[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, die
Bauindustrie, den Bereich des allgemeinen Maschinenbaus, die Elektroindustrie und
andere technische Anwendungsgebiete, mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).
[0002] Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das technische Gebiet des Recyclings
bzw. der Wiederverwendung bzw. der Aufbereitung von bereits verwendeten Bauteilen,
insbesondere von bereits verwendeten verzinken Bauteilen, vorzugweise von bereits
verwendeten verzinkten Eisen- oder Stahlbauteilen.
[0003] Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren sowie eine Anlage zur
Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, und darüber
hinaus die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der erfindungsgemäßen Anlage
erhältlichen Produkte (d.h. feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteile) sowie die entsprechenden
Verwendungen.
[0004] 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 Bereiche (z. B. Bauindustrie, Maschinenbau,
Elektroindustrie etc.), erfordern einen effizienten Korrosionsschutz, welcher auch
Langzeitbelastungen standhält.
[0005] 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.
[0006] 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
400 °C bis 600 °C in einen beheizten Kessel mit flüssigem Zink getaucht (Schmelzpunkt
von Zink: 419,5 °C; Zinklegierungen können einen höheren oder niedrigeren Schmelzpunkt
aufweisen), so dass sich auf der Stahloberfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht
aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht ausbilden.
[0007] Die Feuerverzinkung ist somit eine seit vielen Jahrzehnten 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.
[0008] Bei der Feuerverzinkung wird zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung (vgl. z.
B. DIN EN ISO 1461 und DIN 50997) 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 in der Regel zuerst vollständig oder zumindest teilweise gefertigt
und erst danach feuerverzinkt werden (wodurch die Bauteile rundum vor Korrosion geschützt
werden). Stückverzinken und Band-/Drahtverzinken unterscheiden sich je nach Applikationsbedingungen
zudem hinsichtlich des Phasenaufbaus als auch der Dicke der jeweils resultierenden
Zinküberzüge, wodurch sich - auch in Abhängigkeit der Zinkschicht - unterschiedliche
Schutzdauern ergeben können. Die Zinkschichtdicke von bandverzinkten Blechen liegt
üblicherweise im Bereich von 10 bis 35 Mikrometern, wohingegen die Zinkschichtdicken
von stückverzinkten Stahlteilen üblicherweise im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern
und sogar mehr liegen.
[0009] 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 so lange vor Korrosion schützt, bis
sie selbst vollständig korrodiert ist.
[0010] Bei der sogenannten Stückverzinkung nach DIN EN ISO 1461 erfolgt das Feuerverzinken
von meist größeren Stahlbauteilen und -konstruktionen. Dabei werden stahlbasierte
Rohlinge oder (halb-)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.
[0011] Die konventionelle Feuerverzinkung, insbesondere Tauchverzinkung, basiert insbesondere
auf dem Tauchen von Eisen- bzw. Stahlbauteilen in eine Zinkschmelze unter Ausbildung
eines Zinküberzugs auf der Oberfläche der Bauteile. Zur Sicherstellung des Haftvermögens,
der Geschlossenheit und der Einheitlichkeit des Zinküberzuges ist vorab im Allgemeinen
eine sorgfältige Oberflächenvorbehandlung und gegebenenfalls -vorbereitung 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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).
[0015] 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 (ZnCl
2) und Ammoniumchlorid (NH
4Cl), 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.
[0016] 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 (bzw. die Zinklegierung)
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.
[0017] Im Anschluss an den Verzinkungsprozess erfolgt üblicherweise noch die Nachbearbeitung
der verzinkten Bauteile. 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 nötig entfernt.
[0018] 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.
[0019] 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. 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. Auch
ist die gebildete Zinkschicht nicht duktil und somit sind die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung
begrenzt, insbesondere unter Erhalt der Korrosionsschutzwirkung.
[0020] 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/Zink-Legierungsschicht, da das Aluminium - ohne sich
auf eine bestimmte Theorie festzulegen - sozusagen zunächst eine Sperrschicht auf
der Stahloberfläche des betreffenden Bauteils ausbildet, auf welche dann die eigentliche
Zinkschicht abgeschieden wird.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/AluminiumSchmelze
bzw. unter Verwendung eines 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.
[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 Zn/Al-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 Zn/Al-Systems
mit einem Schmelzpunkt von 382 °C vorliegt, wodurch eine Verringerung der Betriebstemperatur
im Verzinkungsprozess ermöglicht wird.
[0026] Insgesamt können somit Feuerverzinkungsschichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen
auf eisenbasierte Bauteile aufgebracht werden, um Korrosionsschutz bereitzustellen,
wobei die Eigenschaften, insbesondere die Korrosionsschutzeigenschaften sowie die
mechanischen und optischen Eigenschaften, der Zinkschicht durch dessen Zusammensetzung
beeinflusst wird.
[0027] Jedoch kann die Korrosionsschutzleistung der Zinkschicht (Feuerverzinkungsschicht)
im Laufe der Verwendung nachlassen, beispielsweise durch Verwitterung oder Abtragung
oder Beschädigung der Zinkschicht. In diesem Zusammenhang kann die Zinkschicht insbesondere
durch mechanische und/oder chemische Prozesse während der Nutzung abgetragen oder
beschädigt werden. Insbesondere wenn die verzinkten Bauteile Umwelteinflüssen, wie
starker Hitze und/oder Kälte, Salzen etc. ausgesetzt werden oder aber mechanisch beansprucht,
beispielsweise deformiert werden, wird die Korrosionsschutzleistung der Zinkschicht
beeinflusst, insbesondere kann diese mit der Zeit signifikant abnehmen. Zuverlässiger
Korrosionsschutz kann aber nur bei einer unbeschädigten und durchgängigen Zinkschicht
mit einer bestimmten Mindestschichtdicke, welche abhängig von der Zusammensetzung
der Zinkschicht ist, bereitgestellt werden.
[0028] Auch wenn die Zinkschicht beschädigt oder teilweise abgetragen ist und somit kein
zuverlässiger Korrosionsschutz mehr vorliegt, ist aber nicht zwingend auch das Bauteil
als solches untauglich; insbesondere muss der mangelnde Korrosionsschutz die technologischen
Eigenschaften des Bauteils als solche nicht beeinflussen. Folglich könnte ein solches
Bauteil nach Wiederherstellung eines zuverlässigen Korrosionsschutzes wieder- bzw.
weiterverwendet werden. Bauteile, bei welchen die Korrosionsschutzeigenschaften durch
Umwelteinflüsse oder mechanische Einwirkungen abnehmen, aber das Bauteil als solches
noch einsatzfähig ist, können beispielsweise Gerüstteile, Leitplanken bzw. Schutzplanken,
Karosserieteile etc. sein. Insbesondere ist eine weitere Nutzung des Bauteils als
solches noch möglich, wenn dieses noch funktionsfähig ist und keine oder zumindest
keine technisch relevante Korrosion bis zum Grundmaterial (d.h. bis zum Bauteil als
solchen) erfolgt ist. Mit anderen Worten ist das Entsorgen oder Einschmelzen eines
solchen Bauteils nicht notwendig, jedoch ist zur weiteren Verwendung ein (neuer) zuverlässiger
Korrosionsschutz zwingend notwendig.
[0029] Im Stand der Technik ist es daher üblich, Bauteile mit mangelndem Korrosionsschutz,
insbesondere aufgrund einer beschädigten Zinkschicht, vollständig zu entzinken und
neu zu verzinken. Mit anderen Worten wird die noch vorhandene Zinkschicht vollständig
entfernt (sog. Entzinken), insbesondere durch chemische und/oder mechanische Prozesse,
und anschließend in einem üblichen Feuerverzinkungsverfahren, insbesondere in einem
der zuvor beschrieben Verfahren, neu verzinkt. Vor der neuen Verzinkung können bei
Bedarf Reparatur- bzw. Korrektur- sowie Formarbeiten, wie beispielsweise das Ausbessern
von Verformungen, Nachstanzen von Löchern, Schneiden von Gewinden, Hinzufügen von
Bohrungen etc., durchgeführt werden.
[0030] Nachteilhaft ist dabei jedoch, dass die noch vorhandene Zinkschicht vollständig entfernt
wird. Hinzu kommt weiterhin, dass die Entzinkung aufwendig ist und mit einem hohen
Energieaufwand einhergeht. Darüber hinaus ist das Entzinken unökonomisch, insbesondere
da auch bei nur geringen Mängeln die gesamte Zinkschicht entfernt werden muss. Somit
führt die (vollständige) Entfernung der Zinkschicht und das Aufbringen einer neuen
Zinkschicht zu einem hohen Materialsowie Energieverbrauch, was sowohl wirtschaftlich
als auch ökologisch nachteilig ist. Darüber hinaus ist der Prozess insgesamt aufwendig
und langwierig.
[0031] In dem zuvor beschriebenen Stand der Technik fehlt es somit an einer Möglichkeit
Bauteile, welche noch funktionsfähig sind, bei welchen die Zinkschicht aber keinen
vollständigen oder ausreichenden Korrosionsschutz mehr bereitstellt, ökonomisch sowie
ressourcenschonend und ökologisch aufzubereiten, insbesondere derart, dass wieder
ein zuverlässiger Korrosionsschutz bereitgestellt wird. Insbesondere muss zu diesem
Zweck eine verlässliche Feststellung bzw. Bewertung des bestehenden bzw. verbleibenden
Zustands und Korrosionsschutzes erfolgen.
[0032] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher in der Bereitstellung
eines Verfahrens zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, sowie einer
betreffenden Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei die zuvor geschilderten
Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermieden oder aber wenigstens
abgeschwächt werden sollen.
[0033] Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bereitgestellt werden,
welche(s) die Wiederherstellung der Korrosionsschutzeigenschaften ermöglichen, ohne
dass die noch vorhandene Zinkschicht zunächst (vollständig) entfernt werden muss.
Dabei muss eine verlässliche und reproduzierbare Feststellung bzw. Bewertung des bestehenden
bzw. verbleibenden Zustands und Korrosionsschutzes erfolgen.
[0034] Außerdem soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bereitgestellt werden,
welche(s) energetisch effizienter und ressourcenschonender als herkömmliche Verfahren
bzw. Anlagen ist.
[0035] Darüber hinaus soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bereitgestellt
werden, welche(s) nachhaltiger als herkömmliche Verfahren bzw. Anlagen ist.
[0036] Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß
einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere
besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.
[0037] Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Anlage (System) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen
Anlagenanspruch (Anspruch 50); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstand der diesbezüglichen Anlagenunteransprüche.
[0038] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes)
Eisen- oder Stahlbauteil gemäß den diesbezüglichen unabhängigen Produktansprüchen
(Ansprüche 60 und 61); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Produkts sind Gegenstand der diesbezüglichen Produktunteransprüche.
[0039] Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendungen gemäß den diesbezüglichen unabhängigen
Verwendungsansprüchen (Ansprüche 67, 68 und 70); weitere, insbesondere besondere und/oder
vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendungen sind Gegenstand der
diesbezüglichen Verwendungsunteransprüche.
[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] Im Übrigen gilt, dass der Fachmann - anwendungsbezogen oder einzelfallbedingt - von
den nachfolgend angeführten Bereichsangaben erforderlichenfalls abweichen kann, ohne
dass er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
[0043] 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.
[0044] Darüber hinaus gilt für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung, dass die jeweils
im Zusammenhang mit den speziellen Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteilen,
Beispielen oder dergleichen angeführten Merkmale der vorliegenden Erfindung auch in
deren Kombination als offenbart gelten. Somit gelten vorliegend auch übergeordnete
Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale, welche für jeweilige Ausgestaltungen,
Ausführungsformen, Anwendungsbeispiele oder dergleichen angeführt sind, als offenbart.
[0045] Insbesondere gilt für die die Erfindung charakterisierenden Merkmale, dass sämtliche
Kombinationsmöglichkeiten dieser Merkmale als offenbart gelten, wobei Ausführungsformen
vergleichbarer bzw. entsprechender Präferenz der verschiedenen Merkmale in ihrer Kombination
bevorzugt sind (z.B. Mengen bzw. Mengenbereiche der betreffenden Wirk- und Inhaltsstoffe
gleicher Präferenz oder dergleichen).
[0046] Dabei gilt insbesondere auch, dass für die nachfolgend angeführten, die verschiedenen
Inhaltsstoffe, insbesondere Wirkstoffe, der erfindungsgemäßen Zusammensetzung oder
dergleichen betreffenden Mengenangaben, insbesondere relativen Mengenangaben oder
absoluten Mengenangaben gleicher Präferenz bzw. gleicher Bevorzugungsebene, jeweilige
und die verschiedenen Inhaltsstoffe, insbesondere Wirkstoffe, betreffende Kombinationen
mit entsprechender Präferenz bzw. Bevorzugung mitoffenbart sind. Ebenfalls sind auch
sämtliche anderweitige Kombinationen (d.h. Kombinationen auf Basis unterschiedlicher
Präferenzen bzw. unterschiedlicher Bevorzugungsebenen) mitoffenbart.
[0047] Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail
erläutert.
[0048] Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur
Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
[0049] 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:
Denn, wie die Anmelderin nun vollkommen überraschend herausgefunden hat, kann durch
das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere Feuerverzinkungsverfahren, der Korrosionsschutz
eines bereits verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils wiederhergestellt bzw. wiederaufbereitet
bzw. regeneriert werden, ohne dass die bereits vorhandene Zinkschicht (vollständig)
abgetragen werden muss.
[0050] Insbesondere hat die Anmelderin vollkommen überraschend herausgefunden, dass bei
erfindungsgemäßem Vorgehen und somit mit nur geringer Vorbereitung eine Regeneration
bzw. Wiederaufbereitung bzw. Wiederherstellung der Feuerverzinkungsschicht und somit
der Korrosionsschutzeigenschaften, insbesondere eines bereits verzinkten und benutzten
Eisen- oder Stahlbauteils, möglich ist.
[0051] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck der konventionellen
Zinkschicht bzw. Reinzinkschicht bzw. quasi aluminiumfreien Zinkschicht auf eine Zinkschicht,
welche in einem zuvor beschriebenen konventionellen Feuerverzinkungsverfahren erhältlich
ist, insbesondere wobei der Zinkgehalt der Schmelze gemäß DIN EN ISO 1461 bei mindestens
98,0 Gew.-% liegt. Insbesondere ist eine konventionelle Zinkschicht (d.h. Reinzinkschicht
bzw. quasi aluminiumfreie Zinkschicht) im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
von einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschicht zu unterscheiden.
Eine aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschicht weist im Zusammenhang mit
der vorliegenden Erfindung insbesondere einen Aluminiumgehalt von wenigstens 2 Gew.-%
auf. In Bezug auf die entsprechenden Zinkbäder (d.h. Reinzinkbäder einerseits und
aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkbäder andererseits) gelten diese Ausführungen
und Definitionen entsprechend.
[0052] Vollkommen überraschend hat die Anmelderin herausgefunden, dass durch die Messung
des elektrischen Widerstands der Oberfläche der Zinkschicht die Güte der Zinkschicht
feststellbar ist. Anhand der Güte (Materialgüte) kann dann der Aufwand der Aktivierungsbehandlung
gezielt ermittelt und eingestellt werden.
[0053] Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die vorhandene Zinkschicht einer weiteren Verzinkung
zugänglich gemacht wird. Eine optimale Verzinkung, insbesondere Feuerverzinkung, und
somit auch die Bereitstellung zuverlässiger und beständiger Korrosionsschutzeigenschaften
ist insbesondere möglich, wenn die Feuerverzinkung direkt bzw. unmittelbar auf der
vorhandenen Zinkschicht oder dem Grundmaterial (d.h. dem Material des Bauteils) erfolgt.
Dazu sollte die vorhandene Zinkschicht insbesondere frei von Verunreinigungen, Korrosionsprodukten
des Eisens (d.h. Eisenoxiden) und Oxidationsprodukten der Zinkschicht (d.h. Zinkoxiden,
Zinkhydroxid, Zinkoxidhydroxid, Zinkhydrogencarbonat, Zinkcarbonat etc.) sein. Verunreinigungen,
Korrosionsprodukte des Eisens und Oxidationsprodukten der Zinkschicht können im Rahmen
der erfindungsgemäß vorgesehenen Aktivierungsbehandlung entfernt werden, wobei die
notwendige Art, Dauer und Intensität der Aktivierungsbehandlung abhängig von der Güte
und somit dem Zustand der Zinkschicht ist. Insbesondere ist beispielsweise bei einer
niedrigeren Güte eine stärkere und/oder längere Aktivierungsbehandlung notwendig als
bei einer höheren Güte.
[0054] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Begriff der Güte insbesondere
in Bezug auf die Eignung zur erneuten Feuerverzinkung zu verstehen. Dabei ist beispielsweise
bei einem hohen Widerstand der bestehenden Zinkschicht eine stärkere und/oder längere
Aktivierungsbehandlung notwendig als bei einem niedrigen Widerstand der Zinkschicht,
was somit auf eine niedrigere Güte im Sinne der vorliegenden Erfindung hinweist.
[0055] Die Anmelderin hat herausgefunden, dass bei der Verzinkung, insbesondere der Feuerverzinkung,
von verzinkten Bauteilen, die einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der
Zinkschicht von höchstens 500 kΩ • cm
2 haben, gleichmäßige und vollständige Zinkschichten gebildet werden, welche hohe Korrosionsschutzeigenschaften
bereitstellt und optisch hochwertig sind.
[0056] Die zielgerichtete Optimierung bzw. Anpassung der Aktivierungsbehandlung an die Güte
der Zinkschicht derart, dass ein zuverlässiges und hochwertiges Feuerverzinkungsergebnis
erhalten wird, ist besonders wirtschaftlich, ökologisch, ökonomisch und nachhaltig.
Insbesondere wird die Abtragung der vorhandenen Zinkschicht verringert bzw. minimiert,
der Aufwand insgesamt wird verringert und das Bauteil selbst wird geschont, insbesondere
kann die Beeinträchtigung oder Beschädigung der Bauteiloberfläche durch die Aktivierungsbehandlung
im Wesentlichen verhindert werden, so dass insbesondere die mechanischen Eigenschaften
des Bauteils nicht verschlechtert werden. Darüber hinaus wird auch die notwendige
Menge an Neumaterial zur Verzinkung (d.h. Zinkschmelze) reduziert und die aufkommenden
Abfallmengen im Vergleich zum Stand der Technik signifikant verringert.
[0057] Die Anpassung der durchzuführenden Aktivierungsbehandlung vor der Verzinkung in Abhängigkeit
von der Güte bzw. dem elektrischen Widerstand der Zinkschicht geht also mit einer
Vielzahl von Vorteilen einher, insbesondere hat diese Vorgehensweise wirtschaftliche
und technische Vorteile gegenüber einer gleichbleibenden Aktivierungsbehandlung, welche
nicht an die Güte der Zinkschicht angepasst ist:
Durch das erfindungsgemäße Vorgehen ist die Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils wirtschaftlicher,
insbesondere da die Aktivierungsbehandlung genau angepasst, insbesondere verkürzt
werden kann, so dass die Produktivität insgesamt erhöht wird.
[0058] Hinzu kommt, dass durch die Einstellung, insbesondere Verkürzung, der Aktivierungsbehandlung,
so wenig Zink wie möglich abgetragen wird. Somit verbleibt ein höherer Anteil an Zink
bzw. Zinkschicht auf dem Bauteil. Das verbleibende Zink bzw. die Zinkschicht stellt
wiederum Korrosionsschutz bereit und ist nach der Verzinkung Teil der neuen Gesamtzinkschicht,
welche insgesamt einen besonders hohen und mechanisch sowie optisch hochwertigen Korrosionsschutz
bereitstellt.
[0059] Auch bei dem erfindungsgemäßen Vorgehen werden geringe Mengen Zink abgetragen, wobei
das abgetragene Zink anschließend wiedergewonnen bzw. rezykliert werden kann (vgl.
beispielsweise sogenannter ReZINQ
®-Prozess); diese Rückgewinnung ist aber nur bei begrenztem Eisenanteil im abgetragenen
Zink möglich. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen wird im Wesentlichen kein Eisen
oder nur sehr wenig Eisen vom Bauteil selbst mit abgetragen, so dass auch eine anschließende
Wiedergewinnung bzw. Rezyklierung des notwendigerweise abgetragenen Zinks möglich
ist. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Vorgehen wird im Stand der Technik - wie zuvor
ausgeführt - die gesamte Zinkschicht abgetragen, wobei dabei unvermeidbar auch größere
Mengen Eisen vom Bauteil selbst entfernt werden, wodurch eine Weiterverwertung des
Zinks häufig nicht möglich ist.
[0060] Somit ist das erfindungsgemäße Vorgehen sowohl vorteilhaft gegenüber einer vollständigen
Entzinkung und Neuverzinkung als auch gegenüber einer gleichbleibenden bzw. nicht
individuell an jedes Bauteil einstellbaren Aktivierungsbehandlung vor einer erneuten
Verzinkung.
[0061] Darüber hinaus gehen auch Vorteile mit der aus dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen
Zinkschicht, insbesondere Feuerverzinkungsschicht, einher:
Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine zumindest teilweise mehrphasige
und/oder zumindest teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht bereitgestellt,
welche aus Zn/Al/Fe-Phasen besteht. Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-,
ZnAl-, ZnFe- und/oder AlFe-Phasen umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die
Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze
durchgeführt wird.
[0062] Sofern von einer nicht-aluminiumlegierten bzw. nicht-aluminiumhaltigen Zinkschmelze
bei der Feuerverzinkung ausgegangen wird, wird eine mehrphasige und/oder zumindest
teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht bereitgestellt, welche aus
Zn- und ZnFe-Phasen besteht.
[0063] Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschicht weist
hohe Korrosionsschutzeigenschaften und eine hohe Duktilität auf. Hinzu kommt, dass
diese Feuerverzinkungsschicht sehr hell und somit optisch besonders hochwertig ist.
[0064] Überraschenderweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer besonderen
Ausführungsform unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze
bei der Feuerverzinkung eine Zn/Al/Fe-Phasen enthaltende Feuerverzinkungsschicht gebildet,
welche insbesondere nicht durch bekannte Verfahren erhältlich ist. In der Feuerverzinkung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nämlich nicht auf die bereits vorhandene Feuerverzinkungsschicht,
welche typischerweise aus einer auf dem Grundmaterial befindlichen Feuerverzinkungsschicht
mit Zn/Fe-Phase und einer darüber angeordneten Reinzinkschicht besteht, eine aluminiumhaltige
Zinkschicht gebildet, sondern es wird eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder
zumindest teilweise geschichtete (neue) Feuerverzinkungsschicht gebildet, welche Zn/Al/Fe-Phasen
enthält. Durch die Feuerverzinkung wird somit nicht nur eine weitere Schicht aufgetragen,
sondern eine komplett neue Schicht gebildet, insbesondere da das Aluminium aus dem
vorzugsweise aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkbad zumindest teilweise
in die bereits vorhandene Feuerverzinkungsschicht hineindiffundiert. Es können somit
andere und in bekannten einstufigen Verfahren nicht erhältliche Feuerverzinkungsschichten
erhalten werden, welche durch einstufige Verfahren nicht erreichbare Eigenschaften
aufweisen.
[0065] Insbesondere ist hierbei die durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere Feuerverzinkungsverfahren,
erhältliche Feuerverzinkungsschicht duktiler und somit weniger spröde, als eine Reinzinkschicht
und kann daher umgeformt bzw. kaltgeformt, beispielsweise um 90° gebogen werden, ohne
dass die Korrosionsschutzeigenschaften verloren gehen oder signifikant beeinträchtigt
werden. Gleichzeitig kann die durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere Feuerverzinkungsverfahren,
erhältliche Feuerverzinkungsschicht mit einer höheren Schichtdicke bereitgestellt
werden als eine konventionelle aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschicht
(d. h. eine aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschicht, welche direkt bzw.
unmittelbar auf ein Bauteil ohne vorhandene Zinkschicht aufgebracht wird), insbesondere
da die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschicht nicht
durch eine maximal erreichbare Schichtdicke begrenzt (wie im Fall einer im Stand der
Technik üblichen aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht
durch die Bildung einer Fe/Al-Sperrschicht).
[0066] Insbesondere ist die Schichtdicke der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen
Feuerverzinkungsschicht im Wesentlichen nicht begrenzt, wie im Fall einer im Stand
der Technik üblichen und durch eine einstufige Feuerverzinkung erhältlichen aluminiumhaltigen
bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht. Es können somit insbesondere auch
Feuerverzinkungsschichten mit hoher Aluminiumanreicherung mit einer Dicke von deutlich
über 25 µm bereitgestellt werden. Gleichzeitig weist die durch das erfindungsgemäße
Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschicht auch die Vorteile einer aluminiumhaltigen
bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht auf, wie beispielsweise Glanz, Duktilität
und hohe Korrosionsschutzeigenschaften.
[0067] Insgesamt ist das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere Feuerverzinkungsverfahren,
somit wirtschaftlicher, als ein im dem Stand der Technik übliches Aufbereitungs- oder
Recycling-Verfahren (d. h. ein Verfahren bei welchem zunächst die noch vorhandene
Zinkschicht vollständig entfernt wird und anschließend eine neue Zinkschicht aufgebracht
wird) und auch wirtschaftlicher als ein Verfahren, bei welchem eine Aktivierungsbehandlung
oder Vorbehandlung nicht an die Güte der vorhandenen Zinkschicht angepasst wird.
[0068] Die aus dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere Feuerverzinkungsverfahren,
resultierende Feuerverzinkungsschicht ist duktiler und weniger spröde als eine kommerzielle
Reinzinkschicht und außerdem ist die Schichtdicke trotz der Verwendung eines aluminiumhaltigen
bzw. aluminiumlegierten Zinkbads einstellbar. Insbesondere wird in dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine in einem kommerziellen einstufigen Verfahren nicht bereitstellbare
Feuerverzinkungsschicht gebildet, welche eine hohe Duktilität und eine einstellbare
bzw. kontrollierbare Schichtdicke und Schichtstruktur sowie eine hohe Korrosionsschutzleistung
kombiniert.
[0069] Die vorliegenden Erfindung stellt somit - wie zuvor geschildert - ein Verfahren zur
Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, zur Verfügung,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
[0070] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-%, insbesondere
höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%, Zink enthält.
[0071] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die
in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink
in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 65 Gew.-%
bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält.
[0072] Mit anderen Worten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere keine sogenannte
Reinzinkschmelze verwendet bzw. es erfolgt keine Verzinkung gemäß DIN EN ISO 1461.
Durch die Verwendung einer Zinkschmelze mit höchstens 98 Gew.-% Zink sind somit mindestens
2 Gew.-% weitere Metalle in der Zinkschmelze enthalten. Durch die Auswahl der weiteren
Metalle und der entsprechenden Mengen können die Endeigenschaften, insbesondere die
optischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Korrosionsschutzeigenschaften,
der aus der Feuerverzinkung erhältlichen Zinkschicht eingestellt und angepasst werden.
[0073] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in der
Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") sein.
[0074] In diesem Zusammenhang kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze,
insbesondere die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"),
bezogen auf die Zinkschmelze, mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%,
bevorzugt mindestens 4 Gew.-%, Aluminium enthalten.
[0075] Insbesondere kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, höchstens 45 Gew.-%, insbesondere höchstens 25 Gew.-%, bevorzugt
höchstens 8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 6 Gew.-%, Aluminium enthalten.
[0076] Gemäß dieser Ausführungsform kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze,
insbesondere die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"),
bezogen auf die Zinkschmelze, Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-%
bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthalten.
[0077] Eine sogenannte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
führt insbesondere zu besonders glänzenden sowie duktilen Feuerverzinkungsschichten
mit hohen Korrosionsschutzeigenschaften. Insbesondere können bei der Verwendung einer
Zinkschmelze mit den zuvor aufgeführten Aluminiummengen verhältnismäßig dünne Zinkschichten
mit hohen Korrosionsschutzeigenschaften bereitgestellt werden.
[0078] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens
98 Gew.-% Zink und mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthalten.
[0079] Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die in
der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens
98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%, Zink enthält
und dass die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 4 Gew.-%,
Aluminium enthält.
[0080] Bei einer Zinkschmelze mit den zuvor beschrieben Inhaltsstoffen und Mengen, insbesondere
höchsten 98 Gew.-% Zink und mindestens 2 Gew.-% Aluminium, handelt es sich insbesondere
um eine sogenannte aluminiumlegierte bzw. aluminiumhaltige Zinkschmelze, aus welcher
besonders dünne und leistungsfähige Zinkschichten mit hohem Glanz hervorgehen.
[0081] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink
in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-% und Aluminium in Mengen im Bereich
von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-% enthalten.
[0082] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die
in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink
in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 65 Gew.-%
bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält und dass
die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders
bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
[0083] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
ein wie zuvor beschriebenes Verfahren,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte
Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-% Zink und gegebenenfalls
mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
[0084] Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Aktivierungsbehandlung durchgeführt
wird derart und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene
verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche
der Zinkschicht von höchstens 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
[0085] Bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens
500 kΩ • cm
2 ist die Oberfläche besonders gut zugänglich für die Feuerverzinkung, sodass eine
im Wesentlichen homogene und vollständige Zinkschicht gebildet wird. Insbesondere
sind Oxidationsprodukte des Zinks (d. h. sauerstoffhaltige Zinkverbindungen, insbesondere
ausgewählt aus der Gruppe von Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkoxidhydroxid, Zinkhydrogencarbonat,
Zinkcarbonat sowie deren Kombinationen) in nur geringen Mengen vorhanden. Diese Oxidationsprodukte
können die Feuerverzinkung stören und somit zu einer unvollständigen oder fehlerhaften
Zinkschicht führen, was zu einem unzuverlässigeren Korrosionsschutz führt. Die Anmelderin
hat aber überraschend herausgefunden, dass bei einem elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kΩ • cm
2 eine im Wesentlichen fehlerfreie und homogene sowie vollständige Zinkschicht in der
Feuerverzinkung gebildet wird.
[0086] Der elektrische Widerstand an der Oberfläche kann beispielsweise unter Verwendung
eines Gel-Elektrolyten ermittelt werden. Da der Gel-Elektrolyt weniger reaktiv als
ein flüssiger Elektrolyt ist, liefern Messungen des elektrischen Widerstands an der
Oberfläche der Zinkschicht unter Verwendung eines Gel-Elektrolyten - wie überraschend
von der Anmelderin herausgefunden - zuverlässigere Ergebnisse.
[0087] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur
Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere ein wie zuvor beschriebenes Verfahren,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-% Zink und gegebenenfalls mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
[0088] Dabei kann es vorgesehen sein, dass das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere
das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung
einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische
Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, vorzugsweise einer mindestens eine
chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung umfassenden
Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, insbesondere derart und/oder mit der Maßgabe,
dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
[0089] Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur
Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere ein wie zuvor beschriebenes Verfahren,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-% Zink und
gegebenenfalls mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
[0090] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-%, insbesondere
höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%, Zink enthält.
[0091] Auch kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die in der
Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink in Mengen
im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 65 Gew.-% bis
97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält.
[0092] Wie zuvor ausgeführt, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere keine
sogenannte Reinzinkschmelze verwendet bzw. es erfolgt keine Verzinkung gemäß DIN EN
ISO 1461. Durch die Verwendung von höchsten 98 Gew.-% Zink sind somit mindestens 2
Gew.-% weitere Metalle in der Zinkschmelze enthalten. Durch die Auswahl der weiteren
Metalle und der entsprechenden Mengen können die Endeigenschaften, insbesondere die
optischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Korrosionsschutzeigenschaften,
der aus der Feuerverzinkung erhältlichen Zinkschicht eingestellt und angepasst werden.
[0093] Gemäß einer besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in der
Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") sein.
[0094] Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die in der Feuerverzinkung eingesetzte
Zinkschmelze, insbesondere die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze"), bezogen auf die Zinkschmelze, mindestens 2 Gew.-%, insbesondere
mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 4 Gew.-%, Aluminium enthält.
[0095] Auch kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 45 Gew.-%,
insbesondere höchstens 25 Gew.-%, bevorzugt höchstens 8 Gew.-%, besonders bevorzugt
höchstens 6 Gew.-%, Aluminium enthält.
[0096] Darüber hinaus kann es in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass die in der
Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere die aluminiumlegierte und/oder
aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen auf die Zinkschmelze, Aluminium
in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-%
bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
[0097] Wie zuvor ausgeführt, führt eine sogenannte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") insbesondere zu besonders glänzenden sowie duktilen
Feuerverzinkungsschichten mit hohen Korrosionsschutzeigenschaften. Insbesondere können
bei der Verwendung einer Zinkschmelze mit den zuvor aufgeführten Aluminiummengen verhältnismäßig
dünne Zinkschichten mit hohen Korrosionsschutzeigenschaften bereitgestellt werden.
[0098] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es bevorzugt sein, wenn die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-% Zink und
mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
[0099] Wie zuvor ausgeführt, handelt es sich bei einer Zinkschmelze mit den zuvor beschrieben
Inhaltsstoffen und Mengen, insbesondere höchsten 98 Gew.-% Zink und mindestens 2 Gew.-%
Aluminium, insbesondere um eine sogenannte aluminiumlegierte bzw. aluminiumhaltige
Zinkschmelze, aus welcher besonders dünne und leistungsfähige Zinkschichten mit hohem
Glanz hervorgehen.
[0100] Insbesondere kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf
die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt
höchstens 96 Gew.-%, Zink enthalten und die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze
kann, bezogen auf die Zinkschmelze, mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3
Gew.-%, bevorzugt mindestens 4 Gew.-%, Aluminium enthalten.
[0101] Gemäß einer besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in der
Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink in Mengen
im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-% und Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-%
bis 45 Gew.-% enthalten.
[0102] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Zink in Mengen im Bereich
von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält und dass die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, Aluminium in Mengen im Bereich
von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt
im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-%
bis 6 Gew.-%, enthält.
[0103] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
in der Feuerverzinkung eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") die folgende Zusammensetzung aufweisen, wobei alle nachfolgend
genannten Mengenangaben auf die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-%
resultieren:
(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96
Gew.-%,
(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-%
bis 6 Gew.-%,
(iii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 Gew.-%
bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich
von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%;
(iii) gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in (Gesamt-) Mengen
von bis zu 10 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi),
Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si) sowie deren Kombinationen.
[0104] Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die in der Feuerverzinkung
eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
eine Temperatur im Bereich von 330 °C bis 750 °C, insbesondere im Bereich von 340
°C bis 600 °C, bevorzugt im Bereich von 350 °C bis 465 °C, besonders bevorzugt im
Bereich von 415 °C bis 455 °C, aufweist.
[0105] Es hat sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders vorteilhaft
erwiesen, wenn das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung
eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
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,
insbesondere im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis
30 Minuten, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 8 Minuten.
[0106] Außerdem hat es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen,
wenn das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung eingesetzte
aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") getaucht,
insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche
ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere
für eine Zeitdauer von mindestens 0,0001 Minuten, insbesondere mindestens 0,001 Minuten,
bevorzugt mindestens 0,5 Minuten, besonders bevorzugt mindestens 4 Minuten.
[0107] Darüber hinaus hat es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft
erwiesen, wenn das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung
eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer,
welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung),
insbesondere für eine Zeitdauer von höchstens 60 Minuten, insbesondere höchstens 45
Minuten, bevorzugt höchstens 30 Minuten, besonders bevorzugt höchstens 8 Minuten.
[0108] Bei einer Feuerverzinkung mit der zuvor definierten Zeitdauer wird insbesondere eine
mehrphasige bzw. mehrschichtige Gesamtfeuerverzinkungsschicht gebildet.
[0109] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass nach
der Feuerverzinkung eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht vorliegt.
[0110] Mit anderen Worten ist es insbesondere vorgesehen, dass eine zusammenhängende Feuerverzinkungsschicht
nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorliegt und nicht zwei separate
aufeinander angeordnete Schichten. Insbesondere wird eine im Wesentlichen gleichmäßige
Zinkschicht mit insbesondere gleichmäßiger Oberfläche und Schichtdicke gebildet.
[0111] Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass bei der Feuerverzinkung
eine mehrphasige und/oder mehrschichtige, insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
auf dem Grundmaterial des Eisen- oder Stahlbauteils gebildet wird.
[0112] Darüber hinaus kann es in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass bei der
Feuerverzinkung eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise
geschichtete Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen gebildet wird.
[0113] Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-, ZnAl-, ZnFe- und/oder AlFe-Phasen
umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die Feuerverzinkung unter Verwendung
einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
[0114] Sofern von einer nicht-aluminiumlegierten bzw. nicht-aluminiumhaltigen Zinkschmelze
bei der Feuerverzinkung ausgegangen wird, wird eine mehrphasige und/oder zumindest
teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht bereitgestellt, welche aus
Zn- und ZnFe-Phasen besteht.
[0115] Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschicht weist
hohe Korrosionsschutzeigenschaften und eine hohe Duktilität auf. Hinzu kommt, dass
diese Feuerverzinkungsschicht sehr hell und somit optisch besonders hochwertig ist.
[0116] Ohne sich auf diese Theorie beschränken zu wollen wird die noch auf dem Bauteil vorhandene
Zinkschicht mit der aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze der Feuerverzinkung,
insbesondere dem darin enthaltenden Aluminium, durchsetzt. Insbesondere diffundiert
die aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze, insbesondere das darin
enthaltende Aluminium, in die bereits vorhandene Feuerverzinkungsschicht hinein, sodass
eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise geschichtete Feuerverzinkungsschicht
mit Zn/Al/Fe-Phasen gebildet wird.
[0117] Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass die Feuerverzinkung derart und/oder
mit der Maßgabe durchgeführt wird, dass die aluminiumhaltige und/oder aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") zumindest teilweise in die bereits vorhandene Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, des Bauteils hineindiffundiert.
[0118] Auch kann es vorgesehen sein, dass die Feuerverzinkung mit der Maßgabe und/oder derart
durchgeführt wird, dass eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einem Aluminium-Konzentrationsgradienten
gebildet wird.
[0119] Der Aluminium-Konzentrationsgradient - ohne sich auf diese Theorie beschränken zu
wollen - resultiert insbesondere aus der erhöhten Affinität des Aluminiums zum Eisen
des Eisen- oder Stahlbauteils. Aufgrund dieser Affinität diffundiert das Aluminium
der in der Feuerverzinkung verwendeten insbesondere aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten
Zinkschmelze in die bereits vorhandene Zinkschicht (Feuerverzinkungsschicht) hinein.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist dabei jedoch zu beachten, dass die Feuerverzinkung
nicht derart lange andauern sollte bzw. nicht für eine Zeitdauer in welcher das Aluminium
vollständig hindurchdiffundiert und die gesamte bereits vorhandene Zinkschicht durchsetzt
und sogar ersetzt. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine neue Gesamtfeuerverzinkungsschicht
mit Zn/Al/Fe-Phasen resultiert.
[0120] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtschichtdicke
der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mindestens 30 µm, insbesondere mindestens 35 µm, bevorzugt mindestens 40 µm, besonders
bevorzugt mindestens 45 µm, betragen.
[0121] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
höchstens 500 µm, insbesondere höchstens 450 µm, bevorzugt höchstens 400 µm, besonders
bevorzugt höchstens 300 µm, betragen.
[0122] Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt
im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 µm bis 300
µm, liegen.
[0123] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
Feuerverzinkung derart und/oder mit der Maßgabe durchgeführt werden, dass die Gesamtschichtdicke
der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt
im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 µm bis 300
µm, liegt.
[0124] Eine aus dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierende (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit der zuvor spezifizierten Gesamtschichtdicke stellt hohe Korrosionsschutzeigenschaften
bereit. Gleichzeitig kann eine solche Zinkschicht, insbesondere in dem Fall, dass
eine aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschmelze in der Feuerverzinkung verwendet
wird, duktil sein; insbesondere kann ein entsprechendes feuerverzinktes Eisen- oder
Stahlbauteil umgeformt, insbesondere um 90° gebogen, werden, ohne dass die Korrosionsschutzeigenschaften
verloren gehen bzw. ohne dass diese maßgeblich bzw. signifikant verringert werden.
Insbesondere weist auch ein feuerverzinktes Bauteil, welches gemäß dem erfindungsgemäßen
Feuerverzinkungsverfahren verzinkt worden ist, nach Umformung bzw. Kaltformen (beispielsweise
90°-Biegung) hohe Korrosionsschutzeigenschaften auf.
[0125] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass nach der Feuerverzinkung
eine Abkühlbehandlung erfolgt.
[0126] Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das nach der Feuerverzinkung erhaltene
Eisen- oder Stahlbauteil einer Abkühlbehandlung unterzogen wird.
[0127] Die optionale Abkühlbehandlung kann beispielsweise mittels Luft und/oder in Gegenwart
von Luft erfolgen, und zwar vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur. Durch das Abkühlen
ist die anschließende Handhabung einfacher. Außerdem wird durch die Abkühlbehandlung
die gebildet Feuerverzinkungsschicht verfestigt.
[0128] Auch kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass nach
der Feuerverzinkung eine Nachbearbeitungsbehandlung erfolgt.
[0129] Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das nach der Feuerverzinkung erhaltene
Eisen- oder Stahlbauteil einer Nachbearbeitungsbehandlung unterzogen wird.
[0130] Mögliche Nachbearbeitungen umfassen beispielsweise das Entfernen von überschüssigen
Zinkbadrückständen, insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden
Zinks sowie Oxid- oder Ascherückstände, welche an dem Bauteil anhaften sowie das Passivieren
oder Versiegeln der Oberfläche. Eine Nachbearbeitung erhöht insbesondere die Qualität
der Feuerverzinkungsschicht.
[0131] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich insbesondere als vorteilhaft
erwiesen, wenn das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm
2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm
2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm
2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
[0132] Auch hat es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere als vorteilhaft
erwiesen, wenn das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht im Bereich von 0,0001
kΩ • cm
2 bis 500 kΩ • cm
2, insbesondere im Bereich von 0,0001 kΩ • cm
2 bis 300 kΩ • cm
2, bevorzugt im Bereich von 0,0001 kΩ • cm
2 bis 250 kΩ • cm
2, besonders bevorzugt im Bereich von 0,0001 kΩ • cm
2 bis 200 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
[0133] Bei einem elektrischen Widerstand der Oberfläche der Zinkschicht mit der zuvor definierten
Obergrenze bzw. im zuvor definierten Bereich, führt die anschließende Feuerverzinkung
zu besonders guten Ergebnissen. Insbesondere resultiert dann eine im Wesentlichen
gleichmäßige und fehlerfreie Zinkschicht, welche zuverlässige Korrosionsschutzeigenschaften
bereitstellt.
[0134] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der
elektrische Widerstand der Deckschichtwiderstand, insbesondere der Polarisationswiderstand
der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ist.
[0135] Bei der Deckschicht handelt es sich im vorliegenden Fall insbesondere um die Oberfläche
bzw. den äußeren Bereich (Randzone) der auf dem Bauteil befindlichen Zinkschicht bzw.
Feuerverzinkungsschicht, die bzw. der mit der Umgebung in Wechselwirkung steht und
durch Reaktion mit dieser Zink-basierte Verbindungen ausbildet. Mit anderen Worten
ist es insbesondere vorgesehen, dass es sich bei dem elektrischen Widerstand der Deckschicht
um den elektrischen Widerstand der Randzone der auf dem Eisen- oder Stahlbauteil befindlichen
Zinkschicht handelt.
[0136] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder
Stahlbauteil, an mindestens einer Oberfläche zumindest teilweise, insbesondere vollständig,
verzinkt sein, insbesondere eine Zinkschicht aufweisen.
[0137] In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn eine vollflächige bzw. vollständige
Zinkschicht auf dem Bauteil vorliegt. Durch eine vorzugsweise vollständige noch vorhandene
Zinkschicht ist das Bauteil typischerweise noch nicht korrodiert. Darüber hinaus wird
gemäß einer besonderen Ausführungsform dann eine neue Gesamtfeuerverzinkungsschicht
bereitgestellt, welche sich von einer Feuerverzinkungsschicht unterscheidet, welche
auf einem keine Zinkschicht aufweisenden Bauteil aufgebracht wird. Insbesondere ist
eine Zinkschicht, welche im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer noch
vorhandenen Zinkschicht aufgebracht wird, insbesondere besonders duktil und stellt
gleichzeitig besonders hohe Korrosionsschutzeigenschaften bereit. Es ist jedoch auch
möglich das erfindungsgemäße Verfahren mit einem verzinkten Bauteil durchzuführen,
bei welchem keine vollständige bzw. vollflächige Zinkschicht mehr vorliegt.
[0138] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen
sein, dass die Aktivierungsbehandlung eine chemische und/oder eine mechanische Behandlung,
insbesondere mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische
Behandlung umfasst.
[0139] Durch eine Aktivierungsbehandlung kann die Oxidationsschicht bzw. natürliche Deckschicht
(welche sich unter oxidativen Bedingungen automatisch auf der Zinkschicht bildet)
der vorhandenen Zinkschicht sowie weitere Verunreinigungen und Korrosionsprodukte
(sowohl des Zinks als auch des Eisens) wieder abgelöst und die vorhandene Zinkschicht
zugänglich gemacht sowie für die Feuerverzinkung aktiviert werden. So kann nachfolgend
eine schnelle und zuverlässige Feuerverzinkung erfolgen.
[0140] Insbesondere kann die chemische Behandlung mindestens eine Beizbehandlung und/oder
Flussmittelbehandlung umfassen.
[0141] Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die chemische Behandlung durch eine
wässrige salzhaltige Lösung erfolgt, insbesondere mit einem pH-Wert von weniger als
5.
[0142] Außerdem kann es in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass die chemische
Behandlung für eine Zeitdauer im Bereich von 1 Sekunde bis 60 min, insbesondere im
Bereich von 5 Sekunden bis 45 min, bevorzugt im Bereich von 10 Sekunden bis 30 min,
erfolgt.
[0143] Durch eine chemische Behandlung mit einer solchen Zeitdauer können von der noch vorhandenen
Zinkschicht und gegebenenfalls vorhandenen freien Oberfläche des Bauteils Verunreinigungen
sowie die unter oxidativen Bedingungen gebildeten Oxidationsschicht bzw. natürliche
Deckschicht als auch Korrosionsprodukte des Eisens abgelöst werden, so dass die vorhandene
Zinkschicht zugänglich gemacht wird sowie für die Feuerverzinkung aktiviert wird.
So kann eine schnelle und zuverlässige Feuerverzinkung erfolgen. Insbesondere führt
diese Zeitdauer üblicherweise zu einem Ablösen bzw. Auflösen der Oxidationsschicht
und einer ausreichenden Aktivierung der vorhandenen Zinkschicht.
[0144] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es
vorgesehen sein, dass die chemische Behandlung mittels Flussmittelbehandlung in einer
Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad erfolgt.
[0145] Üblicherweise kann das Flussmittelbad der chemischen Behandlung eine wässrige und/oder
alkoholische, insbesondere wässrige, flüssige Phase umfassen, wobei die flüssige Phase
des Flussmittelbads die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster
oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form.
[0146] Insbesondere kann die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe
Salze und gegebenenfalls Netzmittel umfassen, insbesondere wobei die Salze ausgewählt
sind aus der Gruppe von Chloriden, vorzugsweise aus der Gruppe von Zinkchlorid (ZnCl
2), Ammoniumchlorid (NH
4Cl), Alkali- und/oder Erdalkalichloriden, insbesondere Kaliumchlorid (KCI) und/oder
Natriumchlorid (NaCl), Aluminiumchlorid (AlCl
3), Silberchlorid (AgCl), Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3), Zinnchlorid (SnCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2) sowie deren Kombinationen.
[0147] In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass die Flussmittelzusammensetzung
der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe Zinkchlorid (ZnCl
2) und gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere
Kaliumchlorid (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCl), sowie gegebenenfalls Netzmittel
und gegebenenfalls mindestens ein weiteres, von den vorgenannten Verbindungen verschiedenes
Salz, ausgewählt aus der Gruppe von Chloriden, vorzugsweise aus der Gruppe von Ammoniumchlorid
(NH
4Cl), Aluminiumchlorid (AlCl
3), Silberchlorid (AgCl), Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3), Zinnchlorid (SnCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2) sowie deren Kombinationen, umfasst.
[0148] Im Rahmen der Erfindung hat es sich bewährt, wenn die Flussmittelzusammensetzung
der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe Salze und gegebenenfalls Netzmittel umfasst,
insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung wenigstens Zinkchlorid (ZnCl
2) und mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere Kaliumchlorid
(KCI) und/oder Natriumchlorid (NaCl), umfasst.
[0149] Erfindungsgemäß kann es gemäß einer besonderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass
die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung frei von Ammoniumchlorid
(NH
4Cl) ist; bzw. dass die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung zumindest
im Wesentlichen kein Ammoniumchlorid (NH
4Cl) enthält.
[0150] Insbesondere kann das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt von
mindestens 20 Gew.-%, insbesondere von mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt von mindestens
50 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad,
aufweisen.
[0151] Typischerweise kann das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt
von höchstens 90 Gew.-%, insbesondere von höchstens 85 Gew.-%, bevorzugt von höchstens
80 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 75 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad,
aufweisen.
[0152] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad
der chemischen Behandlung einen Salzgehalt im Bereich von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 30 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 50 Gew.-%
bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 60 Gew.-% bis 75 Gew.-%, bezogen
auf das Flussmittelbad, aufweist.
[0153] Auch kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das
Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt im Bereich von 100 g/l bis
800 g/l, insbesondere im Bereich von 140 g/l bis 720 g/l, bevorzugt im Bereich von
170 g/l bis 670 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 200 g/l bis 600 g/l, aufweist.
[0154] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Flussmittelzusammensetzung
der chemischen Behandlung die folgenden Inhaltsstoffe aufweisen, wobei alle nachfolgend
genannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung bezogen sind und derart
auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 50 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), insbesondere in Mengen im Bereich von 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 6 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 7 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 8 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%,
- (iii) Natriumchlorid (NaCl), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 12,5
Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im
Bereich von 4 bis 8 Gew.-%, und
- (iv) Kaliumchlorid (KCI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%,
vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,4 bis
10 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt
im Bereich von 0,8 bis 6 Gew.-%.
[0155] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die chemische Behandlung mittels Beizbehandlung
in einem Beizbehandlungsmittel erfolgen.
[0156] Insbesondere kann die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem salzsäurehaltigen
(HCl-haltigen) und/oder salzsäurebasierten (HCl-basierten) Beizbehandlungsmittel erfolgen,
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel einen pH-Wert von weniger als 5 aufweist.
[0157] Insbesondere kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sei, dass
die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem sauren Beizbehandlungsmittel,
insbesondere mit einem Beizbehandlungsmittel mit einem pH-Wert von weniger als 5,
erfolgt.
[0158] Darüber hinaus kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen
sei, dass das Beizbehandlungsmittel Eisen enthält, insbesondere in Form von zwei-
und/oder dreiwertigen Eisenionen.
[0159] Dabei können insbesondere die dreiwertigen Eisenionen (Fe
3+-Ionen) die Beizwirkung verstärken.
[0160] Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das Beizbehandlungsmittel
Zink mit einem Gehalt von mindestens 10 g/l enthält.
[0161] Auch kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das Beizbehandlungsmittel
Zink mit einem Gehalt von mindestens 10 g/l enthält und einen Eisengehalt in Höhe
von höchstens 20 % des Zinkgehalts aufweist.
[0162] Weiterhin kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen sei,
dass das Beizbehandlungsmittel mindestens ein Additiv, insbesondere mindestens ein
Beizadditiv, enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Korrosionsinhibitoren,
Beizreinigern, Beizbeschleunigern und Beizverstärkern sowie deren Kombinationen.
[0163] In diesem Zusammenhang können die Additive zur Optimierung der Beizwirkung eingesetzt
werden. Mögliche Beizadditive sind beispielsweise Inhibitoren zur Vermeidung eines
zu starken Angriffs und/oder zum Schutz des Grundmaterial oder aber Beizverstärker
zur Erhöhung des Angriffs. Kommerzielle Produkte sind beispielsweise von der STOCKMEIER
Holding GmbH erhältlich, beispielsweise die Produkte Lerapas
® BP, Leraclen
® Beizentfetter oder Leraclen
® 1227.
[0164] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann das Beizbehandlungsmittel und/oder
das Flussmittelbad der chemischen Behandlung 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.
[0165] Insbesondere kann das Beizbehandlungsmittel und/oder das Flussmittelbad der chemischen
Behandlung 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 Beizbehandlungsmittel und/oder Flussmittelbad, enthalten.
[0166] Gemäß einer wiederum weiteren Ausführungsform kann die chemische Behandlung mittels
einer Beizbehandlung und einer Flussmittelbehandlung erfolgen.
[0167] Die Kombination einer Beizbehandlung und einer Flussmittelbehandlung führt zu einem
besonders effizienten und im Wesentlichen vollständigen Ablösen der Oxidationsschicht
und weiterer Verunreinigungen, wie beispielsweise Korrosionsprodukten, und somit zu
einer besonders gleichmäßigen und fehlerfreien Feuerverzinkung.
[0168] In diesem Zusammenhang kann insbesondere zunächst die Beizbehandlung und anschließend
die Flussmittelbehandlung erfolgen, wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung
mindestens ein Spülvorgang erfolgt, insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
[0169] Dabei hat sich bewährt, wenn die Beizbehandlung der chemischen Behandlung und die
Flussmittelbehandlung der chemischen Behandlung jeweils für eine Zeitdauer im Bereich
von 1 Sekunden bis 60 min, insbesondere im Bereich von 5 Sekunden bis 45 min, bevorzugt
im Bereich von 10 Sekunden bis 30 min, erfolgen.
[0170] Die Zeit sollte dabei, wie zuvor ausgeführt, insbesondere an die Güte der Zinkoberfläche
angepasst werden, um ein vollständiges Entfernen von Verunreinigungen, wie der Oxidationsschicht
und Korrosionsprodukten des Zinks und/oder des Eisens, zu gewährleisten. Gleichzeitig
sollte aber sowohl die Flussmittelbehandlung als auch die Beizbehandlung möglichst
kurz erfolgen, um keine oder im Wesentlichen keine bzw. so wenig wie möglich der Zinkschicht
abzutragen.
[0171] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass die chemische
Behandlung, insbesondere die Flussmittelbehandlung und/oder die Beizbehandlung, bei
erhöhter Temperatur erfolgt.
[0172] Insbesondere kann die Flussmittelbehandlung und/oder die Beizbehandlung bei einer
Temperatur im Bereich von 20 °C bis 90 °C, insbesondere im Bereich von 25 °C bis 80
°C, erfolgen.
[0173] Wie zuvor ausgeführt kann im Rahmen der Aktivierungsbehandlung eine mechanische Behandlung
erfolgen.
[0174] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die mechanische Behandlung eine abrasive
Behandlung umfassen.
[0175] Insbesondere kann die abrasive Behandlung ausgewählt sein aus der Gruppe von Strahlen,
insbesondere Sandstrahlen, Wasserstrahlen und/oder Trockeneisstrahlen, Abschleifen,
Abbürsten, Lasern sowie deren Kombinationen.
[0176] Auch kann es möglich sein die chemischen Behandlung mit einer Strömung durchzuführen.
[0177] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann der elektrische Widerstand an
der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung
ermittelt werden.
[0178] In diesem Zusammenhang kann die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgen.
[0179] Ein solches Verfahren ist besonders vorteilhaft, da der Aufwand der Aktivierungsbehandlung
vorab bereits gezielt eingestellt werden kann, wodurch das Verfahren insgesamt besonders
wirtschaftlich, ökologisch, ökonomisch, materialschonend und ressourcenschonend ist.
Insbesondere kann die Menge der Abtragung verringert werden und auch der Aufwand der
Aktivierungsbehandlung kann optimiert werden. Somit kann bereits vorab der Aufwand
der Aktivierungsbehandlung derart angepasst bzw. eingestellt werden, dass nach der
Aktivierungsbehandlung der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
höchsten 500 kΩ • cm
2 beträgt.
[0180] Insbesondere kann die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand
an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfassen.
[0181] Es ist, wie zuvor bereits ausgeführt, durch dieses Vorgehen möglich, die Intensität
und den Aufwand der Aktivierungsbehandlung gezielt zu steuern und zu optimieren. Insbesondere
bei zu hoher Intensität (beispielsweise durch eine zu lange oder intensive Beizbehandlung)
kann die Oberfläche, insbesondere die Bauteiloberfläche und/oder die Oberfläche Zinkschicht,
zu stark angegriffen werden oder zu stark abgetragen werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es insbesondere vorgesehen, dass so wenig Material wie möglich von
dem verzinkten Eisen- oder Stahlbauteil abgetragen wird. Somit ist der elektrische
Widerstand insbesondere ein Maß für die notwendige Aktivierungsbehandlung.
[0182] In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen
Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt.
[0183] Auch kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche
der Zinkschicht von mehr als 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
[0184] Die Oxidationsprodukte des Zinks, insbesondere Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkoxidhydroxid,
Zinkhydrogencarbonat und Zinkcarbonat, erhöhen den elektrischen Widerstand im Vergleich
zu reinem Zink, so dass durch Abtrag dieser Oxidationsprodukte und somit der natürlichen
Deckschicht typischerweise auch der elektrischen Widerstand der Oberfläche der Zinkschicht
sinkt.
[0185] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
ein wie zuvor beschriebenes Verfahren,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist,
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder
Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung ermittelt wird,
wobei die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfasst.
[0186] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur
Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere ein wie zuvor beschriebenes Verfahren,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist,
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder
Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung ermittelt wird,
wobei die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfasst,
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens
500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt und wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche
der Zinkschicht von mehr als 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
[0187] Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass vor der Ermittlung
des elektrischen Widerstands die Zusammensetzung der Zinkschicht, insbesondere der
Feuerverzinkungsschicht, ermittelt wird, insbesondere mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie
(LIBS).
[0188] Die Ermittlung einer Zusammensetzung mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie
(LIBS) ist dem Fachmann wohlbekannt und somit allgemeines Fachwissen. Auch ist dieses
Vorgehen in der
DE 10 2014 013 160 A1 oder bei Wikipedia, insbesondere auch in den dort angegeben Sekundärquellen, beispielsweise
eines entsprechenden Artikels der TU Clausthal oder auf der Internetseite der SECOPTA
analytics GmbH, beschrieben. Diesbezüglich wird auf die entsprechenden Ausführungen
in den vorgenannten Dokumenten bzw. Quellen vollumfänglich Bezug genommen, wobei diese
hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.
[0189] Insbesondere kann/können die Messung und/oder die Messparameter des elektrischen
Widerstands an die Zusammensetzung der Zinkschicht, insbesondere der Feuerverzinkungsschicht,
angepasst werden.
[0190] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann das der Aktivierungsbehandlung unterzogene
verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einer Trocknungsbehandlung unterzogen werden.
[0191] Die Durchführung einer Trocknungsbehandlung nach der Aktivierungsbehandlung und insbesondere
unmittelbar vor der Feuerverzinkung hat den Vorteil, dass keine Flüssigkeit in das
Zinkbad geschleppt wird.
[0192] Dabei kann die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 30 °C bis
400 °C, insbesondere im Bereich von 35 °C bis 375 °C, bevorzugt im Bereich von 40
°C bis 350 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 325 °C, erfolgen.
[0193] In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn die Trocknungsbehandlung für eine
Zeitdauer im Bereich von 0,1 Sekunden bis 60 min, insbesondere im Bereich von 1 Sekunden
bis 45 min, bevorzugt im Bereich von 10 Sekunden bis 35 min, besonders bevorzugt im
Bereich von 20 Sekunden bis 30 min, noch mehr bevorzugt im Bereich von 20 Sekunden
bis 15 min, erfolgt.
[0194] Dabei kann die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von und/oder mittels Luft erfolgen.
[0195] Typischerweise erfolgt in diesem Zusammenhang die Trocknungsbehandlung in mindestens
einer Trocknungseinrichtung, insbesondere in mindestens einem Ofen.
[0196] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es
vorgesehen sein, dass das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine
Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
vor der Aktivierungsbehandlung einer Überprüfung unterzogen wird.
[0197] Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann es vorgesehen sein, dass das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere
das eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder
Stahlbauteil, vor der Aktivierungsbehandlung auf die Eignung zur Regeneration und/oder
Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung überprüft wird.
[0198] Insbesondere kann die Überprüfung durch optische und/oder mechanische und/oder induktive
und/oder elektrische und/oder chemische Verfahren erfolgen.
[0199] Durch die vorherige Überprüfung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils auf Eignung
zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung können Bauteile
bereits aussortiert werden, welche auch nach einer erfindungsgemäßen Regeneration
und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung nicht mehr verwendet werden
können.
[0200] Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil,
insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, in Bezug auf mindestens eine spezifische Eigenschaft und/oder
einen spezifischen Prüfparameter überprüft wird, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe
von: Zustand und/oder Art der vorhandenen Zinkschicht; Zusammensetzung und/oder Güte
und/oder Stärke des Stahlteils; Korrosionsgrad und/oder Verschleiß des Stahlteils;
optischer Zustand des Stahlteils; Deformation des Stahlteils gegenüber der ursprünglichen
Ausgangsform; Grad der Verschmutzung der vorhandenen Zinkschicht; Art und/oder Konzentration
von Oxidationsprodukten der Zinkschicht (Feuerverzinkungsschicht); Art und/oder Konzentration
von Ablagerungen, insbesondere von Salzen, Oxiden, Hydroxiden und Fetten; Kennzeichnung
des Stahlteils; Vorhandensein und/oder Zustand von Befestigungsmöglichkeiten, insbesondere
Bohrungen, Gewinden und/oder Durchbrechungen; und Vorhandensein artfremder Beschichtungsstoffe.
[0201] Darüber hinaus kann es in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass das verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, in Abhängigkeit der Überprüfung vorbereitet
wird, insbesondere durch Entfetten, Korrekturformen, Pressen, Walzen, Biegen, Bohren
und/oder Schneiden.
[0202] Es ist somit möglich ein verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil, welches bei der ersten
Beurteilung nicht zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung
geeignet ist, derart vorzubereiten, dass die Eignung hergestellt wird.
[0203] Weiterhin kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein, dass
die Aktivierungsbehandlung, insbesondere die abrasive Behandlung, des verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, in Abhängigkeit der Überprüfung erfolgt, insbesondere
derart, dass vorhandene Verschmutzungen, Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukte
entfernt werden.
[0204] Es ist somit möglich ein verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil, welches bei der ersten
Beurteilung nicht zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung
geeignet ist, derart vorzubereiten, dass die Eignung hergestellt wird. Dazu können
sowohl Verformungen ausgebessert werden als auch Verschmutzungen, Ablagerungen und/oder
Korrosionsprodukte entfernt werden und somit die Oberfläche des verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich gemacht werden. Eine
solche Vorbereitung ist jedoch nicht für jedes nicht geeignete Bauteil möglich; bei
zu starken Verformungen oder einem zu hohen Anteil oder schlecht entfernbaren Verschmutzungen,
Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukten ist es möglich, dass auch im Rahmen der
Vorbereitung die Oberfläche nicht derart zugänglich gemacht werden kann, dass ausreichende
Korrosionsschutzeigenschaften im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt
werden. Auch ist es möglich, dass das Bauteil selbst bereits zu stark korrodiert ist,
so dass das Bauteil selbst nicht mehr die für die entsprechende Verwendung notwendigen
mechanischen Anforderungen erfüllt. In solchen Fällen kann das Bauteil beispielsweise
einer herkömmlichen Rezyklierung zugeführt werden.
[0205] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Verfahren
die folgenden Verfahrensschritten in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:
- (a) gegebenenfalls Überprüfen des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (b) gegebenenfalls Vorbereiten des gegebenenfalls in Verfahrensschritt (a) überprüften
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (c) gegebenenfalls Messung des Widerstands des gegebenenfalls in Verfahrensschritt
(a) überprüften und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) vorbereiteten verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (d) Aktivierung des gegebenenfalls in Verfahrensschritt (a) überprüften und gegebenenfalls
in Verfahrensschritt (b) vorbereiteten verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (e) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (d) aktivierten verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (f) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (d) aktivierten
und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (e) getrockneten verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils;
dann
- (g) gegebenenfalls Abkühlbehandlung des in Verfahrensschritt (f) feuerverzinkten (schmelztauchverzinkten)
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (h) gegebenenfalls Nachbearbeitung des in Verfahrensschritt (f) feuerverzinkten (schmelztauchverzinkten)
und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (g) abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils.
[0206] Im Ergebnis wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung also ein effizientes wie ökonomisches,
ökologisches und nachhaltiges Verfahren zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, bereitgestellt.
[0207] Weiterer Gegenstand - gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Anlage (System) zur Feuerverzinkung
(Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder
Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere Anlage (System)
zur Durchführung eines zuvor beschriebenen Verfahrens,
wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge
umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung zur Aktivierung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts
hierzu angeordnet
- eine Feuerverzinkungsvorrichtung zur Feuerverzinkung des nach der ersten Feuerverzinkung
erhaltenen Eisen- oder Stahlbauteils in einer Zinkschmelze;
wobei die Anlage außerdem mindestens eine Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
umfasst.
[0208] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung
zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung angeordnet
ist.
[0209] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die
Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
angeordnet ist.
[0210] Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein,
dass die Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung
und stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung angeordnet ist.
[0211] Insbesondere kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit vorgesehen sein,
dass die Messvorrichtung zwischen der Feuerverzinkungsvorrichtung und der Aktivierungsvorrichtung
angeordnet ist.
[0212] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die
Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, zur Messung des Deckschichtwiderstands, insbesondere
des Polarisationswiderstands der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht),
ausgebildet ist.
[0213] Der elektrische Widerstand an der Oberfläche kann beispielsweise unter Verwendung
eines Gel-Elektrolyten ermittelt werden. Da der Gel-Elektrolyt weniger reaktiv als
ein flüssiger Elektrolyt ist, liefern Messungen des elektrischen Widerstands an der
Oberfläche der Zinkschicht unter Verwendung eines Gel-Elektrolyten - wie überraschend
von der Anmelderin herausgefunden - zuverlässigere Ergebnisse.
[0214] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann, gemäß einer besonderen Ausführungsform,
eine weitere Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
angeordnet sein.
[0215] Insbesondere kann die weitere Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands
an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, zur Messung
des Deckschichtwiderstands, insbesondere des Polarisationswiderstands der Deckschicht
(Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ausgebildet sein.
[0216] Es ist somit möglich, dass die erfindungsgemäße Anlage zwei oder mehr Messvorrichtungen
zur Messung eines elektrischen Widerstands aufweist.
[0217] Darüber hinaus kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass
die Aktivierungsvorrichtung mindestens eine Flussmitteleinrichtung und/oder Beizeinrichtung
und gegebenenfalls eine mechanische Aktivierungseinrichtung umfasst.
[0218] Insbesondere kann die Flussmitteleinrichtung stromabwärts zur Beizeinrichtung und
die Beizeinrichtung stromabwärts zur mechanische Aktivierungseinrichtung angeordnet
sein.
[0219] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Erfindung
auch eine Anlage (System) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Anlage (System) zur Durchführung eines wie zuvor beschriebenen Verfahrens, insbesondere
eine wie zuvor beschriebene Anlage,
wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge
umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung zur Aktivierung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts
hierzu angeordnet
- eine Feuerverzinkungsvorrichtung zur Feuerverzinkung des nach der ersten Feuerverzinkung
erhaltenen Eisen- oder Stahlbauteils in einer Zinkschmelze;
wobei die Anlage außerdem mindestens eine Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
umfasst,
wobei die Aktivierungsvorrichtung mindestens eine Flussmitteleinrichtung und/oder
Beizeinrichtung und gegebenenfalls eine mechanische Aktivierungseinrichtung umfasst.
[0220] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
insbesondere stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung angeordnet sein.
[0221] Auch kann die Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, insbesondere stromabwärts zu
der Aktivierungsvorrichtung angeordnet sein.
[0222] Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung zur Messung
eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung und stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
angeordnet ist.
[0223] Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
zur Messung des Deckschichtwiderstands, insbesondere des Polarisationswiderstands
der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ausgebildet ist.
[0224] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine weitere
Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
angeordnet sein.
[0225] Insbesondere kann die weitere Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands
an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, zur Messung
des Deckschichtwiderstands, insbesondere des Polarisationswiderstands der Deckschicht
(Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ausgebildet sein.
[0226] Die erfindungsgemäße Anlage kann somit gemäß einer besonderen Ausführungsform mehrere
Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands aufweisen.
[0227] Auch kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass stromabwärts
zur Feuerverzinkungsvorrichtung eine Abkühlvorrichtung angeordnet ist.
[0228] Die optionale Abkühlvorrichtung kann beispielsweisem zur Abkühlung mittels Luft und/oder
in Gegenwart von Luft ausgebildet sein, und zwar vorzugsweise zur Abkühlung bis auf
Umgebungstemperatur. Durch das Abkühlen ist die anschließende Handhabung einfacher
und die gebildete Feuerverzinkungsschicht wird verfestigt.
[0229] Darüber hinaus kann in der erfindungsgemäßen Anlage stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung
eine Nachbearbeitungsvorrichtung angeordnet sein.
[0230] Insbesondere kann die Nachbearbeitungsvorrichtung stromabwärts zu der Abkühlvorrichtung
angeordnet sein.
[0231] Folglich kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Nachbearbeitungsvorrichtung
nach und/oder im Verfahrensablauf nachgeschaltet zu der Feuerverzinkungsvorrichtung
und nach und/oder im Verfahrensablauf nachgeschaltet zu der Abkühlvorrichtung angeordnet
ist.
[0232] Die Nachbearbeitungsvorrichtung kann beispielsweise zum Entfernen von überschüssigen
Zinkbadrückständen, insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden
Zinks sowie Oxid- oder Ascherückstände, welche an dem Bauteil anhaften, sowie zum
Passivieren oder Versiegeln der Oberfläche ausgebildet sein. Eine Nachbearbeitung
erhöht insbesondere die Qualität der Feuerverzinkungsschicht.
[0233] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Anlage
derart ausgestaltet sein, dass, insbesondere stromaufwärts zur Messvorrichtung und/oder
zur weiteren Messvorrichtung, außerdem eine Spektroskopievorrichtung angeordnet ist.
[0234] Insbesondere kann die Spektroskopievorrichtung zur Durchführung einer Messung mittels
laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) ausgebildet sein.
[0235] In diesem Zusammenhang kann die Spektroskopievorrichtung mindestens einen Laser und
mindestens einen Detektor, insbesondere ein Spektrometer, umfassen.
[0236] Wie zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt, kann die
Ermittlung der Zusammensetzung der Zinkschicht mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie
(LIBS) erfolgen, wobei anschließend die Messung und/oder die Messparameter des elektrischen
Widerstands an die Zusammensetzung der Zinkschicht angepasst werden.
[0237] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass
stromabwärts zur Aktivierungsvorrichtung eine Trocknungseinrichtung, insbesondere
ein Ofen angeordnet ist.
[0238] Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann stromaufwärts zur Aktivierungsvorrichtung eine Überprüfungsvorrichtung angeordnet
sein.
[0239] Insbesondere kann die Überprüfungsvorrichtung zur optischen und/oder mechanischen
und/oder induktiven und/oder elektrischen und/oder chemischen Überprüfung des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, ausgebildet sein.
[0240] Außerdem kann die Überprüfungsvorrichtung mindestens eine Einrichtung zur optischen
und/oder mechanischen und/oder induktiven und/oder elektrischen und/oder chemischen
Überprüfung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, umfassen.
[0241] Gemäß einer nochmals weiteren besonderen Ausführungsform kann die Anlage die folgenden
Vorrichtungen und Einrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfassen:
(ÜV) gegebenenfalls mindestens eine Überprüfungsvorrichtung; nachgeschaltet und/oder
im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(SV) gegebenenfalls eine Spektroskopievorrichtung; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(MV') gegebenenfalls eine weitere Messvorrichtung; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(AV) mindestens eine Aktivierungsvorrichtung, insbesondere wobei die Aktivierungsvorrichtung
mindestens eine Flussmitteleinrichtung und/oder Beizeinrichtung und gegebenenfalls
eine mechanische Aktivierungseinrichtung umfasst, insbesondere wobei die Flussmitteleinrichtung
stromabwärts zur Beizeinrichtung und die Beizeinrichtung stromabwärts zur mechanische
Aktivierungseinrichtung angeordnet ist; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(TE) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungseinrichtung, insbesondere Ofen; nachgeschaltet
und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(SV) gegebenenfalls eine Spektroskopievorrichtung; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(MV) mindestens eine Messvorrichtung; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(FZ) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(AK) gegebenenfalls mindestens eine Abkühlvorrichtung; nachgeschaltet und/oder im
Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(NV) gegebenenfalls mindestens eine Nachbearbeitungsvorrichtung.
[0242] Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage gemäß dem zweiten
Erfindungsaspekt kann auf die obigen Ausführungen in Bezug auf den ersten Erfindungsaspekt
verwiesen werden, welche in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Anlage
gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt gelten.
[0243] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes)
Eisen- oder Stahlbauteil, erhältlich nach einem zuvor beschriebenen Verfahren und/oder
erhältlich in einer zuvor beschriebenen Anlage.
[0244] Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes)
Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere ein wie zuvor beschriebenes feuerverzinktes
Eisen- oder Stahlbauteil,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil dadurch erhältlich ist, dass ein
verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere ein eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisendes Eisen- oder Stahlbauteil, einer Aktivierungsbehandlung,
insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen worden ist derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen worden ist.
[0245] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das
feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht aufweist.
[0246] Dabei kann vorgesehen sein, dass das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil auf
dem Grundmaterial des Eisen- oder Stahlbauteils eine mehrphasige und/oder mehrschichtige,
insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht aufweist.
[0247] Folglich liegt erfindungsgemäß typischerweise kein einheitlicher Feuerverzinkungsüberzug
vor. Insbesondere sind mehrere Schichten bzw. intermetallischen Phasen in diesem Überzug
enthalten. Insbesondere ist darunter im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
zu verstehen, dass keine einheitliche Zusammensetzung innerhalb dieses Überzugs besteht,
sondern verschiedene Bereiche (d.h. Schichten oder Phasen) mit unterschiedlichen Zusammensetzungen,
insbesondere unterschiedlichen Mengen der einzelnen Bestandteile (d.h. unterschiedliche
Mengen an Zink, Aluminium, Eisen und gegebenenfalls weiteren Metallen), enthalten
sind.
[0248] Auch kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das feuerverzinkte Eisen-
oder Stahlbauteil eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise
geschichtete Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen aufweist. Diese Zn/Al/Fe-Phasen
können insbesondere Zn-, ZnAl-, ZnFe- und/oder AlFe-Phasen umfassen; dies ist insbesondere
der Fall, wenn die entsprechende Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten
bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
[0249] Sofern bei der Herstellung von einer nicht-aluminiumlegierten bzw. nicht-aluminiumhaltigen
Zinkschmelze bei der Feuerverzinkung ausgegangen wird, wird eine mehrphasige und/oder
zumindest teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht bereitgestellt,
welche aus Zn- und ZnFe-Phasen besteht.
[0250] Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschicht weist
hohe Korrosionsschutzeigenschaften und eine hohe Duktilität auf. Hinzu kommt, dass
diese Feuerverzinkungsschicht sehr hell und somit optisch besonders hochwertig ist.
[0251] Weiterhin kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das feuerverzinkte Eisen-
oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einem Aluminium-Konzentrationsgradienten
aufweist.
[0252] Des Weiteren kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die mehrphasige und/oder
mehrschichtige, insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht einen Aluminium-Konzentrationsgradienten
aufweist.
[0253] In diesem Zusammenhang ist unter dem erfindungsgemäß verwendeten Begriff des Aluminium-Konzentrationsgradienten
insbesondere zu verstehen, dass die Konzentration an Aluminium in der (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
unregelmäßig verteilt ist bzw. nicht überall gleich ist, und zwar insbesondere derart,
dass insbesondere außen eine besonders hohe Menge an Aluminium enthalten ist und darüber
hinaus auch direkt bzw. unmittelbar am Grundmaterial eine erhöhte Aluminiummenge vorliegt.
Insbesondere die erhöhte Aluminiummenge am Grundmaterial ist darauf zurückzuführen
- ohne sich auf diese Theorie beschränken zu wollen -, dass eine hohe Affinität zwischen
dem Aluminium und dem Eisen besteht, so dass ein Teil des Aluminiums zum Grundmaterial
diffundiert. Mit anderen Worten ist daher die Aluminiumkonzentration insbesondere
im Inneren bzw. in der "Mitte" der (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht verhältnismäßig
gering.
[0254] Die (Gesamt-)Schichtdicke der (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht des feuerverzinkten
Eisen- oder Stahlbauteil kann in weiteren Bereichen variieren:
Insbesondere kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke von mindestens 30 µm, insbesondere mindestens 35 µm,
bevorzugt mindestens 40 µm, besonders bevorzugt mindestens 45 µm, aufweisen.
[0255] Darüber hinaus kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke von höchstens 500 µm, insbesondere höchstens 450 µm,
bevorzugt höchstens 400 µm, besonders bevorzugt höchstens 300 µm, aufweisen.
[0256] Weiterhin kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich
von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt
im Bereich von 45 µm bis 300 µm, aufweisen.
[0257] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das feuerverzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil zumindest im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung der Korrosionsschutzleistung
90°-biegbar ausgebildet sein.
[0258] Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass die Korrosionsschutzleistung durch eine
90°-Biegung des feuerverzinkten Bauteils nicht bzw. zumindest im Wesentlichen nicht
nachlässt. Insbesondere weist das feuerverzinkten Bauteil auch nach 90°-Biegung eine
sehr hohe Korrosionsschutzleistung auf.
[0259] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist
das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere bei einer Grundmaterialdicke
des Eisen- oder Stahlbauteils von mindestens 2 mm und einer Gesamtschichtdicke der
(Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht von mindestens 30 µm, nach 90°-Biegung bei einer
Verweilzeit von mindestens 1.000 h, insbesondere mindestens 1.250 h, bevorzugt mindestens
1.500 h, besonders bevorzugt mindestens 1.750 h, ganz besonders bevorzugt mindestens
2.000 h, im Salzsprühnebeltest, insbesondere gemäß DIN EN ISO 9227, zumindest im Wesentlichen
keine Rotrostbildung, bevorzugt keine Rotrostbildung, auf.
[0260] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zeigt eine zuvor genannte Verweilzeit
im Salzsprühnebeltest ohne Rotrostbildung eine hohe Korrosionsschutzleistung.
[0261] Bei Rotrost handelt es sich insbesondere um die Korrosionsprodukte des Eisens und
Stahls (Eisenoxide) und zeigt eine Schädigung des durch die Feuerverzinkungsschicht
originär zu schützenden Substrats an. Rotrost wird somit bei mangelndem Korrosionsschutz
gebildet.
[0262] Insbesondere weist das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere bei
einer Gesamtfeuerverzinkungsschicht von mindestens 350 g/m
2, bei einer Verweilzeit von mindestens 1.000 h, insbesondere mindestens 2.000 h, bevorzugt
mindestens 5.000 h, besonders bevorzugt mindestens 8.000 h, ganz besonders bevorzugt
mindestens 10.000 h, im Salzsprühnebeltest, insbesondere gemäß DIN EN ISO 9227, zumindest
im Wesentlichen keine Rotrostbildung, bevorzugt keine Rotrostbildung, auf.
[0263] Im Vergleich hierzu können feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteile des Standes der
Technik nur etwa 800 h im Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227 verbleiben ohne
Rotrostbildung bei einer Feuerverzinkungsschicht von sogar 550 g/m
2. Somit können die erfindungsgemäßen feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteile eine
längere Zeit im Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227 verbleiben ohne Rotrostbildung
und das sogar mit einer geringeren Schichtdicke der Feuerverzinkungsschicht.
[0264] Ohne sich auf diese Theorie beschränken zu wollen ist diese Verbesserung der Korrosionsschutzleistung
auf den besonderen mehrschichtigen bzw. mehrphasigen Aufbau der (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
des erfindungsgemäßen feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils zurückzuführen, insbesondere
auf das Vorliegen einer zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise
geschichtete Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen.
[0265] Auch das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil ist 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:
Denn, wie die Anmelderin nun vollkommen überraschend herausgefunden hat, weist das
feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil gemäß der Erfindung einen höherer Korrosionsschutz
bei gleicher Dicke der Feuerverzinkungsschicht im Vergleich zu einer üblichen Reinzinkschicht
auf.
[0266] Insbesondere weist das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine
zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
auf, welche aus Zn/Al/Fe-Phasen besteht. Die Feuerverzinkungsschicht weist hohe Korrosionsschutzeigenschaften
und eine hohe Duktilität auf. Hinzu kommt, dass die Feuerverzinkungsschicht sehr hell
und somit optisch besonders hochwertig ist.
[0267] Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-, ZnAl-, ZnFe- und/oder AlFe-Phasen
umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die Feuerverzinkung unter Verwendung
einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
[0268] Sofern von einer nicht-aluminiumlegierten bzw. nicht-aluminiumhaltigen Zinkschmelze
bei der Feuerverzinkung ausgegangen wird, wird eine mehrphasige und/oder zumindest
teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht bereitgestellt, welche aus
Zn- und ZnFe-Phasen besteht.
[0269] Die durch das erfindungsgemäße Feuerverzinkungsschicht weist hohe Korrosionsschutzeigenschaften
und eine hohe Duktilität auf. Hinzu kommt, dass diese Feuerverzinkungsschicht sehr
hell und somit optisch besonders hochwertig ist.
[0270] Überraschenderweise ist die Zn/Al/Fe-Phasen enthaltende Feuerverzinkungsschicht des
erfindungsgemäßen feuerverzinkten Bauteils nicht durch bekannte Verfahren erhältlich.
Die Feuerverzinkungsschicht des erfindungsgemäßen feuerverzinkten Bauteils stellt
somit andere und durch bekannte in einstufigen Verfahren erhältliche Feuerverzinkungsschichten
nicht erreichbare Eigenschaften bereit.
[0271] Insbesondere ist die Feuerverzinkungsschicht des erfindungsgemäßen feuerverzinkten
Bauteils duktiler und somit weniger spröde, als eine Reinzinkschicht und kann daher
umgeformt bzw. kaltgeformt, beispielsweise um 90° gebogen werden, ohne dass die Korrosionsschutzeigenschaften
verloren gehen oder signifikant beeinträchtigt werden. Gleichzeitig kann die Feuerverzinkungsschicht
des erfindungsgemäßen feuerverzinkten Bauteils mit einer höheren Schichtdicke bereitgestellt
werden als eine konventionelle aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschicht
(d. h. eine aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschicht, welche direkt bzw.
unmittelbar auf ein Bauteil ohne vorhandene Zinkschicht aufgebracht wird), insbesondere
da die Feuerverzinkungsschicht des erfindungsgemäßen feuerverzinkten Bauteils nicht
durch eine maximal erreichbare Schichtdicke begrenzt ist (wie im Fall einer im Stand
der Technik üblichen aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht
durch die Bildung einer Fe/Al-Sperrschicht).
[0272] Insbesondere ist die Schichtdicke der Feuerverzinkungsschicht des erfindungsgemäßen
feuerverzinkten Bauteils im Wesentlichen nicht begrenzt, wie im Fall einer im Stand
der Technik üblichen und durch eine einstufige Feuerverzinkung erhältlichen aluminiumhaltigen
bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht. Es können somit insbesondere auch
Feuerverzinkungsschichten mit hoher Aluminiumanreicherung mit einer Dicke von deutlich
über 25 µm bereitgestellt werden. Gleichzeitig weist die Feuerverzinkungsschicht des
erfindungsgemäßen feuerverzinkten Bauteils auch die Vorteile einer aluminiumhaltigen
bzw. aluminiumlegierten Feuerverzinkungsschicht auf, wie beispielsweise Glanz, Duktilität
und hohe Korrosionsschutzeigenschaften.
[0273] Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen feuerverzinkten Eisen- oder
Stahlbauteil gemäß dem dritten Erfindungsaspekt kann auf die obigen Ausführungen in
Bezug auf den ersten und zweiten Erfindungsaspekt verwiesen werden, welche in entsprechender
Weise auch für das erfindungsgemäße feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteil gemäß
dem dritten Erfindungsaspekt gelten.
[0274] Schließlich sind weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendungen im Zusammenhang mit einem Feuerverzinkungsverfahren
nach der vorliegenden Erfindung.
[0275] Insbesondere ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Aspekt die Verwendung
eines Feuerverzinkungsverfahrens zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder
Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
[0276] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann somit ein verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil
regeneriert bzw. wiederaufbereitet bzw. wiederverwendet werden, insbesondere ohne
dass die vorhandene Zinkschicht vollständig abgetragen werden muss. Dieses Vorgehen
ist insbesondere, wie zuvor ausgeführt, besonders wirtschaftlich, ökologisch, ökonomisch,
materialschonend, ressourcenschonend und mit einem geringen Aufwand verbunden.
[0277] Außerdem ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Aspekt der vorliegenden
Erfindung die Verwendung des elektrischen Widerstands an der Oberfläche einer Zinkschicht
eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, zur Einstellung einer
Aktivierungsbehandlung, insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung
umfassenden Aktivierungsbehandlung, vorzugsweise einer mindestens eine chemische und
gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
zur Vorbereitung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, auf
eine Feuerverzinkung,
insbesondere wobei die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgt.
[0278] Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt.
[0279] Auch kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche
der Zinkschicht von mehr als 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
[0280] Durch die Einstellung der Aktivierungsbehandlung anhand des elektrischen Widerstands
der Oberfläche der Zinkschicht kann das Verfahren insgesamt besonders nachhaltig gestaltet
werden. In diesem Zusammenhang ist der elektrische Widerstand insbesondere ein Maß
der Güte der Zinkschicht und somit ein Maß des notwendigen Umfangs der Aktivierungsbehandlung.
[0281] Nochmals weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist die Verwendung des elektrischen Widerstands an der Oberfläche einer
Zinkschicht eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, zur
Bestimmung des Zustands und/oder der Güte der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
für die Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung des die
Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils
mittels nachfolgender Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).
[0282] In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
zur Vorbereitung auf die Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, wobei
der elektrischen Widerstand an der Oberfläche einer Zinkschicht zur Einstellung der
Aktivierungsbehandlung verwendet und/oder herangezogen wird.
[0283] Insbesondere kann die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgen.
[0284] Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei einem elektrischen
Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt.
[0285] Darüber hinaus hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei einem elektrischen
Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr als 500 kΩ • cm
2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
[0286] Für weitergehende Einzelheiten zu den erfindungsgemäßen Verwendungen gemäß dem vierten
Erfindungsaspekt kann auf die obigen Ausführungen in Bezug auf die vorangehenden Erfindungsaspekte
verwiesen werden, welche in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäßen Verwendungen
gemäß dem vierten Erfindungsaspekt gelten.
[0287] 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.
[0288] Es zeigt:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil gemäß einer besondere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer besonderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0289] In Fig. 1 ist ein feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil 1 gemäß einer besonderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Eisen- oder Stahlbauteil
1 eine auf dem Grundmaterial des Eisen- oder Stahlbauteils 2 aufgebrachte mehrschichtige
(Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht 3 aufweist. Die mehrschichtige bzw. mehrphasige Feuerverzinkungsschicht
3 umfasst eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise geschichtete
Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen. Für weitergehende Einzelheiten kann auf
die obigen Ausführungen verwiesen werden.
[0290] Fig. 2 zeigt eine Anlage zur Feuerverzinkung AZ gemäß einer besonderen Ausführungsform,
wobei die Vorrichtungen in der entsprechenden Reihenfolge bzw. Abfolge der durchzuführenden
Verfahrensschritte (d.h. in der Reihenfolge bzw. Abfolge der Prozessrichtung) abgebildet
sind: Die Anlage zur Feuerverzinkung AZ umfasst zunächst eine Überprüfungsvorrichtung
ÜV, nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet eine
Spektroskopievorrichtung SV, nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts
hierzu angeordnet eine weitere Messvorrichtung MV', nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet eine Aktivierungsvorrichtung AV, nachgeschaltet und/oder
im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet eine Trocknungseinrichtung TE,
nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet eine Spektroskopievorrichtung
SV, nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet eine
Messvorrichtung MV, nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu
angeordnet eine Feuerverzinkungsvorrichtung FZ, nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet eine Abkühlvorrichtung AK, nachgeschaltet und/oder
im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet eine Nachbearbeitungsvorrichtung
AV. Für weitergehende Einzelheiten kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
[0291] 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.
[0292] Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht,
welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich
beispielhafte und nicht limitierende Durchführungsweisen und Ausgestaltungen erläutern
sollen.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Beispiel 1: Einfluss der Aktivierungsbehandlung auf die Zinkschichtdicke
[0293] Zur Untersuchung des Einflusses der Aktivierungsbehandlung auf die Zinkschichtdicke
werden feuerverzinkte Stahlbleche mit der Größe 100 mm x 200 mm x 2 mm unterschiedlichen
Aktivierungsbehandlungen ausgesetzt. Insbesondere wird der Abtrag der Zinkschicht
untersucht.
[0294] Die feuerverzinkten Stahlbleche wurden in einem sogenannten Reinzinkbad gemäß DIN
EN ISO 1461 und DASt-Richtlinie 022 verzinkt.
[0295] Anschließend erfolgt eine Aktivierungsbehandlung in einem der nachfolgenden Bäder
A bis C und die Zinkschichtdicke über die Zeit wird ermittelt.
Tabelle 1: Verwendete Aktivierungsbäder
| Inhaltsstoffe |
Bad A |
Bad B |
Bad C |
| HCl [g/l] |
30,6 |
13,5 |
42,3 |
| HCl [%] |
3,0 |
1,4 |
4,2 |
| Fe [g/l] |
3,42 |
1,73 |
13,4 |
| Zn [g/l] |
34,3 |
14,1 |
1,1 |
[0296] Bad A entspricht einem üblichen Entzinkungsbad mit niedriger Säure- und hoher Zinkkonzentration.
Zur Ermittlung der Abtragrate werden in einem Reinzinkbad verzinkte Stahlbleche in
Bad A getaucht und die Schichtdicke wird in Zeitintervallen gemessen. Die entsprechenden
Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt:
Tabelle 2: Zinkschichtdicke in Abhängigkeit der Zeit bei Tauchen in Bad A
| Zeit [min] |
Schichtdicke [µm] |
| 0 |
76,34 |
| 3 |
74,76 |
| 6 |
73,14 |
| 9 |
69,86 |
| 12 |
68,00 |
[0297] Bad B entspricht einer abgeschwächten Variante von Bad A. Zur Ermittlung der Abtragrate
werden in einem Reinzinkbad verzinkten Stahlbleche in Bad B getaucht und die Schichtdicke
wird in Zeitintervallen gemessen. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 3
dargestellt:
Tabelle 3: Zinkschichtdicke in Abhängigkeit der Zeit bei Tauchen in Bad B
| Zeit [min] |
Schichtdicke [µm] |
| 0 |
73,90 |
| 3 |
72,22 |
| 6 |
71,66 |
| 9 |
69,86 |
| 12 |
68,02 |
[0298] Bad C entspricht einer in üblichen Verzinkungsprozessen verwendeten Beize (d. h.
hoher Eisen- und niedriger Zink-Gehalt). Zur Ermittlung der Abtragrate werden in einem
Reinzinkbad verzinkten Stahlbleche in Bad C getaucht und die Schichtdicke wird in
Zeitintervallen gemessen. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt:
Tabelle 4: Zinkschichtdicke in Abhängigkeit der Zeit bei Tauchen in Bad C
| Zeit [min] |
Schichtdicke [µm] |
| 0 |
56,21 |
| 1 |
52,56 |
| 2 |
51,90 |
| 3 |
50,94 |
| 4 |
48,86 |
[0299] Insgesamt lassen sich aus den durchgeführten Versuchen die folgenden Abtragraten
ermitteln:
Tabelle 5: Abtragraten
| |
Bad A |
Bad B |
Bad C |
| Abtragrate [µm/min] |
0,695 |
0,49 |
1,825 |
[0300] Insgesamt ist durch die Bäder A und B ein genaues bzw. gezieltes An- bzw. Abbeizen
von verzinkten Komponenten gut möglich. Bei der Verwendung von Bad C ist ein genaues
bzw. gezieltes An- bzw. Abbeizen von verzinkten Komponenten schwieriger. Jedoch ist
es möglich mit Bad C größere Mengen an Verunreinigungen in kürzerer Zeit zu entfernen.
Beispiel 2: Abhängigkeit des Verzinkungsergebnisses vom elektrischen Widerstand
[0301] Der Zusammenhang zwischen dem elektrischen Widerstand der Oberfläche der Zinkschicht
und dem Verzinkungsergebnis sowohl einer Feuerverzinkung in einem Reinzinkbad gemäß
DIN 1461 als auch in einem aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkbad gemäß
DIN 50997 werden untersucht.
[0302] Dazu werden Stahlbleche mit der Größe 150 mm x 200 mm x 2 mm in einem Reinzinkbad
gemäß DIN 1461 verzinkt. Die Stahlbleche werden anschließend oxidativen Bedingungen
und gegebenenfalls korrosiven Bedingungen ausgesetzt. Vor einer zweiten Verzinkung
entweder in einem Reinzinkbad gemäß DIN 1461 oder in einem aluminiumhaltigen bzw.
aluminiumlegierten Zinkbad gemäß DIN 50997 wird der Deckschichtwiderstand gemäß DIN
EN ISO 17475 und DIN 50918 mittels potentiostatischer Polarisationsmessung und Verwendung
eines Gel-Elektrolyten ermittelt und eine Aktivierungsbehandlung durchgeführt.
[0303] Als Aktivierungsbehandlung erfolgt entweder nur eine Flussmittelbehandlung oder eine
Flussmittelbehandlung und eine Beizbehandlung mit zwischengeschaltetem Spülgang. Das
im Rahmen der Flussmittebehandlung verwendete Flussmittel ist wässrig basiert und
weist die folgenden Inhaltsstoffe auf (Gewichtsangaben bezogen auf das Trockengewicht):
60 Gew.-% Zinkchlorid und 40 Gew.-% Ammoniumchlorid, wobei das Flussmittelbad einen
pH-Wert von weniger als 5 aufweist. Die Beizbehandlung erfolgt mit einer salzsäurehaltigen
Beize mit einem pH-Wert von weniger als 5.
[0304] Anschließend wird die erhaltene Zinkschicht auf Mängel bewertet, insbesondere ob
die Zinkschicht gleichmäßig und fehlerfrei ist.
Tabelle 6: Verzinkungsergebnisse
| Versuch |
Widerstand [kΩcm2] |
Aktivierungsbehandlung |
Verzinkungsbad |
Zinkschicht |
| V1 |
44,53 |
Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
ohne Mängel |
| V2 |
81,08 |
Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
ohne Mängel |
| V3 |
131,553 |
Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
ohne Mängel |
| V4 |
30,98 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V5 |
105,06 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V6 |
178,117 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V7 |
504,53 |
Beize und Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
ohne Mängel |
| V8 |
581,08 |
Beize und Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
ohne Mängel |
| V9 |
631,553 |
Beize und Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V10 |
530,98 |
Beize und Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V11 |
605,06 |
Beize und Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V12 |
678,117 |
Beize und Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
ohne Mängel |
| V13 |
504,53 |
Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
mangelhaft |
| V14 |
581,08 |
Flussmittel |
Reinzink DIN 1461 |
mangelhaft |
| V15 |
631,553 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
mangelhaft |
| V16 |
530,98 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
mangelhaft |
| V17 |
605,06 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
mangelhaft |
| V18 |
678,117 |
Flussmittel |
Zn/Al DIN 50997 |
mangelhaft |
[0305] Eine mangelfreie Verzinkung sowohl in einem Reinzinkbad gemäß DIN 1461 oder in einem
aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkbad gemäß DIN 50997 mit ausschließlich
einer Flussmittelbehandlung als Aktivierungsbehandlung ist nur bei einem Deckschichtwiderstand
gemäß DIN EN ISO 17475 und DIN 50918 von unter 500 kΩ • cm
2 möglich. Bei einem Deckschichtwiderstand gemäß DIN EN ISO 17475 und DIN 50918 über
500 kΩ • cm
2 ist eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung notwendig, um eine Zinkschicht
ohne Mängel zu erhalten.
Beispiel 2: Korrosionsschutzleistung
[0306] Zur Überprüfung der Korrosionsschutzleistung der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhältlichen Feuerverzinkungsschichten werden mit einem Reinzinkbad gemäß DIN 1461
feuerverzinkte Stahlbleche mit der Größe 100 mm x 200 mm x 2 mm nach Lagerung bei
oxidativen Bedingungen für 48 h gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung
eines aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkbads gemäß DIN 50997 feuerverzinkt.
Da die Stahlbleche jeweils einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm
2, bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und DIN 50918, aufweisen, erfolgt vor der Feuerverzinkung
nur eine Flussmittelbehandlung. Das im Rahmen der Flussmittebehandlung verwendete
Flussmittel ist wässrig basiert und weist die folgenden Inhaltsstoffe auf (Gewichtsangaben
bezogen auf das Trockengewicht): 60 Gew.-% Zinkchlorid und 40 Gew.-% Ammoniumchlorid,
wobei das Flussmittelbad einen pH-Wert von weniger als 5 aufweist.
[0307] Mikroskopische Analysen zeigen, dass auf den gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
regenerierten bzw. wiederaufbereiteten Stahlblechen nicht zwei unterschiedliche bzw.
separate Feuerverzinkungsschichten übereinander vorliegen, sondern vielmehr, dass
die aluminiumhaltige bzw. aluminiumlegierte Zinkschmelze in die aus bereits vorhandene
Feuerverzinkung Zinkschicht hineindiffundiert. Insgesamt liegt somit eine mehrschichtige
(Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht auf dem Grundmaterial des Eisen- oder Stahlbauteils
vor, wobei eine zumindest teilweise zumindest teilweise mehrphasige und/oder zumindest
teilweise geschichtete Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen vorliegt und ein
Aluminium-Gradient vorliegt.
[0308] Darüber hinaus werden neue (d. h. keine Zinkschicht aufweisende) Stahlbleche der
Größe 100 mm x 200 mm x 2 mm gemäß üblichem Vorgehen in einem Reinzinkbad gemäß DIN
1461 oder in einem aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkbad gemäß DIN 50997
feuerverzinkt. Zuvor werden die Stahlbleche gemäß dem üblichen Vorgehen entfettet,
gespült, gebeizt, gespült, mit einem Flussmittel behandelt und getrocknet.
[0309] Anschließend werden alle Zinkbleche mit einer ZINQ
® duropass-Passivierung behandelt (Passivierung mit Chrom(III)).
[0310] Zur Überprüfung der Korrosionsschutzleistung werden die Stahlbleche in gerader bzw.
nicht bearbeiteter Form einerseits und nach dem Biegen um 90° (d.h. nach Kaltformung)
andererseits jeweils im Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227 für 1008 h geprüft.
Ermittelt wird anschließend die Menge an auf der Oberfläche gebildetem Weißrost und
Rotrost, wobei der Anteil der Oberfläche angegeben ist, welcher Weißrost bzw. Rotrost
aufweist.
Tabelle 7: Ergebnisse der geraden Bleche
| Verfahren |
Regeneration der Zinkschicht (erfindungsgemäß) |
Zn-Schmelze (DIN 1461) |
Zn/Al-Schmelze (DIN 50997) |
| Schichtdicke |
76,5 µm |
68,6 µm |
6,9 µm |
| Weißrost |
40 - 50 % |
90 - 95 % |
5 - 10 % |
| Rotrost |
0 % |
0,5 - 1 % |
≤ 0,5 % |
Tabelle 8: Ergebnisse der um 90° gebogenen Bleche
| Verfahren |
Regeneration der Zinkschicht (erfindungsgemäß) |
Zn-Schmelze (DIN 1461) |
Zn/Al-Schmelze (DIN 50997) |
| Schichtdicke |
46,2 µm |
68,2 µm |
6,8 µm |
| Weißrost |
20 % |
90 - 95 % |
5 - 10 % |
| Rotrost |
0 % |
1 - 2,5 % |
5% |
[0311] Bei dem gebildeten Weißrost handelt es sich um die Korrosionsprodukte des Zinks (Zinkoxid,
Zinkhydroxid, Zinkcarbonat und dergleichen), dieser wirkt sich nur auf den optischen
Eindruck aus; es handelt sich somit um keinen Materialschaden, da das Grundmaterial
unversehrt bzw. unkorrodiert verbleibt. Bei dem gebildeten Rotrost hingegen handelt
es sich um die Korrosionsprodukte des eisen- bzw. stahlbasierten Grundmaterials bzw.
Bauteils (nämlich um Eisenoxide), was einen Materialschaden anzeigt; Rotrost wird
somit nur bei mangelndem Korrosionsschutz gebildet.
[0312] Wie aus den Ergebnissen in den Tabellen 7 und 8 ersichtlich, weisen weder die geraden
noch die umgeformten mit dem erfindungsgemäßen Feuerverzinkungsverfahren regenerierten
bzw. wiederaufbereiteten Bauteile Rotrost nach 1.008 h im Salzsprühnebeltest auf.
Dagegen bildet sich auf der Oberfläche sowohl der in der Zn-Schmelze als auch der
in der Zn/Al-Schmelze feuerverzinkten Bauteilen Rotrost sowohl bei den geraden als
auch bei den umgeformten Bauteilen aus. Dies ist - ohne sich auf diese Theorie beschränken
zu wollen - auf den speziellen zuvor beschriebenen Schichtaufbau zurückzuführen.
Aspekte der vorliegenden Erfindung:
[0313] Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Aspekte 1 bis 73 weiterführend
beschrieben und charakterisiert:
- 1. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
- 2. Verfahren nach Aspekt 1,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%,
Zink enthält; und/oder
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält.
- 3. Verfahren nach Aspekt 1 oder Aspekt 2,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder
aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") ist;
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt
mindestens 4 Gew.-%, Aluminium enthält; und/oder
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, höchstens 45 Gew.-%, insbesondere höchstens 25 Gew.-%, bevorzugt
höchstens 8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 6 Gew.-%, Aluminium enthält; und/oder
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%,
besonders bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
- 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-% Zink und mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
- 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%,
Zink enthält und
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 4 Gew.-%,
Aluminium enthält.
- 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-% und Aluminium in Mengen im Bereich
von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-% enthält.
- 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält
und
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders
bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
- 8. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil,
einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte
Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-% Zink und gegebenenfalls
mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
- 9. Verfahren nach Aspekt 8,
wobei die Aktivierungsbehandlung durchgeführt wird derart und/oder mit der Maßgabe,
dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
- 10. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-% Zink und gegebenenfalls mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
- 11. Verfahren nach Aspekt 10,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, insbesondere
derart und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
- 12. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei die in der Feuerverzinkung
eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze, höchstens 98 Gew.-% Zink und
gegebenenfalls mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
- 13. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 12,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%,
Zink enthält; und/oder
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält.
- 14. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 13,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder
aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") ist;
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt
mindestens 4 Gew.-%, Aluminium enthält; und/oder
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, höchstens 45 Gew.-%, insbesondere höchstens 25 Gew.-%, bevorzugt
höchstens 8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 6 Gew.-%, Aluminium enthält; und/oder
insbesondere wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, insbesondere
die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), bezogen
auf die Zinkschmelze, Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%,
besonders bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
- 15. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 14,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-% Zink und mindestens 2 Gew.-% Aluminium enthält.
- 16. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 15,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
höchstens 98 Gew.-%, insbesondere höchstens 97 Gew.-%, bevorzugt höchstens 96 Gew.-%,
Zink enthält und
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 4 Gew.-%,
Aluminium enthält.
- 17. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 16,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-% und Aluminium in Mengen im Bereich
von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-% enthält.
- 18. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 17,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Zink in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96 Gew.-%, enthält
und
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze, bezogen auf die Zinkschmelze,
Aluminium in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 2 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders
bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 6 Gew.-%, enthält.
- 19. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle
nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt
100 Gew.-% resultieren:
(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 55 Gew.-% bis 98 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 75 Gew.-% bis 96
Gew.-%,
(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-%
bis 6 Gew.-%,
(iii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 Gew.-%
bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich
von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%;
(iii) gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in (Gesamt-)Mengen
von bis zu 10 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi),
Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si) sowie deren Kombinationen.
- 20. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die in der Feuerverzinkung eingesetzte aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") eine Temperatur im Bereich von 330 °C bis 750 °C,
insbesondere im Bereich von 340 °C bis 600 °C, bevorzugt im Bereich von 350 °C bis
465 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 415 °C bis 455 °C, aufweist.
- 21. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung eingesetzte
aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") 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, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 30 Minuten,
besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 8 Minuten; und/oder
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung eingesetzte
aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") getaucht,
insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche
ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere
für eine Zeitdauer von mindestens 0,0001 Minuten, insbesondere mindestens 0,001 Minuten,
bevorzugt mindestens 0,5 Minuten, besonders bevorzugt mindestens 4 Minuten; und/oder
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil in die in der Feuerverzinkung eingesetzte
aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") getaucht,
insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche
ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere
für eine Zeitdauer von höchstens 60 Minuten, insbesondere höchstens 45 Minuten, bevorzugt
höchstens 30 Minuten, besonders bevorzugt höchstens 8 Minuten.
- 22. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei nach der Feuerverzinkung eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht vorliegt;
insbesondere wobei bei der Feuerverzinkung eine mehrphasige und/oder mehrschichtige,
insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht auf dem Grundmaterial des
Eisen- oder Stahlbauteils gebildet wird; und/oder
insbesondere wobei bei der Feuerverzinkung eine zumindest teilweise mehrphasige und/oder
zumindest teilweise geschichtete Feuerverzinkungsschicht mit Zn/Al/Fe-Phasen gebildet
wird; und/oder
insbesondere wobei die Feuerverzinkung derart und/oder mit der Maßgabe durchgeführt
wird, dass die aluminiumhaltige und/oder aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
zumindest teilweise in die bereits vorhandene Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
des Bauteils hineindiffundiert; und/oder
insbesondere wobei die Feuerverzinkung mit der Maßgabe und/oder derart durchgeführt
wird, dass eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einem Aluminium-Konzentrationsgradienten
gebildet wird.
- 23. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mindestens 30 µm, insbesondere mindestens 35 µm, bevorzugt mindestens 40 µm, besonders
bevorzugt mindestens 45 µm, beträgt; und/oder
wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
höchstens 500 µm, insbesondere höchstens 450 µm, bevorzugt höchstens 400 µm, besonders
bevorzugt höchstens 300 µm, beträgt; und/oder
wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt
im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 µm bis 300
µm, liegt; und/oder
wobei die Feuerverzinkung derart und/oder mit der Maßgabe durchgeführt wird, dass
die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt
im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 µm bis 300
µm, liegt.
- 24. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei nach der Feuerverzinkung eine Abkühlbehandlung erfolgt; und/oder
wobei das nach der Feuerverzinkung erhaltene Eisen- oder Stahlbauteil einer Abkühlbehandlung
unterzogen wird; und/oder
wobei nach der Feuerverzinkung eine Nachbearbeitungsbehandlung erfolgt; und/oder
wobei das nach der Feuerverzinkung erhaltene Eisen- oder Stahlbauteil einer Nachbearbeitungsbehandlung
unterzogen wird.
- 25. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist; und/oder
wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht im Bereich von 0,0001
kΩ • cm2 bis 500 kΩ • cm2, insbesondere im Bereich von 0,0001 kΩ • cm2 bis 300 kΩ • cm2, bevorzugt im Bereich von 0,0001 kΩ • cm2 bis 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt im Bereich von 0,0001 kΩ • cm2 bis 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
- 26. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei der elektrische Widerstand der Deckschichtwiderstand, insbesondere der Polarisationswiderstand
der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ist.
- 27. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, an mindestens einer Oberfläche zumindest teilweise, insbesondere
vollständig, verzinkt ist, insbesondere eine Zinkschicht aufweist.
- 28. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Aktivierungsbehandlung mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich)
eine mechanische Behandlung umfasst;
insbesondere wobei die chemische Behandlung mindestens eine Beizbehandlung und/oder
Flussmittelbehandlung umfasst; und/oder
insbesondere wobei die chemische Behandlung durch eine wässrige salzhaltige Lösung
erfolgt, insbesondere mit einem pH-Wert von weniger als 5; und/oder
insbesondere wobei die chemische Behandlung für eine Zeitdauer im Bereich von 1 Sekunde
bis 60 min, insbesondere im Bereich von 5 Sekunden bis 45 min, bevorzugt im Bereich
von 10 Sekunden bis 30 min, erfolgt.
- 29. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die chemische Behandlung mittels Flussmittelbehandlung in einer Flussmittelzusammensetzung
in einem Flussmittelbad erfolgt;
insbesondere wobei das Flussmittelbad der chemischen Behandlung eine wässrige und/oder
alkoholische, insbesondere wässrige, flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase
des Flussmittelbads die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster
oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und/oder
insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe
Salze und gegebenenfalls Netzmittel umfasst, insbesondere wobei die Salze ausgewählt
sind aus der Gruppe von Chloriden, vorzugsweise aus der Gruppe von Zinkchlorid (ZnCl2), Ammoniumchlorid (NH4Cl), Alkali- und/oder Erdalkalichloriden, insbesondere Kaliumchlorid (KCI) und/oder
Natriumchlorid (NaCl), Aluminiumchlorid (AlCl3), Silberchlorid (AgCl), Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Bismutchlorid (BiCl3), Zinnchlorid (SnCl2), Manganchlorid (MnCl2), Cobaltchlorid (CoCl2) sowie deren Kombinationen; und/oder
insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe
Zinkchlorid (ZnCl2) und gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere
Kaliumchlorid (KCI) und/oder Natriumchlorid (NaCl), sowie gegebenenfalls Netzmittel
und gegebenenfalls mindestens ein weiteres, von den vorgenannten Verbindungen verschiedenes
Salz, ausgewählt aus der Gruppe von Chloriden, vorzugsweise aus der Gruppe von Ammoniumchlorid
(NH4Cl), Aluminiumchlorid (AlCl3), Silberchlorid (AgCl), Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Bismutchlorid (BiCl3), Zinnchlorid (SnCl2), Manganchlorid (MnCl2), Cobaltchlorid (CoCl2) sowie deren Kombinationen, umfasst; und/oder
insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe
Salze und gegebenenfalls Netzmittel umfasst, insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung
wenigstens Zinkchlorid (ZnCl2) und mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere Kaliumchlorid
(KCI) und/oder Natriumchlorid (NaCl), umfasst; und/oder
insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung frei von
Ammoniumchlorid (NH4Cl) ist; und/oder insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen
Behandlung zumindest im Wesentlichen kein Ammoniumchlorid (NH4Cl) enthält; und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt von
mindestens 20 Gew.-%, insbesondere von mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt von mindestens
50 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad,
aufweist; und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt von
höchstens 90 Gew.-%, insbesondere von höchstens 85 Gew.-%, bevorzugt von höchstens
80 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 75 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad,
aufweist; und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt im
Bereich von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 30 Gew.-% bis 85
Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 50 Gew.-% bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich
von 60 Gew.-% bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, aufweist; und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad der chemischen Behandlung einen Salzgehalt im
Bereich von 100 g/l bis 800 g/l, insbesondere im Bereich von 140 g/l bis 720 g/l,
bevorzugt im Bereich von 170 g/l bis 670 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 200
g/l bis 600 g/l, aufweist.
- 30. Verfahren nach Aspekt 29,
wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung die folgenden Inhaltsstoffe
aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die Flussmittelzusammensetzung
bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 50 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), insbesondere in Mengen im Bereich von 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere im Bereich
von 6 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 7 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 8 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%,
- (iii) Natriumchlorid (NaCl), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%,
insbesondere im Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 12,5
Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im
Bereich von 4 bis 8 Gew.-%, und
- (iv) Kaliumchlorid (KCI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%,
vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,4 bis
10 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt
im Bereich von 0,8 bis 6 Gew.-%.
- 31. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die chemische Behandlung mittels Beizbehandlung in einem Beizbehandlungsmittel
erfolgt;
insbesondere wobei die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem salzsäurehaltigen
(HCl-haltigen) und/oder salzsäurebasierten (HClbasierten) Beizbehandlungsmittel erfolgt,
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel einen pH-Wert von weniger als 5 aufweist;
und/oder
insbesondere wobei die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem sauren Beizbehandlungsmittel,
insbesondere mit einem Beizbehandlungsmittel mit einem pH-Wert von weniger als 5,
erfolgt; und/oder
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel Eisen enthält, insbesondere in Form von
zwei- und/oder dreiwertigen Eisenionen; und/oder
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel Zink mit einem Gehalt von mindestens
10 g/l enthält; und/oder
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel Zink mit einem Gehalt von mindestens
10 g/l enthält und einem Eisengehalt in Höhe von höchstens 20 % des Zinkgehalts aufweist;
und/oder
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel mindestens ein Additiv, insbesondere
mindestens ein Beizadditiv, enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Korrosionsinhibitoren,
Beizreinigern, Beizbeschleunigern und Beizverstärkern sowie deren Kombinationen.
- 32. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Beizbehandlungsmittel und/oder das Flussmittelbad der chemischen Behandlung
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 und/oder enthalten;
insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel und/oder das Flussmittelbad der chemischen
Behandlung 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 Beizbehandlungsmittel und/oder Flussmittelbad, enthält und/oder
enthalten.
- 33. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die chemische Behandlung mittels einer Beizbehandlung und einer Flussmittelbehandlung
erfolgt;
insbesondere wobei die Beizbehandlung der chemischen Behandlung und die Flussmittelbehandlung
der chemischen Behandlung jeweils für eine Zeitdauer im Bereich von 1 Sekunden bis
60 min, insbesondere im Bereich von 5 Sekunden bis 45 min, bevorzugt im Bereich von
10 Sekunden bis 30 min, erfolgen; und/oder
insbesondere wobei zunächst die Beizbehandlung und anschließend die Flussmittelbehandlung
erfolgt, wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang
erfolgt, insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
- 34. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte 28 bis 33,
wobei die chemische Behandlung, insbesondere die Flussmittelbehandlung und/oder die
Beizbehandlung, bei erhöhter Temperatur erfolgt;
insbesondere wobei die Flussmittelbehandlung und/oder die Beizbehandlung bei einer
Temperatur im Bereich von 20 °C bis 90 °C, insbesondere im Bereich von 25 °C bis 80
°C, erfolgt.
- 35. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die mechanische Behandlung eine abrasive Behandlung umfasst;
insbesondere wobei die abrasive Behandlung ausgewählt ist aus der Gruppe von Strahlen,
insbesondere Sandstrahlen, Wasserstrahlen und/oder Trockeneisstrahlen, Abschleifen,
Abbürsten, Lasern sowie deren Kombinationen.
- 36. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder
Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung ermittelt wird;
insbesondere wobei die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgt; und/oder
insbesondere wobei die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand
an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfasst.
- 37. Verfahren nach Aspekt 36,
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens
500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt; und/oder
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr
als 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
- 38. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung
umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart und/oder mit der Maßgabe,
dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist,
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder
Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung ermittelt wird,
wobei die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfasst.
- 39. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere höchstens 300 kΩ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kΩ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist,
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird,
wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder
Stahlbauteils, vor der Aktivierungsbehandlung ermittelt wird,
wobei die Aktivierungsbehandlung in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der
Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
des eine Zinkschicht aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, nur eine Flussmittelbehandlung
oder aber eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung umfasst,
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens
500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt und wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche
der Zinkschicht von mehr als 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
- 40. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei vor der Ermittlung des elektrischen Widerstands die Zusammensetzung der Zinkschicht,
insbesondere der Feuerverzinkungsschicht, ermittelt wird, insbesondere mittels laserinduzierter
Plasmaspektroskopie (LIBS);
insbesondere wobei die Messung und/oder Messparameter des elektrischen Widerstands
an die Zusammensetzung der Zinkschicht, insbesondere der Feuerverzinkungsschicht,
angepasst wird.
- 41. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einer Trocknungsbehandlung unterzogen wird;
insbesondere wobei die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 30
°C bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 35 °C bis 375 °C, bevorzugt im Bereich
von 40 °C bis 350 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 325 °C, erfolgt;
und/oder
insbesondere wobei die Trocknungsbehandlung für eine Zeitdauer im Bereich von 0,1
Sekunden bis 60 min, insbesondere im Bereich von 1 Sekunden bis 45 min, bevorzugt
im Bereich von 10 Sekunden bis 35 min, besonders bevorzugt im Bereich von 20 Sekunden
bis 30 min, noch mehr bevorzugt im Bereich von 20 Sekunden bis 15 min, erfolgt; und/oder
insbesondere wobei die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von und/oder mittels Luft
erfolgt; und/oder
insbesondere wobei die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung,
insbesondere in mindestens einem Ofen, erfolgt.
- 42. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Aktivierungsbehandlung
einer Überprüfung unterzogen wird; und/oder
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Aktivierungsbehandlung
auf die Eignung zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung
überprüft wird;
insbesondere wobei die Überprüfung durch optische und/oder mechanische und/oder induktive
und/oder elektrische und/oder chemische Verfahren erfolgt.
- 43. Verfahren nach Aspekt 42,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, in Bezug auf mindestens
eine spezifische Eigenschaft und/oder einen spezifischen Prüfparameter überprüft wird,
insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von: Zustand und/oder Art der vorhandenen Zinkschicht;
Zusammensetzung und/oder Güte und/oder Stärke des Stahlteils; Korrosionsgrad und/oder
Verschleiß des Stahlteils; optischer Zustand des Stahlteils; Deformation des Stahlteils
gegenüber der ursprünglichen Ausgangsform; Grad der Verschmutzung der vorhandenen
Zinkschicht; Art und/oder Konzentration von Oxidationsprodukten der Zinkschicht (Feuerverzinkungsschicht);
Art und/oder Konzentration von Ablagerungen, insbesondere von Salzen, Oxiden, Hydroxiden
und Fetten; Kennzeichnung des Stahlteils; Vorhandensein und/oder Zustand von Befestigungsmöglichkeiten,
insbesondere Bohrungen, Gewinden und/oder Durchbrechungen; und Vorhandensein artfremder
Beschichtungsstoffe.
- 44. Verfahren nach Aspekt 42 oder Aspekt 43,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, in Abhängigkeit der
Überprüfung vorbereitet wird, insbesondere durch Entfetten, Korrekturformen, Pressen,
Walzen, Biegen, Bohren und/oder Schneiden; und/oder
wobei die Aktivierungsbehandlung, insbesondere die abrasive Behandlung, des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, in Abhängigkeit der Überprüfung erfolgt, insbesondere
derart, dass vorhandene Verschmutzungen, Ablagerungen und/oder Korrosionsprodukte
entfernt werden.
- 45. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritten in der nachfolgend aufgeführten
Reihenfolge umfasst:
- (a) gegebenenfalls Überprüfen des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (b) gegebenenfalls Vorbereiten des gegebenenfalls in Verfahrensschritt (a) überprüften
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (c) gegebenenfalls Messung des Widerstands des gegebenenfalls in Verfahrensschritt
(a) überprüften und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) vorbereiteten verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (d) Aktivierung des in Verfahrensschritt (a) begutachteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt
(b) vorbereiteten verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (e) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (d) aktivierten verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (f) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (d) aktivierten
und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (e) getrockneten verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils;
dann
- (g) gegebenenfalls Abkühlbehandlung des in Verfahrensschritt (f) feuerverzinkten (schmelztauchverzinkten)
Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (h) gegebenenfalls Nachbearbeitung des in Verfahrensschritt (f) feuerverzinkten (schmelztauchverzinkten)
und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (g) abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils.
- 46. Anlage (System) (AF) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Anlage (System) (AF) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Aspekte,
wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge
umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung (AV) zur Aktivierung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts
hierzu angeordnet
- eine Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ) zur Feuerverzinkung des nach der ersten Feuerverzinkung
erhaltenen Eisen- oder Stahlbauteils in einer Zinkschmelze;
wobei die Anlage außerdem mindestens eine Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
umfasst.
- 47. Anlage nach Aspekt 46,
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung
(FZ) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
(AV) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung
(FZ) und stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung (AV) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, zur Messung des Deckschichtwiderstands,
insbesondere des Polarisationswiderstands der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht),
ausgebildet ist.
- 48. Anlage nach Aspekt 46 oder Aspekt 47,
wobei eine weitere Messvorrichtung (MV') zur Messung eines elektrischen Widerstands
an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts
zu der Aktivierungsvorrichtung (AV) angeordnet ist;
insbesondere wobei die weitere Messvorrichtung (MV') zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
zur Messung des Deckschichtwiderstands, insbesondere des Polarisationswiderstands
der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ausgebildet ist.
- 49. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Aktivierungsvorrichtung (AV) mindestens eine Flussmitteleinrichtung (FE)
und/oder Beizeinrichtung (BE) und gegebenenfalls eine mechanische Aktivierungseinrichtung
(MA) umfasst;
insbesondere wobei die Flussmitteleinrichtung (FE) stromabwärts zur Beizeinrichtung
(BE) und die Beizeinrichtung (BE) stromabwärts zur mechanische Aktivierungseinrichtung
(MA) angeordnet ist.
- 50. Anlage (System) (AF) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere
Anlage (System) (AF) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Aspekte, insbesondere eine Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge
umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung (AV) zur Aktivierung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden
Eisen- oder Stahlbauteils; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts
hierzu angeordnet
- eine Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ) zur Feuerverzinkung des nach der ersten Feuerverzinkung
erhaltenen Eisen- oder Stahlbauteils in einer Zinkschmelze;
wobei die Anlage außerdem mindestens eine Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
umfasst,
wobei die Aktivierungsvorrichtung (AV) mindestens eine Flussmitteleinrichtung (FE)
und/oder Beizeinrichtung (BE) und gegebenenfalls eine mechanische Aktivierungseinrichtung
(MA) umfasst.
- 51. Anlage nach Aspekt 50,
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung
(FZ) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung
(AV) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts von der Feuerverzinkungsvorrichtung
(FZ) und stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung (AV) angeordnet ist; und/oder
wobei die Messvorrichtung (MV) zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche
der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, zur Messung des Deckschichtwiderstands,
insbesondere des Polarisationswiderstands der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht),
ausgebildet ist.
- 52. Anlage nach Aspekt 49 oder Aspekt 51,
wobei eine weitere Messvorrichtung (MV') zur Messung eines elektrischen Widerstands
an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, stromaufwärts
zu der Aktivierungsvorrichtung (AV) angeordnet ist;
insbesondere wobei die weitere Messvorrichtung (MV') zur Messung eines elektrischen
Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
zur Messung des Deckschichtwiderstands, insbesondere des Polarisationswiderstands
der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ausgebildet ist.
- 53. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ) eine Abkühlvorrichtung (AK)
angeordnet ist.
- 54. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ) eine Nachbearbeitungsvorrichtung
(NV) angeordnet ist;
insbesondere wobei die Nachbearbeitungsvorrichtung (NV) stromabwärts zu der Abkühlvorrichtung
(AK) angeordnet ist.
- 55. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei, insbesondere stromaufwärts zur Messvorrichtung (MV) und/oder zur weiteren Messvorrichtung
(MV'), außerdem eine Spektroskopievorrichtung (SV) angeordnet ist;
insbesondere wobei die Spektroskopievorrichtung (SV) zur Durchführung einer Messung
mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) ausgebildet ist; und/oder
insbesondere wobei die Spektroskopievorrichtung (SV) mindestens einen Laser und mindestens
einen Detektor, insbesondere ein Spektrometer, umfasst.
- 56. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei stromabwärts zur Aktivierungsvorrichtung (AV) eine Trocknungseinrichtung (TE),
insbesondere ein Ofen angeordnet ist.
- 57. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei stromaufwärts zur Aktivierungsvorrichtung (AV) eine Überprüfungsvorrichtung
(ÜV) angeordnet ist;
insbesondere wobei die Überprüfungsvorrichtung (ÜV) zur optischen und/oder mechanischen
und/oder induktiven und/oder elektrischen und/oder chemischen Überprüfung des verzinkten
Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, ausgebildet ist; und/oder
insbesondere wobei die Überprüfungsvorrichtung (ÜV) mindestens eine Einrichtung zur
optischen und/oder mechanischen und/oder induktiven und/oder elektrischen und/oder
chemischen Überprüfung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des
eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils,
umfasst.
- 58. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen und Einrichtungen in der nachfolgend
aufgeführten Reihenfolge umfasst:
(ÜV) gegebenenfalls mindestens eine Überprüfungsvorrichtung (ÜV); nachgeschaltet und/oder
im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(SV) gegebenenfalls eine Spektroskopievorrichtung (SV); nachgeschaltet und/oder im
Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(MV') gegebenenfalls eine weitere Messvorrichtung (MV'); nachgeschaltet und/oder im
Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(AV) mindestens eine Aktivierungsvorrichtung (AV), insbesondere wobei die Aktivierungsvorrichtung
(AV) mindestens eine Flussmitteleinrichtung (FE) und/oder Beizeinrichtung (BE) und
gegebenenfalls eine mechanische Aktivierungseinrichtung (MA) umfasst, insbesondere
wobei die Flussmitteleinrichtung (FE) stromabwärts zur Beizeinrichtung (BE) und die
Beizeinrichtung (BE) stromabwärts zur mechanische Aktivierungseinrichtung (MA) angeordnet
ist; nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(TE) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungseinrichtung (TE), insbesondere Ofen;
nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(SV) gegebenenfalls eine Spektroskopievorrichtung (SV); nachgeschaltet und/oder im
Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(MV) mindestens eine Messvorrichtung (MV); nachgeschaltet und/oder im Verfahrensablauf
stromabwärts hierzu angeordnet
(FZ) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ); nachgeschaltet und/oder im
Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(AK) gegebenenfalls mindestens eine Abkühlvorrichtung (AK); nachgeschaltet und/oder
im Verfahrensablauf stromabwärts hierzu angeordnet
(NV) gegebenenfalls mindestens eine Nachbearbeitungsvorrichtung (AV).
- 59. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Aspekte 1 bis 45.
- 60. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil (1), erhältlich
nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Aspekte und/oder erhältlich in
einer Anlage gemäß einem der vorangehenden Aspekte.
- 61. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil (1), insbesondere
feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt 60,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) dadurch erhältlich ist, dass
ein verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere ein eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisendes Eisen- oder Stahlbauteil, einer Aktivierungsbehandlung,
insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
vorzugsweise einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine
mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen worden ist derart
und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte
Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht
von höchstens 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen worden ist.
- 62. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt 61 oder Aspekt 62,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
(3) aufweist;
insbesondere wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) auf dem Grundmaterial
des Eisen- oder Stahlbauteils (2) eine mehrphasige und/oder mehrschichtige, insbesondere
mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht (3) aufweist; und/oder
insbesondere wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine zumindest
teilweise mehrphasige und/oder zumindest teilweise geschichtete Feuerverzinkungsschicht
(3) mit Zn/Al/Fe-Phasen aufweist; und/oder
insbesondere wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
(3) mit einem Aluminium-Konzentrationsgradienten aufweist; und/oder
insbesondere wobei die mehrphasige und/oder mehrschichtige, insbesondere mehrphasige,
(Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht (3) einen Aluminium-Konzentrationsgradienten aufweist.
- 63. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke von mindestens 30 µm, insbesondere mindestens 35 µm,
bevorzugt mindestens 40 µm, besonders bevorzugt mindestens 45 µm, aufweist; und/oder
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke von höchstens 500 µm, insbesondere höchstens 450 µm,
bevorzugt höchstens 400 µm, besonders bevorzugt höchstens 300 µm, aufweist; und/oder
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht
mit einer Gesamtschichtdicke im Bereich von 30 µm bis 500 µm, insbesondere im Bereich
von 35 µm bis 450 µm, bevorzugt im Bereich von 40 µm bis 400 µm, besonders bevorzugt
im Bereich von 45 µm bis 300 µm, aufweist.
- 64. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1) zumindest im Wesentlichen ohne
Beeinträchtigung der Korrosionsschutzleistung 90°-biegbar ausgebildet ist; und/oder
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1), insbesondere bei einer Grundmaterialdicke
des Eisen- oder Stahlbauteils von mindestens 2 mm und einer Gesamtschichtdicke der
(Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht von mindestens 30 µm, nach 90°-Biegung bei einer
Verweilzeit von mindestens 1.000 h, insbesondere mindestens 1.250 h, bevorzugt mindestens
1.500 h, besonders bevorzugt mindestens 1.750 h, ganz besonders bevorzugt mindestens
2.000 h, im Salzsprühnebeltest, insbesondere gemäß DIN EN ISO 9227, zumindest im Wesentlichen
keine Rotrostbildung, bevorzugt keine Rotrostbildung, aufweist.
- 65. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1), insbesondere bei einer Gesamtfeuerverzinkungsschicht
von mindestens 350 g/m2, bei einer Verweilzeit von mindestens 1.000 h, insbesondere mindestens 2.000 h, bevorzugt
mindestens 5.000 h, besonders bevorzugt mindestens 8.000 h, ganz besonders bevorzugt
mindestens 10.000 h, im Salzsprühnebeltest, insbesondere gemäß DIN EN ISO 9227, zumindest
im Wesentlichen keine Rotrostbildung, bevorzugt keine Rotrostbildung, aufweist.
- 66. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Aspekte,
jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Aspekte 1 bis 59.
- 67. Verwendung eines Feuerverzinkungsverfahrens zur Regeneration und/oder Wiederaufbereitung
und/oder Wiederverwendung eines verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende
Eisen- oder Stahlbauteil, vor der Feuerverzinkung einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere
einer mindestens eine chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung
umfassenden Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird derart und/oder mit der Maßgabe,
dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500
kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN ENISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, und
wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder
Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
- 68. Verwendung des elektrischen Widerstands an der Oberfläche einer Zinkschicht eines
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, zur Einstellung einer
Aktivierungsbehandlung, insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische Behandlung
umfassenden Aktivierungsbehandlung, vorzugsweise einer mindestens eine chemische und
gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung,
zur Vorbereitung des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht,
vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, auf
eine Feuerverzinkung,
insbesondere wobei die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgt.
- 69. Verwendung nach Aspekt 68,
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten
500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt; und/oder
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr
als 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
- 70. Verwendung des elektrischen Widerstands an der Oberfläche einer Zinkschicht eines
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere eines eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, zur Bestimmung des
Zustands und/oder der Güte der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht,
für die Regeneration und/oder Wiederaufbereitung und/oder Wiederverwendung des die
Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils
mittels nachfolgender Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).
- 71. Verwendung nach Aspekt 70,
wobei das verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil zur Vorbereitung auf die Feuerverzinkung
einer Aktivierungsbehandlung, insbesondere einer eine chemische und/oder mechanische
Behandlung umfassenden Aktivierungsbehandlung, vorzugsweise einer mindestens eine
chemische und gegebenenfalls (zusätzlich) eine mechanische Behandlung umfassenden
Aktivierungsbehandlung, unterzogen wird, wobei der elektrischen Widerstand an der
Oberfläche einer Zinkschicht zur Einstellung der Aktivierungsbehandlung verwendet
und/oder herangezogen wird;
insbesondere wobei die Art und/oder Dauer und/oder Intensität der Aktivierungsbehandlung
in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des
verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht, vorzugsweise
Feuerverzinkungsschicht, aufweisenden Eisen- oder Stahlbauteils, erfolgt.
- 72. Verwendung nach Aspekt 70 oder Aspekt 71,
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten
500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine
Flussmittelbehandlung erfolgt; und/oder
wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr
als 500 kΩ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels
potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest zunächst
eine Beizbehandlung und anschließend eine Flussmittelbehandlung erfolgt, insbesondere
wobei nach der Beizbehandlung und vor der Flussmittelbehandlung ein Spülvorgang erfolgt,
insbesondere durch Eintauchen in ein Wasserbad.
- 73. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekte,
jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Aspekte 1 bis 66.