Spulen aus verzinktem Stahl: Eigenschaften, Prozess, Standards und Spezifikationen

Bei Spulen aus verzinktem Stahl handelt es sich um Stahlbleche, die mit Zink beschichtet sind, um Korrosion zu verhindern und sie langlebig und langlebig zu machen. Beim Galvanisierungsprozess werden Stahlspulen in geschmolzenes Zink getaucht, wodurch eine robuste und gleichmäßige Beschichtung entsteht, die die strukturelle Festigkeit erhöht. Die beschichteten Spulen können direkt verwendet oder zu verschiedenen Produkten, einschließlich Formen und Strukturen, weiterverarbeitet werden und können für zusätzlichen Schutz und Ästhetik lackiert werden.

Art der Galvanisierung 

Feuerverzinkung

• Prozessbeschreibung

Bei der Feuerverzinkung werden Stahlrollen in geschmolzenes Zink getaucht. Durch diesen Prozess entsteht eine korrosionsbeständige Zinkschicht. Die Eintauchtemperatur liegt typischerweise bei etwa 460 °C. Nach der Entfernung des Zinks wird der Stahl einem Abschreckprozess unterzogen, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

• Vorteile und Einschränkungen
  

Die resultierende Schicht ist dick und bietet einen erheblichen Korrosionsschutz. Diese Methode ist für die Großserienproduktion kostengünstig. Dies kann jedoch zu einer rauen Oberflächenbeschaffenheit führen und die Größe des Tauchbeckens kann die Abmessungen behandelbarer Stahlprodukte einschränken.

Elektroverzinkung

• Prozessbeschreibung
  

Bei der Elektroverzinkung wird Zink durch einen elektrochemischen Prozess auf Stahl aufgetragen. Der Stahl wird durch eine Lösung aus Zinksulfat oder Zyanid geleitet und ein elektrischer Strom angelegt, um eine Zinkschicht auf der Stahloberfläche zu bilden. Diese Methode führt im Allgemeinen zu einer dünneren Zinkschicht.

• Vergleich mit Feuerverzinkung
  

Der Elektroverzinkungsprozess sorgt im Vergleich zur Feuerverzinkung für eine präziser kontrollierte, gleichmäßige Beschichtung. Die resultierende Schicht ist zwar dünner, aber glatter und eignet sich für Produkte, bei denen die Ästhetik wichtig ist. Es ist jedoch möglicherweise nicht so korrosionsbeständig wie eine dickere feuerverzinkte Beschichtung.

Spezifikationen für verzinkte Stahlspulen

Dicke

Die übliche Dicke reicht von 0.15 bis 3.4 Millimeter und ermöglicht den Einsatz in verschiedenen Branchen vom Bauwesen bis zur Automobilindustrie.

Breiten- und Größenoptionen

Die Breiten können variieren, wobei die Standardgrößen bei 600 Millimetern bis hin zu 1500 Millimetern beginnen. Um sicherzustellen, dass das Stahlcoil den spezifischen Projektanforderungen entspricht, sind häufig Zuschnittdienste verfügbar.

Stahlsorte

Stahlsorten wie CS (Commercial Steel), FS (Forming Steel), DDS (Deep Drawing Steel) und EDDS (Extra Deep Drawing Steel) geben die Duktilität und Festigkeit des Stahls an.

Oberflächenbearbeitung

Die Oberflächenbehandlung von verzinkten Stahlspulen ist ein wichtiger Aspekt des Produktionsprozesses, da sie die Korrosionsbeständigkeit und das Aussehen des Endprodukts sowie seine Eignung für die Lackierung oder Weiterverarbeitung verbessert. Hier sind einige gängige Oberflächenbehandlungen für verzinkte Stahlspulen:

1. Passivierung (Chromatbeschichtung): Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit wird auf die Oberfläche eine Passivierungsschicht aufgetragen, häufig eine Lösung auf Chromatbasis. Diese Schicht trägt dazu bei, die Bildung von Weißrost während der Lagerung und Handhabung zu verhindern. Aus Umweltschutzgründen werden auch chromatfreie Passivierungslösungen eingesetzt.

2. Ölen: Auf die Oberfläche wird eine dünne Ölschicht aufgetragen, um Rostbildung bei Lagerung und Transport zu verhindern. Das Öl bildet eine Barriere gegen Feuchtigkeit und Verunreinigungen.

3. Phosphatbehandlung: Dabei wird eine Phosphatchemikalie aufgetragen, um eine Schicht zu erzeugen, die die Lackhaftung verbessert und die Korrosionsbeständigkeit erhöht.

4. Anti-Fingerabdruck-Behandlung: Auf die Oberfläche wird eine Nanobeschichtung aufgebracht, um Fingerabdrücken und Flecken zu widerstehen. Dies ist besonders nützlich für Produkte, die während der Installation oder in Geräten verwendet werden.

Oberflächenfinish

Die Oberflächenbeschaffenheit verzinkter Stahlspulen kann deren Aussehen, Leistung und Eignung für bestimmte Anwendungen erheblich beeinflussen. Hier sind einige gängige Arten von Oberflächenveredelungen für verzinkte Stahlspulen:

1. Regelmäßiges Flitter: Die typische Oberfläche für feuerverzinkten Stahl, gekennzeichnet durch sichtbare kristalline Muster auf der Oberfläche, sogenannte Flitter. Diese entstehen durch den normalen Erstarrungsprozess der Zinkschicht.

2. Minimierter Flitter: Durch die Steuerung des Abkühlungsprozesses und die Verwendung spezieller Zinkbadzusammensetzungen kann die Paillettengröße minimiert werden, was zu einem gleichmäßigeren Erscheinungsbild führt. Dieses Finish wird häufig für Anwendungen verwendet, bei denen eine glattere Lackierung gewünscht wird.

3. Null-Flitter: Durch den Einsatz von Zinklegierungen und Kühltechniken ist es möglich, eine verzinkte Oberfläche mit sehr minimalen oder keinen sichtbaren Glitzereffekten zu erzeugen. Dies sorgt für eine gleichmäßige Oberfläche, die für Lackierarbeiten oder Anwendungen, die ein hochwertiges Erscheinungsbild erfordern, bevorzugt wird.

Beschichtungsdicke

Die Schichtdicke auf verzinkten Stahlcoils, bezogen auf die Zinkschicht, ist entscheidend für die Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Sie wird in Gramm pro Quadratmeter (g/m²) gemessen und variiert je nach Anwendung. Zu den gängigen Beschichtungsgewichten gehören G30, G60 und G90, was das Zinkgewicht pro Quadratfuß Stahloberfläche angibt.

ASTM-Standards: Die American Society for Testing and Materials (ASTM) stellt Standards für die Schichtdicke bereit. ASTM A653 legt beispielsweise die Mindestgewichte der Zinkbeschichtung für verschiedene Bezeichnungen fest, die von G30 (0.30 oz/ft² insgesamt auf beiden Seiten) bis G235 (2.35 oz/ft² insgesamt auf beiden Seiten) reichen, was unterschiedlichen durchschnittlichen Beschichtungsdicken entspricht.

EN-Normen: EN 10346 verwendet ein Beschichtungsbezeichnungssystem, um die minimale Gesamtbeschichtungsmasse auf beiden Seiten des Stahls anzugeben. Das Bezeichnungssystem erfolgt nach der Beschichtungsmasse in Gramm pro Quadratmeter (g/m²). Beispielsweise eine Beschichtungsbezeichnung von DX51D+Z275 gibt eine minimale Gesamtbeschichtungsmasse von 275 g/m² an

Bei der Bestellung von verzinkten Stahlspulen ist es wichtig, die gewünschte Beschichtungsdicke anzugeben, um sicherzustellen, dass das Produkt die erforderlichen Leistungskriterien für Korrosionsbeständigkeit erfüllt. Die tatsächliche Schichtdicke sollte den einschlägigen Normen bzw. Kundenvorgaben entsprechen und kann nach dem Verzinkungsprozess durch entsprechende Prüfmethoden überprüft werden.

Eigenschaften von verzinkten Stahlspulen

Coils aus verzinktem Stahl verfügen über eine Reihe von Eigenschaften, die durch den Verzinkungsprozess verbessert werden, bei dem der Stahl mit einer Zinkschicht überzogen wird, um ihn vor Korrosion zu schützen. Hier sind einige wichtige Eigenschaften von verzinkten Stahlspulen:

1. Korrosionsbeständigkeit: Der Hauptvorteil der Verzinkung von Stahlcoils ist die deutliche Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit. Die Zinkbeschichtung dient als Barriere, um zu verhindern, dass Umwelteinflüsse die Stahloberfläche erreichen. Darüber hinaus korrodiert Zink stärker als Stahl und bietet selbst bei Beschädigung der Beschichtung einen Opferschutz.

2. Formbarkeit: Trotz der zusätzlichen Zinkschicht können verzinkte Stahlspulen immer noch geschnitten, gebogen und in verschiedene Formen gebracht werden, ohne ihre Schutzeigenschaften zu verlieren, wodurch sie für ein breites Anwendungsspektrum geeignet sind.

3. Schweißbarkeit: Verzinkter Stahl kann geschweißt werden, allerdings müssen möglicherweise Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um das Einatmen von Zinkdämpfen zu vermeiden und die Unversehrtheit der Zinkbeschichtung um den geschweißten Bereich herum sicherzustellen.

4. Mechanische Eigenschaften: Die mechanischen Eigenschaften von Stahl wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung werden durch den Verzinkungsprozess im Allgemeinen nicht beeinflusst. Allerdings erhöht sich die Gesamtdicke des Materials durch die Zugabe der Zinkbeschichtung geringfügig.

5. Temperaturbeständigkeit: Verzinkter Stahl kann hohen Temperaturen bis zu einem bestimmten Punkt standhalten, bevor sich die Zinkschicht zu zersetzen beginnt. Die Leistung von verzinktem Stahl bei hohen Temperaturen hängt von den spezifischen Bedingungen und der Dauer der Einwirkung ab. Im Allgemeinen wird davon abgeraten, verzinkte Beschichtungen dauerhaft Temperaturen über 200 °C (392 °F) auszusetzen, da dies zum Abblättern und einer verringerten Korrosionsbeständigkeit führen kann.

Produktionsprozess von verzinkten Stahlspulen

1 Abwickeln und Schweißen

Wickeln Sie die Stahlspule ab, um das für den kontinuierlichen Betrieb erforderliche Stahlband bereitzustellen, und schweißen Sie das Ende des vorderen Bandes und den Kopf des hinteren Bandes, um die kontinuierliche Produktion der Einheit sicherzustellen.

2 Entfetten und Reinigen

Im Reinigungsabschnitt wird die Oberfläche des Bandes gereinigt, um Walzöl und Eisenpulver zu entfernen und eine gute Beschichtungshaftung und Oberflächenqualität zu erzielen. Im Allgemeinen umfasst es Sprühen, Bürsten, elektrolytische Reinigung, Bürsten, Sprühen, Auspressen und Heißlufttrocknung. Bei solchen Geräten ist der Reinigungsabschnitt für die Feuerverzinkung wichtiger und ein wichtiger Schritt zur Erzielung einer guten Bandoberflächenqualität.

3 Glühen

Das gehärtete Band wird einem Rekristallisationsglühen unterzogen, um gute mechanische Eigenschaften des Produkts zu erhalten. Durch die Kontrolle der Atmosphäre im Ofen werden gute Bandbeschichtungseigenschaften erzielt. Der Glühofen besteht im Allgemeinen aus Vorheizen, Erhitzen, Einweichen, Abkühlen usw. und besteht aus Segmenten.

4 Luftmesser-Zinkschichtkontrolle

Die Dicke der Beschichtung auf der Bandoberfläche wird durch Aufblasen von Gas, üblicherweise Luft oder reinem Stickstoff, auf die Bandoberfläche nach dem Verlassen des Zinkkessels gesteuert.

5 Legierungsbehandlung

Bei der Legierungsbehandlung handelt es sich um einen Prozess, bei dem das verzinkte Band erhitzt wird, um eine Zink-Eisen-Legierungsbeschichtung zu erhalten.

6 Nivellieren und Richten

Rollen Sie das Band mit einer geringen Walzkraft, um die Streckgrenze von kohlenstoffarmem Stahl zu beseitigen, die Leistung des Bandes zu verbessern, die gewünschte Oberflächenrauheit des Bandes zu erhalten, die Bandform zu verbessern und eine gute Ebenheit zu erzielen usw. Nach dem Nivellieren dort ist Spannungsausgleich. Beim Spannungsnivellieren wird der Streifen gedehnt und begradigt. Das Wichtigste ist, eine gute Plattenform zu erhalten.

7 Nachbearbeitung

Der Bandstahl wird passiviert oder einer anderen chemischen Oberflächenbehandlung unterzogen, um die vom Anwender gewünschte Korrosionsbeständigkeit, Schmierung oder andere Anforderungen zu erhalten. Im Allgemeinen werden Sprühquetschen oder Walzenbeschichten und Trocknen verwendet.

8 Trimmen

Schneiden Sie den Streifen nach Bedarf zu, um die richtige Breitengenauigkeit zu erreichen.

9 Ölen

Beschichten Sie den Streifen mit Öl, um bestimmte Rostschutz- und Schmiereigenschaften zu erhalten.

Anwendungen von verzinkten Stahlspulen

Spulen aus verzinktem Stahl weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit auf und eignen sich daher für ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen.

Baugewerbe

• Dacheindeckung und Wandverkleidung: Diese Spulen werden häufig zur Herstellung von Komponenten verwendet, die rauem Wetter standhalten, wie z. B. Dächer und Außenwände, da sie Umwelteinflüssen standhalten können.

• Strukurelle Komponenten: Sie sind ein wesentlicher Bestandteil beim Bau von Fachwerken und Stützkonstruktionen, da ihre Festigkeit und Widerstandsfähigkeit zur Langlebigkeit von Gebäuden beitragen.

Automobilindustrie

• Körperteile und Rahmen: Die Robustheit von verzinktem Stahl macht ihn zur bevorzugten Wahl für die Herstellung widerstandsfähiger und rostbeständiger Autorahmen und Karosserieteile.
• Verbesserungen bei Sicherheit und Haltbarkeit: Die Eigenschaften des Materials verbessern die Sicherheitsmerkmale und die allgemeine strukturelle Integrität des Fahrzeugs erheblich.

Weitere Branchen

• Haushaltsgeräte: Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit sind für Geräte von entscheidender Bedeutung; Daher wird verzinkter Stahl in Produkten wie Kühlschränken, Waschmaschinen und Mikrowellen verwendet.
• Landwirtschaftliche Geräte: Landwirtschaftliche Werkzeuge und Maschinen profitieren von der Schutzbeschichtung aus verzinktem Stahl, die sicherstellt, dass sie über lange Zeiträume einsatzbereit bleiben, unabhängig von der Einwirkung potenziell korrosiver Substanzen.

Normen

Spulen aus verzinktem Stahl entsprechen internationalen Standards, um Qualität, Haltbarkeit und Eignung für bestimmte Anwendungen zu gewährleisten und Aspekte wie Beschichtungsgewicht, Abmessungen und Festigkeit abzudecken. Diese Standards sind für die Aufrechterhaltung der Konsistenz und Zuverlässigkeit für Hersteller, Lieferanten und Verbraucher von wesentlicher Bedeutung.

ASTM A653 / A653M: Diese Spezifikation gilt für verzinkte (verzinkte) oder mit einer Zink-Eisen-Legierung beschichtete (galvannealed) Stahlbleche im Schmelztauchverfahren in Rollen und Zuschnitten.

ASTM A924 / A924M: Es beschreibt die allgemeinen Anforderungen an metallisch beschichtete Stahlbleche, die in Form von Rollen oder Zuschnitten verkauft werden und für den Einsatz in strukturellen oder nicht-strukturellen Anwendungen vorgesehen sind.

EN 10346: Diese Norm legt die Anforderungen an kontinuierlich schmelztauchveredelte Stahlflachprodukte fest. Es wird zur Kaltumformung und für Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Festigkeit, genaue Maßtoleranzen und festgelegte Mindeststreckgrenzen erforderlich sind.

EN 10326: Diese Europäische Norm legt Anforderungen an kontinuierlich schmelztauchbeschichtete Stahlbleche mit struktureller Qualität in den Sorten und Qualitäten fest, die in den Tabellen zur chemischen Zusammensetzung und den Tabellen zu den mechanischen Eigenschaften in den Lieferbedingungen angegeben sind.

AS 1397: Diese Norm legt die Anforderungen an kontinuierlich feuerbeschichtete metallische Stahlbleche und -bänder fest

JIS G 3302: Diese Norm legt die Anforderungen an feuerverzinkte Stahlbleche und -bänder fest

Schlussfolgerung

Spulen aus verzinktem Stahl sind aufgrund ihrer Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Branchen von entscheidender Bedeutung, insbesondere im Bauwesen, in der Automobil- und Geräteherstellung. Es wird erwartet, dass diese Materialien aufgrund ihrer Recyclingfähigkeit und energieeffizienten Produktionsmethoden eine entscheidende Rolle bei den Bemühungen um eine nachhaltige Entwicklung spielen werden. Kontinuierliche technologische Fortschritte in der Galvanisierung verbessern die Qualität und Effizienz dieser Spulen und stellen ihren fortgesetzten Einsatz in zahlreichen Anwendungen sicher.