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Verzinkter Stahl: Verzinkungsarten, Oberflächenbehandlung, Verwendung
- John
Verzinkter Stahl – ein Material, das für seine Festigkeit, Haltbarkeit und hervorragende Witterungsbeständigkeit bekannt ist. Ob im Bauwesen, in der Automobilindustrie oder in der Energiebranche – verzinkter Stahl ist in vielen Branchen unverzichtbar.
In diesem Artikel werden wir die Verzinkungsmethoden, Verarbeitungstechniken und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von verzinktem Stahl für unterschiedliche Anforderungen untersuchen. Tauchen Sie mit uns in die Welt des verzinkten Stahls ein!
Was ist verzinkter Stahl?
Verzinkter Stahl aus Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl mit 99%-Stahl und 1%-Zink ist korrosionsbeständig und silbergrau. Er wird hauptsächlich durch Feuerverzinkung hergestellt und seine Zink-Eisen-Beschichtung schützt vor Feuchtigkeit und Temperaturschäden. Er ist robust, langlebig und formbar und wird häufig in der Bau-, Automobil-, Landwirtschafts- und Solarindustrie verwendet. Durch die galvanische Verzinkung erhält man dünnere Beschichtungen und er ist in Form von Blechen, Rohren und Strukturkomponenten für verschiedene Anwendungen erhältlich.
Was ist das Besondere an verzinktem Stahl?
Verzinkter Stahl verfügt über eine schützende Zinkbeschichtung, die für hervorragende Korrosionsbeständigkeit sorgt, ihn langlebig und ideal für den Außenbereich oder raue Umgebungen macht.
Was ist der Unterschied zwischen Stahl und verzinktem Stahl?
Stahl dient als Grundmetall, während verzinkter Stahl Stahl ist, der mit Zink beschichtet ist, um seine Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Was ist stabiler: Edelstahl oder verzinkter Stahl?
Edelstahl ist im Allgemeinen fester und bietet eine höhere Korrosionsbeständigkeit als verzinkter Stahl, insbesondere unter rauen Bedingungen.
Geschichte des verzinkten Stahls
- 17. Jahrhundert: Das älteste verzinkte Eisen wurde auf einer indischen Rüstung aus dem 17. Jahrhundert im Royal Armouries Museum in Großbritannien gefunden.
- 1837: Stanislas Sorel lässt das Verfahren der Feuerverzinkung patentieren.
- 1850er Jahre: Verzinkter Stahl wird in Europa kommerziell erhältlich.
- Frühes 20. Jahrhundert: Wird häufig im Bauwesen und in der Landwirtschaft verwendet.
- 1970er Jahre: Für dünnere Beschichtungen wurde die galvanische Verzinkung eingeführt.
- Gegenwärtig: Verzinkter Stahl wird aufgrund seiner Haltbarkeit und Kosteneffizienz weltweit häufig verwendet.
Arten von verzinktem Stahl
In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Arten von verzinktem Stahl hervorgehoben, jede mit eigenen Verfahren, Vorteilen und Lösungen für unterschiedliche Branchenanforderungen.
Pulverbeschichteter verzinkter Stahl
- Prozess: Nach der Verzinkung wird Stahl elektrostatisch mit einem trockenen Pulver beschichtet und anschließend durch Hitze ausgehärtet, um eine feste Schicht zu bilden.
- Vorteile: Verbesserte Korrosionsbeständigkeit und anpassbare Farben.
Für die Haftung ist eine ordnungsgemäße Oberflächenvorbereitung erforderlich. Wir sorgen für eine gründliche Vorbehandlung, um eine optimale Haftung und Langlebigkeit der Beschichtung zu gewährleisten.
Feuerverzinkter Stahl
- Prozess: Stahl wird in geschmolzenes Zink getaucht, wodurch eine dicke Zinkschicht entsteht, die sich mit dem Grundmetall verbindet.
- Vorteile: Hervorragender Korrosionsschutz ohne nennenswerte Festigkeitsminderung, außer bei hochfesten Stählen mit Gefahr der Wasserstoffversprödung.
Mögliche Wasserstoffversprödung in hochfestem Stahl. Wir steuern den Prozess sorgfältig, um Risiken zu minimieren, insbesondere bei hochfesten Materialien.
Lackierter verzinkter Stahl
- Prozess: Verzinkter Stahl wird grundiert und dann mit Farbe überzogen, entweder zum zusätzlichen Schutz oder aus ästhetischen Gründen.
- Vorteile: Zusätzliche Korrosionsbeständigkeit und die Fähigkeit, ästhetische Anforderungen zu erfüllen.
Aufgrund möglicher Abnutzung der Farbe ist im Laufe der Zeit eine Wartung erforderlich. Wir verwenden Premium-Farben und modernste Methoden, um langlebige Oberflächen zu gewährleisten.
Galvannealed-Stahl
- Prozess: Nach dem Feuerverzinken wird der Stahl erhitzt, damit sich das Zink vollständig mit dem Eisen legieren kann und eine Zink-Eisen-Schicht entsteht.
- Vorteile: Bessere Lackhaftung und Schweißbarkeit im Vergleich zu normalem verzinktem Stahl.
Geringere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu feuerverzinktem Stahl. Wir bieten maßgeschneiderte Beschichtungen und Behandlungen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit für bestimmte Anwendungen.
Kann verzinkter Stahl rosten?
Verzinkter Stahl rostet irgendwann, aber die Zinkbeschichtung verlangsamt den Prozess erheblich, indem sie einen Opferschutz bietet.
Formen aus verzinktem Stahl
Die vielfältigen Formen von verzinktem Stahl ermöglichen seinen breiten Einsatz in verschiedenen Branchen und erfüllen verschiedene strukturelle und funktionale Anforderungen.
Verzinkte Bleche und Platten
- Flache Bleche: Dünne, flache Stücke aus verzinktem Stahl, die oft für Dächer, Verkleidungen und Rohrleitungen verwendet werden.
- Platten: Dickere Platten, ideal für Hochleistungsanwendungen wie Brücken, Schiffsbau und große Bauprojekte.
Verzinkte Spulen
- Verzinkte Stahlspulen: Endlosrollen aus Stahl, die häufig für Fahrzeugverkleidungen, Haushaltsgeräte und Industriemaschinen verwendet werden. Rollen ermöglichen ein einfaches Schneiden und Formen während der Herstellung.
Verzinkte Rohre und Schläuche
- Rundrohre: Runde Rohre, die in Rohrleitungen, Bewässerungssystemen und Strukturrahmen verwendet werden.
- Quadratische/rechteckige Rohre: Im Bauwesen häufig für Metallrahmen, Zäune und Stützstrukturen verwendet.
- Leitungsrohre: Speziell für den Schutz elektrischer Leitungen im Bau- und Industriebereich konzipiert.
Verzinkte Stangen und Stäbe
- Runde Stäbe: Zylindrische Stäbe, die im Baugewerbe, im Zaunbau und in der Landtechnik verwendet werden.
- Quadratische Stäbe: Quadratprofilstäbe werden häufig in Zierkonstruktionen, Toren und in der Metallverarbeitung verwendet.
Verzinkte Strukturprofile
- I-Träger: Große, I-förmige Stahlträger, die in großen Bauprojekten wie Brücken, Gebäuden und Industrieanlagen verwendet werden.
- H-Träger: Vergleichbar mit I-Trägern, jedoch mit breiteren Flanschen, wird in robusten Strukturrahmen verwendet.
- Kanäle (C-förmig): C-förmige Träger, die häufig im Bauwesen, als Metallrahmen und für Fahrzeugteile verwendet werden.
- Winkel (L-Form): L-förmige Profile zur Verstärkung von Strukturen, zum Einrahmen und zur Verstrebung in Gebäuden, Brücken und Industrieanlagen.
Verzinkter Draht und Maschendraht
- Verzinkter Stahldraht: Dünne Stahlstränge, die häufig für Zäune, Kabel und als Stütze für Weinbergspaliere verwendet werden.
- Drahtgeflecht: Hergestellt aus verflochtenem verzinktem Draht, wird oft für Zäune, Sichtschutz und als Betonverstärkung verwendet.
Verzinkte Profile und Sonderprofile
- U-Profile: U-förmige Profile, die im Bauwesen für Rahmen- und Kanalsysteme verwendet werden.
- Z-Profile: Z-förmiger Stahl wird für Verkleidungen, Dächer und Strukturstützen verwendet.
- Benutzerdefinierte Profile: Maßgeschneiderte Formen für spezifische industrielle oder architektonische Anforderungen.
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Eigenschaften von verzinktem Stahl
Verzinkter Stahl bietet eine Reihe langlebiger und vielseitiger Eigenschaften, darunter Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Kosteneffizienz. Diese wichtigen Eigenschaften machen ihn zu einer zuverlässigen Wahl in verschiedenen Branchen.
Korrosionsbeständigkeit
Verzinkter Stahl bietet Opferanodenschutz, wobei Zink das darunterliegende Metall schützt, selbst wenn es beschädigt ist. Die vollständige Abdeckung, einschließlich schwer erreichbarer Bereiche, gewährleistet eine überragende Korrosionsbeständigkeit.
Abriebfestigkeit und Haltbarkeit
Die Zinkbeschichtung sorgt für hervorragende Verschleißfestigkeit und lange Haltbarkeit und ist für anspruchsvolle Umgebungen geeignet.
Formbarkeit und Festigkeit
Verzinkter Stahl behält die Festigkeit seines Grundmaterials und bietet gute Tiefzieheigenschaften, insbesondere bei dünneren Zinkschichten.
Oberflächenqualität und Aussehen
Es verfügt über ein ausgezeichnetes Oberflächenbild, das mit Polymer- oder Keramikbeschichtungen für eine bessere Ästhetik und Korrosionsbeständigkeit veredelt wurde.
Schweißbarkeit und Lackierbarkeit
Das Material ist gut schweißbar und umweltfreundliche, chromfreie Passivierungsverfahren verbessern die Lackhaftung.
Recyclingfähigkeit und Wirtschaftlichkeit
Verzinkter Stahl ist vollständig recycelbar und wirtschaftlich und ermöglicht eine langfristige Nutzung zu angemessenen Kosten.
Schnelle Verarbeitung und einfache Inspektion
Der Verzinkungsprozess ist schnell und Beschichtungen können leicht visuell oder mit einfachen Tests überprüft werden.
Was sind die Nachteile von verzinktem Stahl?
Unter extremen Bedingungen oder bei beschädigter Zinkbeschichtung kann es rosten und bei Anwendungen mit hohen Temperaturen an Festigkeit verlieren.
Chemische Eigenschaften von verzinktem Stahl
Die wichtigste Eigenschaft von verzinktem Stahl ist die Zinkbeschichtung, die als Opferanode Korrosion verhindert. Die Zink-Eisen-Schicht bietet langanhaltenden Schutz. Der Hauptunterschied zum Grundmaterial ist die Zinkschicht, die die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht.
Tabelle der allgemeinen chemischen Zusammensetzung von verzinktem Stahl (% nach Gewicht)
| Element | Prozentsatz (%) (metrisch) | Prozentsatz (%) (Imperial) |
| Kohlenstoff (C) | 0.05 | 0.05 |
| Mangan (Mn) | 0.2 | 0.2 |
| Phosphor (P) | 0.04 | 0.04 |
| Schwefel (S) | 0.05 | 0.05 |
| Zink (Zn) | 99 | 99 |
| Eisen (Fe) | Bilanz | Bilanz |
Tabelle der allgemeinen chemischen Eigenschaften von verzinktem Stahl
| Eigentum | Beschreibung |
| Reaktivität | Niedrig |
| Toxizität | Ungiftig |
| Entflammbarkeit | Nicht entflammbar |
| Korrosionsbeständigkeit | Hoch |
Physikalische Eigenschaften von verzinktem Stahl
Die wichtigste physikalische Eigenschaft von verzinktem Stahl ist seine verbesserte Haltbarkeit durch die Zinkbeschichtung, die seine strukturelle Festigkeit erhöht und gleichzeitig seine Formbarkeit beibehält. Diese Kombination macht verzinkten Stahl für verschiedene anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Branchen geeignet.
Tabelle der allgemeinen physikalischen Eigenschaften von verzinktem Stahl
| Eigentum | Metrische Einheit | Kaiserliche Einheit |
| Dichte | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1200°C | 2192°F |
| Siedepunkt | ~2500°C | ~2350°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 110 W/m²K | 63,5 BTU·ft/h·°F |
| Elektrische Leitfähigkeit | 1,4 x 10⁷ S/m | 8,14 x 10⁶ S/m |
| Spezifische Wärmekapazität | 490 J/kg-K | 0,117 BTU/lb-°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 12 µm/m·K | 6,7 µin/in-°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 7,1 x 10⁻⁸ Ω·m | 4,28 x 10⁻⁶ Ω·Zoll |
Mechanische Eigenschaften von verzinktem Stahl
Die wichtigste mechanische Eigenschaft von verzinktem Stahl ist seine verbesserte Zugfestigkeit und Haltbarkeit, die ohne Einbußen bei der Formbarkeit erreicht wird. Diese Kombination aus Festigkeit und Flexibilität macht ihn perfekt für strukturelle Anwendungen, bei denen Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind.
Tabelle der allgemeinen mechanischen Eigenschaften von verzinktem Stahl
| Eigentum | Metrische Einheit | Kaiserliche Einheit |
| Zugfestigkeit | 380-550 MPa | 55-80 ksi |
| Streckgrenze | 220-500 MPa | 32-73 ksi |
| Brinell-Härte | 120-180 HB | 120-180 HB |
| Rockwell-Härte | 70-85 HRB | 70-85 HRB |
| Vickers-Härte | 120-170 HV | 120-170 HV |
| Dehnung | 15-25% | 15-25% |
| Elastischer Modul | 200 GPa | 29.000 ksi |
| Poissonzahl | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
Beliebte Sorten von verzinktem Stahl
Hier ist eine Liste gängiger verzinkter Stahlsorten, die jeweils für bestimmte Anwendungen und Leistungsanforderungen entwickelt wurden:
| Klasse | Beschreibung |
| DX51D + Z | Verzinkter Stahl für die Kaltverformung, häufig verwendet in der Automobil- und Bauindustrie. |
| DX52D + Z | Ähnlich wie DX51D, aber mit verbesserter Formbarkeit für komplexere Formen. |
| DC51D + Z | Verzinkter Stahl auf kaltgewalzter Basis, hauptsächlich verwendet in der Haushaltsgeräte- und Leichtindustrie. |
| S350GD + Z | Baustahl mit einer Mindeststreckgrenze von 350 MPa, geeignet für tragende Konstruktionen. |
| G550 (ASTM A653 Klasse 80) | Feuerverzinkter Baustahl mit einer Mindeststreckgrenze von 550 MPa, der häufig im Leichtstahlbau verwendet wird. |
| SGHC, SGH400, SGCC (JIS-Standard) | Verzinkter Stahl nach japanischen Industriestandards, der in verschiedenen industriellen Anwendungen verwendet wird. |
| S220GD, S250GD, S320GD (DIN EN-Norm) | Diese Güteklassen entsprechen unterschiedlichen Streckgrenzen, die üblicherweise im Bauwesen und in der Fertigung verwendet werden. |
Prozessschritte beim Verzinken von Stahl
- Oberflächenreinigung: Entfernt Schmutz, Fett und Verunreinigungen.
- Beizen: Taucht Stahl in Säure, um Rost und Zunder zu entfernen.
- Spülung: Reinigt Säurerückstände.
- Flussmittel: Trägt eine schützende Flussmittelschicht auf.
- Trocknen: Entfernt Feuchtigkeit vor dem Eintauchen in Zink.
- Feuerverzinken: Taucht Stahl zum Beschichten in geschmolzenes Zink.
- Kühlung: Kühlt ab, um die Zinkschicht zu verfestigen.
- Inspektion: Gewährleistet die Qualität und Gleichmäßigkeit der Beschichtung.
Verarbeitung von verzinktem Stahl
Vorbehandlungsprozesse
- Schweißen
- Prozess: Zum Verbinden verzinkter Stahlkomponenten werden verschiedene Methoden wie Rollschweißen, Rollnahtschweißen und herkömmliche Schweißtechniken eingesetzt.
- Technische Vorteile: Gewährleistet die strukturelle Integrität und behält gleichzeitig den Korrosionsschutz der Zinkbeschichtung bei. Rollnahtschweißen ist ideal für durchgehende Verbindungen in längeren Stahlabschnitten.
- Nachbehandlung nach dem Schweißen: Dies kann eine Wärmebehandlung oder Passivierung umfassen, um die Korrosionsbeständigkeit der Schweißbereiche zu verbessern.
- Beizen
- Prozess: Stahl wird vor der Verzinkung in eine Säurelösung getaucht, um Verunreinigungen, Rost und Zunder zu entfernen.
- Technische Vorteile: Sorgt für eine saubere Oberfläche, damit die Zinkbeschichtung besser haftet und eine gleichmäßige Schutzschicht gewährleistet wird.
- Verzinkungsmethoden
- Feuerverzinken: Taucht Stahl in geschmolzenes Zink und sorgt so für eine dicke, haltbare Korrosionsschutzschicht.
- Galvanik: Trägt mithilfe von elektrischem Strom eine dünnere, gleichmäßigere Zinkschicht auf, geeignet für kleinere Teile und Präzisionskomponenten.
- Galvannealed-Stahl: Kombiniert Feuerverzinkung mit anschließendem Glühen zur Erzeugung einer Zink-Eisen-Legierung, die die Schweißbarkeit und Lackhaftung verbessert.
- Thermische Diffusion: Durch Hitzeeinwirkung diffundiert Zink in die Stahloberfläche, wodurch eine Zink-Eisen-Legierung für höhere Verschleißfestigkeit entsteht.
- Andere Methoden: Dazu gehören Spritzverzinkung, mechanische Verzinkung und Vakuumverzinkung, jeweils zugeschnitten auf spezielle Anwendungen wie Reparaturen oder spezielle Umgebungen (z. B. die Luft- und Raumfahrt).
- Bildung von
- Prozess: Um verzinktem Stahl die gewünschten Strukturen zu verleihen, werden Kaltumformungstechniken wie Walzen und Biegen eingesetzt.
- Technische Vorteile: Erhält die Integrität der Zinkbeschichtung und ermöglicht gleichzeitig komplexe Formen für Bau- und Automobilanwendungen.
- Kühlung und Passivierung
- Prozess: Nach dem Verzinken wird der Stahl abgekühlt und eine Passivierungsschicht aufgetragen, um die Oberfläche während der Lagerung vor Oxidation zu schützen.
- Technische Vorteile: Erhöht die Korrosionsbeständigkeit und gewährleistet die langfristige Haltbarkeit der Zinkschicht.
Nachbehandlungsprozesse
- Oberflächenbehandlung
- Malerei: Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und bietet anpassbare Farben für den Außenbereich.
- Pulverbeschichtung: Verleiht ein haltbares, glattes Finish mit hervorragender Wetterbeständigkeit.
- Polymerbeschichtung: Bietet zusätzlichen Korrosionsschutz, ideal für industrielle Umgebungen.
- Keramik Schutz: Verbessert die Hitze- und Verschleißbeständigkeit, wird unter Hochleistungsbedingungen verwendet.
- Chromatfreie Passivierung: Umweltfreundliche Behandlung für verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Lackhaftung.
- Galvanik: Dünne, gleichmäßige Metallbeschichtung für kleine, komplizierte Teile.
- Galvanische Beschichtung: Elektrochemische Anwendung zum Opferkorrosionsschutz.
- Stanzen, Lochen und Biegen
- Prozess: Um aus verzinktem Stahl präzise Bauteile herzustellen, werden mechanische Formgebungsverfahren wie Prägen, Abkanten und Stanzen eingesetzt.
- Technische Vorteile: Ermöglicht die Erstellung komplizierter Designs und Perforationen, während der Schutz der Zinkbeschichtung erhalten bleibt.
- Nachbehandlungen
- Glühen: Diese Wärmebehandlung verbessert die mechanischen Eigenschaften und reduziert innere Spannungen.
- Technische Vorteile: Erhöht die Formbarkeit, Duktilität und reduziert innere Spannungen, wodurch die Handhabung und Weiterverarbeitung erleichtert wird.
- Schneiden
- Prozess: Umfasst Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden und Plasmaschneiden, zugeschnitten auf verschiedene Dicken und Anwendungen.
- Technische Vorteile: Ermöglicht präzises Schneiden ohne Beschädigung der Zinkbeschichtung, entscheidend für Anwendungen, die saubere Kanten und minimale Wärmebelastung erfordern.
Anwendungen von verzinktem Stahl
| Industrie | Anmeldung |
| Bauwesen | Dacheindeckung, Verkleidung, Strukturkomponenten, Rahmen und Rohrleitungen. |
| Automobilindustrie | Karosserieteile, Fahrgestellteile, Auspuffanlagen und Strukturverstärkungen. |
| Landwirtschaft | Zäune, Bewässerungssysteme, Silos und landwirtschaftliche Geräte. |
| Herstellung | Haushaltsgeräte, HLK-Systeme, Metallmöbel und Lagerbehälter. |
| Energie & Solar | Halterungen für Solarmodule, Stromübertragungstürme, Windturbinen. |
| Transport | Gleise, Brücken und Schutzbarrieren. |
| Haushaltsgeräte | Waschmaschinen, Kühlschränke, Öfen und andere Haushaltsgeräte. |
| Marine | Korrosionsbeständigkeit im Schiffsbau, in Docks und Offshore-Strukturen. |
| Elektrisch | Kabeltrassen, Leitungsrohre und elektrische Gehäuse. |
Professionelle und zuverlässige Hersteller von verzinktem Stahl
Unter SteelPRO-Gruppebieten wir weitere Aufbereitungsmöglichkeiten an:
- Aufwickeln und Scheren: Maßgeschneiderte Größen für die Blech- und Spulenproduktion.
- Rollformen, Stanzen, Prägen: Präzise Profile, Komponenten und Platten.
- Abkanten, Tiefziehen: Formen komplexer Formen für Teile wie Behälter und Gehäuse.
- Laser-, Wasserstrahl- und EDM-Schneiden: Präzisionsschneiden für komplizierte Designs ohne Beschädigung der Zinkbeschichtung.
Zusätzlich zu diesen Dienstleistungen bieten wir verzinktes Stahlrohr, verzinkter Stahldraht, verzinktes Stahlblech, Spule aus verzinktem Stahl, und verzinkter Stahl PPGI, bietet langlebige Lösungen, die verschiedene Projektanforderungen erfüllen. Diese Produkte bieten Korrosionsbeständigkeit und ein vielseitiges Anwendungsspektrum, das auf anspruchsvolle Umgebungen zugeschnitten ist.
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