plus préférentiellement dans la plage allant de 5: 95 à 45: 55, mieux encore dans la plage allant de 5: 95 à 50: 50, idéalement dans la plage allant de 10: 90 à 30: 70, rapporté au mélange alcool/eau.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
dans lequel la composition de flux contient en tant qu'ingrédients

(i) le chlorure de zinc (ZnCl₂) en des quantités dans la plage allant de 55 à 90 % en poids, préférentiellement dans la plage allant de 60 à 85 % en poids, plus préférentiellement dans la plage allant de 65 à 82,5 % en poids, idéalement dans la plage allant de 70 à 82 % en poids,

(ii) le chlorure d'ammonium (NH₄Cl) en des quantités dans la plage allant de 7,5 à 40 % en poids, préférentiellement dans la plage allant de 10 à 35 % en poids, plus préférentiellement dans la plage allant de 11 à 25 % en poids, idéalement dans la plage allant de 12 à 20 % en poids,

(iii) au moins un sel alcalin et/ou alcalino-terreux en des quantités dans la plage allant de 0,5 à 20 % en poids, préférentiellement dans la plage allant de 1 à 15 % en poids, plus préférentiellement dans la plage allant de 2 à 12,5 % en poids, idéalement dans la plage allant de 4 à 10 % en poids, et

(iv) au moins un sel d'aluminium et/ou au moins un sel d'argent, en particulier le chlorure d'aluminium (AlCl₃) et/ou le chlorure d'argent (AgCl), de préférence le chlorure d'aluminium (AlCl₃), en des quantités dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 1,5 % en poids, préférentiellement dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 1 % en poids, plus préférentiellement dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 0,5 % en poids, idéalement dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 5 • 10^-3 % en poids,

dans lequel toutes les données quantitatives susmentionnées sont rapportées à la composition et sont à choisir de telle sorte qu'elles résultent en un total de 100 % en poids.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
dans lequel la composition de flux contient, en tant que sel alcalin et/ou alcalino-terreux du composant (iii), un chlorure alcalin et/ou alcalino-terreux ; et/ou
dans lequel la composition de flux contient, en tant que sel alcalin et/ou alcalino-terreux du composant (iii), au moins un sel alcalin et/ou alcalino-terreux d'un métal alcalin et/ou alcalino-terreux du groupe constitué par le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K), le rubidium (Rb), le césium (Cs), le béryllium (Be), le magnésium (Mg), le calcium (Ca), le strontium (Sr) et le baryum (Ba) ainsi que les combinaisons ; et/ou
dans lequel la composition de flux contient, en tant que sel alcalin et/ou alcalino-terreux du composant (iii), au moins deux sels alcalins et/ou alcalino-terreux différents, en particulier au moins deux sels alcalins et/ou alcalino-terreux d'un métal alcalin et/ou alcalino-terreux du groupe constitué par le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K), le rubidium (Rb), le césium (Cs), le béryllium (Be), le magnésium (Mg), le calcium (Ca), le strontium (Sr) et le baryum (Ba) ainsi que les combinaisons ; et/ou
dans lequel la composition de flux contient, en tant que sel de métal alcalin et/ou alcalino-terreux du composant (iii), au moins deux sels alcalins différents, en particulier deux chlorures alcalins différents, de préférence le chlorure de sodium et le chlorure de potassium, en particulier avec un rapport pondéral sodium/potassium dans la plage allant de 50: 1 à 1: 50, en particulier dans la plage allant de 25: 1 à 1: 25, de préférence dans la plage allant de 10: 1 à 1: 10.

6. Bain de flux destiné au traitement par fluxage des composants en fer ou en acier selon un procédé de zingage au trempé (galvanisation par immersion à chaud),
dans lequel le bain de flux contient une phase liquide contenant un mélange alcool/eau, dans lequel la phase liquide du bain de flux contient une composition de flux, dans lequel l'alcool du mélange alcool/eau du bain de flux est un alcool miscible à l'eau et/ou un alcool soluble dans l'eau et est choisi dans le groupe constitué par les alcools monovalents en C₁-C₄ linéaires ou ramifiés, saturés, aliphatiques, primaires, secondaires ou tertiaires et leurs mélanges, et
dans lequel la composition de flux contient en tant qu'ingrédients

(i) le chlorure de zinc (ZnCl₂) en une quantité dans la plage allant de 50 à 95 % en poids,

(ii) le chlorure d'ammonium (NH₄Cl) en une quantité dans la plage allant de 5 à 45 % en poids,

(iii) au moins un sel alcalin et/ou alcalino-terreux en une quantité dans la plage allant de 0,1 à 25 % en poids, et

(iv) au moins un sel d'aluminium et/ou au moins un sel d'argent en une quantité dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 2 % en poids,

dans lequel toutes les données quantitatives susmentionnées sont rapportées à la composition de flux et sont à choisir de telle sorte qu'elles résultent en un total de 100 % en poids, et
dans lequel la composition de flux est exempte de chlorure de plomb (PbCl₂) et de chlorure de nickel (NiCl₂).

7. Composition de flux destiné au traitement par fluxage des composants en fer ou en acier selon un procédé de zingage au trempé (galvanisation par immersion à chaud),
dans lequel la composition de flux contient en tant qu'ingrédients

(i) le chlorure de zinc (ZnCl₂) en une quantité dans la plage allant de 50 à 95 % en poids,

(ii) le chlorure d'ammonium (NH₄Cl) en une quantité dans la plage allant de 5 à 45 % en poids,

(iii) au moins un sel alcalin et/ou alcalino-terreux en une quantité dans la plage allant de 0,1 à 25 % en poids, et

(iv) au moins un sel d'aluminium et/ou au moins un sel d'argent en une quantité dans la plage allant de 5 • 10^-5 à 2 % en poids,

dans lequel toutes les quantités susmentionnées sont rapportées à la composition de flux et sont à choisir de telle sorte qu'elles résultent en un total de 100 % en poids, et
dans lequel la composition de flux est exempte de chlorure de plomb (PbCl₂) et de chlorure de nickel (NiCl₂).

8. Utilisation d'un bain de flux selon la revendication 6 ou d'une composition de flux selon la revendication 7 pour le traitement par fluxage de composants en fer ou en acier selon un procédé de zingage au trempé (galvanisation par immersion à chaud).

Zeichnung