Dienstag, 14. Januar 2014

Feuerverzinken von Schrauben und Muttern

Feuerverzinken erfolgt durch Tauchen in schmelzflüssigem Zink bei Temperaturen
von ca. 480°C (= thermische/ Niedrigtemperatur Feuerverzinkung) oder bei ca.
520°C (= Hochtemperatur-Feuerverzinkung). Dabei werden Schichtdicken nach
40μm bis etwa 100μm aufgetragen. In einem Schleuderverfahren gleich nach dem
Tauchen wird überschüssiges Zink entfernt.
In ISO 10684 (früher DIN 267-10) wurde der Hinweis aufgenommen, dass Schrauben ab
Festigkeitsklasse 10.9 und ab M 27 Durchmesser nicht hochtemperatur
verzinkt werden sollen. Hiermit flossen die Erkenntnisse aus der Studie der TU Darmstadt
über „Dehnungsinduzierte Spannungskorrosion in der Flüssigzinkphase bei der
Hochtemperaturverzinkung...“ in die Normung ein.
Der Korrosionsschutz ist aufgrund der erheblich größeren Schichtdicken im
Fertigungszustand wesentlich länger anhaltend als bei Teilen mit galvanischen
Zinküberzügen.
Die Kurzbezeichnung für Zinküberzüge durch Feuerverzinkung leitet sich aus dem
Verfahren ab = thermische Verzinkung = tZn.
Zinküberzüge durch Feuerverzinkung sind hellgrau bis mattgrau, das Aussehen ist
werkstoffbedingt und kein Qualitätsmerkmal des Korrosionsschutzes. Eine
Nachbehandlung wie Passivieren oder Chromatieren ist bei der Feuerverzinkung
nicht üblich, eine dadurch z. Bsp. bei Transport oder Lagerung auftretende
„Weißrostbildung“ ist zulässig.
Gemäß ISO 10684 beträgt die örtliche Mindestschichtdicke einheitlich für alle
Verbindungselemente min. 40μm, die mittlere Schichtdicke des Loses mindestens
50μm. Als Messstelle ist die Kopffläche oder die Kuppe am Gewindeende bei Bolzen
bzw. die Mitte der Schlüsselfläche bei Muttern zu verwenden.
Aus verfahrenstechnischen Gründen können Schichtdicken bei feuerverzinkten
Teilen je nach Art der Teile an verschiedenen Stellen deutlich größer als 40μm sein
(z. Bsp. an Schaft oder Kopf bis 100μm).
Die großen Schichtdicken erfordern für feuerverzinkte Gewindeteile besondere
Abmaße in den Gewindetoleranzen, dadurch ist eine Feuerverzinkung erst ab M8
(nach DIN 267-10 ab M6) durchführbar und ab M10 sinnvoll.
ISO 10684 lässt zwei Möglichkeiten zur Erscheinung der Schraubpassung nach dem
Feuerverzinken zu:
a)Gewindeuntermaß in das Bolzengewinde (Toleranz 6az vor Aufbringen des
Überzuges-Kennzeichen U) oder
b)
Gewindeaufmaß ins Muttergewinde (Toleranz 6AZ o
der 6AX-Kennzeichen Z oder X)

Die entsprechenden Bestellbezeichnungen sind zu
a) Sechskantschraube ISO 4014 - M12 x 80 - 8.8 U – tZn
b) Sechskantmutter ISO 4032 - M12– 8 Z - tZn
Für feuerverzinkte HV-Garnituren nach DIN EN 14399ff gilt zwingend Variante b). 
Ein Nachschneiden des Bolzengewindes nach dem Feuerverzinken ist nicht zulässig! 
Muttergewinde werden nicht feuerverzinkt, sondern nachträglich in den
feuerverzinkten Rohling geschnitten. Die durch die größeren Schichtdicken der
Feuerverzinkung erhöhte „Fernschutzwirkung“(kathodischer Fernschutz) des Zinkes
schützt das nicht verzinkte Muttergewinde bei der Verschraubung mit dem
feuerverzinkten Bolzen.
Bei den mit Untermaß vorgefertigten Bolzengewinde darf das Gewinde mit Überzug
durch Feuerverzinkung die Nulllinie h nicht überschreiten. Das feuerverzinkte
Bolzengewinde kann analog zu galvanischen Beschichtungen mit dem 6h-Gutlehrring geprüft
werden.
Bei Ausmaßen (Kopf, Schaft) kann durch die Zinkschicht ein geringeres Übermaß entstehen. 
Artikel mit Hohlräumen (z. Bsp.Innensechskantschrauben, Hutmuttern etc.) sind für
Feuerverzinkung nicht geeignet.
Trotz der bei feuerverzinkten Schraubverbindungen verminderten
Flankenüberdeckung und reduzierter Spannungsquerschnitte gelten nach ISO 10684
abweichend zu DIN 267 -10 die mechanischen Eigenschaften nach ISO 898-1 für
Schrauben und ISO 898-2 für Muttern.
Lediglich für die Abmessungen M8 und M10 werden reduzierte Mindestbruchkräfte und
Prüfkräfte vorgeschrieben. Bei der Montage feuerverzinkter Schrauben und Muttern
-insbesondere bei zusätzlicher Schmierung des Gewindes- ist mit veränderten Reibbeiwerten
und Anziehdrehmomenten zu rechnen, die durch Versuch zu ermitteln sind. 
Für feuerverzinkte HV-Verbindungen ist DIN 18800, EN 1993-1-8, EN 1090-2
(EUROCODE3) zu beachten.

DIN EN ISO 10684 „Verbindungselemente – Feuerverzinkung“, Ausgabedatum: 2011-09
regelt das Feuerverzinken von Schrauben (Abb. 1), Muttern und sinngemäß auch
von Unterlegscheiben.
Es handelt sich dabei um Verbindungsmittel, die unmittelbar nach dem Verlassen der
Zinkschmelze zentrifugiert (geschleudert) werden, um den Zinküberzug, vor allen Dingen
im Bereich der Gewinde, in einem passfähigen Zustand zu fertigen. Die mittlere Mindest-
schichtdicke des Zinküberzuges liegt unabhängig von der Gewindeabmessung bei 50 μm.
 Das Passvermögen der Verbindungsmittel wird im Regelfall dadurch sichergestellt, dass
komplette Garnituren, bestehend aus Schraube und Mutter gefertigt werden; hierbei kann
das Mutterngewinde mit Übermaß geschnitten werden. Der Anwendungsbereich der Norm legt
 Werkstoff, Verfahren, Maßanforderungen und einige Leistungsanforderungen für die Feuer-
verzinkung von Verbindungselementen aus Stahl mit Regelgewinde von M8 bis M64 und für die Festigkeitsklassen bis einschließlich 10.9 für Schrauben und 12 für Muttern fest. Weitere
 Anforderungen für die Herstellung und Feuerverzinkung von hochfesten Verbindungsmitteln,
 der Festigkeitsklassen 4.6, 5.6, 8.8 und 10.9 gehen aus der DSV-GAV-Richtlinie „Herstellung
feuerverzinkter Schrauben“ hervor.