EP4676679A1 - Verfahren zur feuerverzinkung von bauteilen - Google Patents

Verfahren zur feuerverzinkung von bauteilen

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EP4676679A1
EP4676679A1 EP24708428.8A EP24708428A EP4676679A1 EP 4676679 A1 EP4676679 A1 EP 4676679A1 EP 24708428 A EP24708428 A EP 24708428A EP 4676679 A1 EP4676679 A1 EP 4676679A1
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EP
European Patent Office
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hot
zinc
dip galvanizing
layer
steel component
Prior art date
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Application number
EP24708428.8A
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English (en)
French (fr)
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Thomas PINGER
Lars Baumgürtel
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Fontaine Holdings NV
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Fontaine Holdings NV
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Publication date
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Application filed by Fontaine Holdings NV filed Critical Fontaine Holdings NV
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    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
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    • C23C28/028Including graded layers in composition or in physical properties, e.g. density, porosity, grain size
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    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of galvanizing iron-based or iron-containing components, in particular steel-based or steel-containing components (steel components), preferably for the automotive or motor vehicle industry, the construction industry, the field of general mechanical engineering, the electrical industry and other technical fields of application, by means of hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
  • steel-based or steel-containing components steel components
  • hot-dip galvanizing hot-dip galvanizing
  • the present invention relates to the technical field of recycling or reuse or processing of already used components, in particular of already used galvanized components, preferably of already used galvanized iron or steel components.
  • the present invention relates to a method and a plant for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, and furthermore to the products obtainable by the method according to the invention or in the plant according to the invention (i.e. hot-dip galvanized iron or steel components) and the corresponding uses.
  • hot-dip galvanizing hot-dip galvanizing
  • hot-dip galvanizing also known synonymously as hot-dip galvanizing
  • spray galvanizing flame spraying with zinc wire
  • diffusion galvanizing Schoard galvanizing
  • electrolytic galvanizing non-electrolytic galvanizing using zinc flake coatings and mechanical galvanizing.
  • hot-dip galvanizing The most important method for protecting steel from corrosion using metallic zinc coatings is hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
  • Steel is dipped continuously (e.g. strip and wire) or piece by piece (e.g. components) into a heated tank filled with liquid zinc at temperatures of around 400 °C to 600 °C (melting point of zinc: 419.5 °C; zinc alloys can have a higher or lower melting point), so that a resistant alloy layer of iron and zinc forms on the steel surface, with a very firmly adhering pure zinc layer on top.
  • Hot-dip galvanizing has been a recognized and proven method for protecting parts and components made of iron materials, especially steel materials, from corrosion for many decades.
  • the typically pre-cleaned or pre-treated component is immersed in a liquid-hot zinc bath, where it reacts with the molten zinc and, as a result, forms a relatively thin zinc layer that is metallurgically bonded to the base material.
  • discontinuous batch galvanizing cf. e.g. DIN EN ISO 1461 and DIN 50997
  • continuous strip and wire galvanizing cf. e.g. DIN EN 10143 and DIN EN 10346.
  • Both batch galvanizing and strip and wire galvanizing are standardized processes.
  • Continuously galvanized steel strip and continuously galvanized wire are each a preliminary or intermediate product (semi-finished product) which is galvanizing, in particular by forming, punching, cutting, etc., whereas components to be protected by batch galvanizing are generally first completely or at least partially manufactured and only then hot-dip galvanized (which protects the components all around from corrosion).
  • batch galvanizing and strip/wire galvanizing also differ in terms of the phase structure and the thickness of the resulting zinc coatings, which can result in different protection periods - also depending on the zinc layer.
  • the zinc layer thickness of strip galvanized sheets is usually in the range of 10 to 35 micrometers, whereas the zinc layer thickness of batch galvanized steel parts is usually in the range of 50 to 200 micrometers and even more.
  • Hot-dip galvanizing provides both active and passive corrosion protection. Passive protection is provided by the barrier effect of the zinc coating. Active corrosion protection is provided by the cathodic effect of the zinc coating. Compared to more noble metals in the electrochemical series, such as iron, zinc serves as a sacrificial anode, which protects the iron underneath from corrosion until it is completely corroded itself.
  • aqueous alkaline or acidic degreasing agents can usually be used as degreasing agents.
  • a rinsing process usually follows, typically by immersion in a water bath, in order to prevent degreasing agents from being carried over with the galvanized material into the subsequent process step of pickling, whereby this is particularly important when changing from alkaline degreasing to acidic pickling.
  • pickling which is used in particular to remove inherent contaminants such as rust and scale from the steel surface.
  • Pickling is usually carried out in diluted hydrochloric acid, whereby the duration of the pickling process depends, among other things, on the state of contamination (e.g. degree of rust) of the galvanized material and the acid concentration and temperature of the pickling bath.
  • a rinsing process usually takes place after the pickling treatment.
  • fluxing also known as flux treatment
  • a flux typically comprises an aqueous solution of inorganic chlorides, most frequently a mixture of zinc chloride (ZnCl?) and ammonium chloride (NH4Cl).
  • ZnCl zinc chloride
  • NH4Cl ammonium chloride
  • the purpose of the flux is to carry out a final intensive fine cleaning of the steel surface before the steel surface reacts with the molten zinc, to dissolve the oxide skin of the zinc surface and to prevent the steel surface from oxidizing again until the galvanizing process.
  • the flux is intended to increase the wettability between the steel surface and the molten zinc. After the flux treatment, drying usually follows in order to create a solid flux film on the steel surface and to remove adhering water, so that subsequent undesirable reactions (in particular the formation of water vapor) in the liquid zinc dip bath are avoided.
  • the components pretreated in the above-mentioned manner are then hot-dip galvanized by immersing them in the liquid zinc melt.
  • the zinc content of the melt is at least 98.0 wt.% in accordance with DIN EN ISO 1461.
  • the surface of the zinc melt is cleaned of oxides, zinc ash, flux residues and the like, in particular, before the item to be galvanized is then removed from the zinc melt.
  • the component hot-dip galvanized in this way is then subjected to a cooling process (e.g. in air or in a water bath). Finally, any holding devices for the component, such as slings, tie wires or the like, are removed.
  • the galvanized components are usually subjected to post-processing. This involves removing, as far as necessary, excess zinc bath residues, particularly drips from the zinc solidifying on the edges, as well as oxide or ash residues that adhere to the component.
  • One criterion for the quality of hot-dip galvanizing is the thickness of the zinc coating in pm (micrometers).
  • the DIN EN ISO 1461 standard specifies the minimum values of the required coating thicknesses that must be delivered during batch galvanizing depending on the material thickness. In practice, the coating thicknesses are significantly higher than the minimum coating thicknesses specified in DIN EN ISO 1461. In general, zinc coatings produced by batch galvanizing have a thickness in the range of 50 to 200 micrometers and even more.
  • a coating of iron/zinc alloy layers of various compositions forms on the steel part as a result of mutual diffusion of the liquid zinc with the steel surface.
  • a layer of zinc - also known as the pure zinc layer - remains on the top alloy layer, which corresponds in composition to the zinc melt. Due to the high temperatures during hot-dip dipping, a relatively brittle layer based on an alloy (mixed crystals) between iron and zinc initially forms on the steel surface, and only then does the pure zinc layer form on top of that.
  • the relatively brittle iron/zinc alloy layer improves the adhesion to the base material, but makes it more difficult to form the galvanized steel.
  • Components hot-dip galvanized with a zinc/aluminium melt can therefore be easily formed, but still have improved corrosion protection properties - despite the significantly lower layer thickness compared to conventional hot-dip galvanizing with a virtually aluminum-free zinc melt.
  • a zinc/aluminium alloy used in the hot-dip galvanizing bath has improved fluidity properties compared to pure zinc.
  • zinc coatings produced by hot-dip galvanizing using such zinc/aluminium alloys have greater corrosion resistance (which is two to six times better than that of pure zinc), better appearance, improved formability and better paintability than zinc coatings formed from pure zinc.
  • lead-free zinc coatings can also be produced using this technology.
  • Such a hot-dip galvanizing process using a zinc/aluminum melt or using a zinc/aluminum hot-dip galvanizing bath is known, for example, from WO 2002/042512 A1 and the relevant publication equivalents to this patent family (e.g. EP 1 352 100 B1, DE 601 24 767 T2 and US 2003/0219543 A1).
  • Suitable fluxes for hot-dip galvanizing using zinc/aluminum melt baths are also disclosed there, since flux compositions for zinc/aluminum hot-dip galvanizing baths must be different from those for conventional hot-dip galvanizing with pure zinc.
  • the process disclosed therein enables corrosion protection coatings to be produced with very low layer thicknesses (generally well below 50 micrometers and typically in the range of 2 to 20 micrometers) and with very low weight at a high cost efficiency, which is why the process described therein is used commercially under the name microZINQ® process.
  • very low layer thicknesses generally well below 50 micrometers and typically in the range of 2 to 20 micrometers
  • microZINQ® process is used commercially under the name microZINQ® process.
  • the formation of the zinc layer and its properties it has been shown that these can be significantly influenced by alloying elements in the zinc melt.
  • One of the most important elements here is aluminum: It has been shown that with an aluminum content of just 100 ppm (weight-based) in the zinc melt, the appearance of the resulting zinc layer can be improved to a brighter, shinier appearance.
  • hot-dip galvanizing layers with different compositions can be applied to iron-based components to provide corrosion protection, whereby the properties, in particular the corrosion protection properties as well as the mechanical and optical properties, of the zinc layer are influenced by its composition.
  • the corrosion protection performance of the zinc layer may decrease over the course of use, for example due to weathering or erosion or damage to the zinc layer.
  • the zinc layer can be worn away or damaged, particularly by mechanical and/or chemical processes during use.
  • the corrosion protection performance of the zinc layer is affected, in particular this can decrease significantly over time.
  • reliable corrosion protection can only be provided with an undamaged and continuous zinc layer with a certain minimum layer thickness, which depends on the composition of the zinc layer.
  • the component as such is not necessarily unsuitable; in particular, the lack of corrosion protection does not have to affect the technological properties of the component as such. Consequently, such a component could be reused or reused after reliable corrosion protection has been restored.
  • Components whose corrosion protection properties decrease due to environmental influences or mechanical effects, but the component as such is still usable can be, for example, scaffolding parts, crash barriers or guard rails, body parts, etc.
  • further use of the component as such is still possible if it is still functional and no or at least no technically relevant corrosion has occurred down to the base material (i.e. down to the component as such). In other words, it is not necessary to dispose of or melt down such a component, but (new) reliable corrosion protection is essential for further use.
  • the problem underlying the present invention therefore consists in providing a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, as well as a corresponding system for carrying out this method, wherein the previously described disadvantages of the prior art are to be avoided at least as far as possible or at least mitigated.
  • a process or system should be provided which enables the corrosion protection properties to be restored without the remaining zinc layer first having to be (completely) removed. This must involve a reliable and reproducible determination or assessment of the existing or remaining condition and corrosion protection.
  • a process or system should be provided which is more energy efficient and uses fewer resources than conventional processes or systems.
  • a process or such a plant should be provided which is more sustainable than conventional processes or plants.
  • the present invention - proposes a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component according to claim 1; further, in particular special and/or advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of the relevant method subclaims.
  • the present invention - according to a second aspect of the present invention - relates to a plant (system) for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component according to the relevant independent plant claim (claim 50); further, in particular special and/or advantageous embodiments of the plant according to the invention are the subject of the relevant plant subclaims.
  • the present invention - according to a third aspect of the present invention - relates to a hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component according to the relevant independent product claims (claims 60 and 61); further, in particular special and/or advantageous embodiments of the product according to the invention are the subject of the relevant product subclaims.
  • the present invention - according to a fourth aspect of the present invention - relates to the uses according to the relevant independent use claims (claims 67, 68 and 70); further, in particular special and/or advantageous embodiments of the uses according to the invention are the subject of the relevant use subclaims.
  • the subject matter of the present invention - according to a first aspect of the present invention - is thus a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475
  • the applicant has discovered, completely surprisingly, that by using the procedure according to the invention and thus with only minimal preparation, a regeneration or reprocessing or restoration of the hot-dip galvanized layer and thus of the corrosion protection properties, in particular of an iron or steel component that has already been galvanized and used, is possible.
  • the expression conventional zinc layer or pure zinc layer or quasi aluminum-free zinc layer refers to a zinc layer which is obtainable in a conventional hot-dip galvanizing process described above, in particular where the zinc content of the melt is at least 98.0% by weight according to DIN EN ISO 1461.
  • a conventional zinc layer i.e. pure zinc layer or quasi aluminum-free zinc layer
  • an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc layer has in particular an aluminum content of at least 2% by weight.
  • the quality of the zinc layer can be determined by measuring the electrical resistance of the surface of the zinc layer. The amount of work required for the activation treatment can then be determined and adjusted based on the quality (material quality).
  • the existing zinc layer is made accessible for further galvanizing.
  • Optimum galvanizing, in particular hot-dip galvanizing, and thus also the provision of reliable and durable corrosion protection properties is possible in particular if the hot-dip galvanizing is carried out directly or immediately on the existing zinc layer or the base material (i.e. the material of the component).
  • the existing zinc layer should in particular be free of impurities, corrosion products of iron (i.e. iron oxides) and oxidation products of the zinc layer (i.e.
  • Impurities, corrosion products of iron and oxidation products of the zinc layer can be removed as part of the activation treatment provided according to the invention, whereby the necessary type, duration and intensity of the activation treatment depends on the quality and thus the condition of the zinc layer. In particular, for example, a stronger and/or longer activation treatment is necessary for a lower quality than for a higher quality.
  • the term quality is to be understood in particular in relation to the suitability for renewed hot-dip galvanizing.
  • the existing zinc layer has a high resistance
  • a stronger and/or longer activation treatment is necessary than if the zinc layer has a low resistance, which therefore indicates a lower quality in the sense of the present invention.
  • the targeted optimization or adaptation of the activation treatment to the quality of the zinc layer in such a way that a reliable and high-quality hot-dip galvanizing result is achieved is particularly economical, ecological, economical and sustainable.
  • the removal of the existing zinc layer is reduced or minimized, the overall effort is reduced and the component itself is protected, in particular the impairment or damage to the component surface by the activation treatment in the This essentially prevents the mechanical properties of the component from deteriorating.
  • the amount of new material required for galvanizing ie zinc melt
  • the amount of waste generated is significantly reduced compared to the state of the art.
  • the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component is more economical, in particular since the activation treatment can be precisely adapted, in particular shortened, so that the overall productivity is increased.
  • the process according to the invention also removes small amounts of zinc, and the removed zinc can then be recovered or recycled (see, for example, the so-called ReZINQ® process); however, this recovery is only possible if the removed zinc contains a limited amount of iron.
  • the process according to the invention essentially removes no iron or very little iron from the component itself, so that the zinc that is necessarily removed can also be recovered or recycled afterwards.
  • the entire zinc layer is removed in the prior art - as explained above - and this inevitably removes large amounts of iron from the component itself, which often means that further use of the zinc is not possible.
  • the procedure according to the invention is advantageous both compared to complete dezincification and re-galvanization and compared to a constant activation treatment or one that cannot be individually adjusted to each component before re-galvanization.
  • the method according to the invention provides an at least partially multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer which consists of Zn/Al/Fe phases.
  • Zn/Al/Fe phases can in particular comprise Zn, ZnAl, ZnFe and/or AlFe phases; this is particularly the case when the hot-dip galvanizing is carried out using an aluminum-alloyed or aluminum-containing zinc melt.
  • a non-aluminium alloyed or non-aluminium-containing zinc melt is used for hot-dip galvanizing, a multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer is provided, which consists of Zn and ZnFe phases.
  • the hot-dip galvanized layer obtainable by the process according to the invention has high corrosion protection properties and high ductility.
  • this hot-dip galvanized layer is very bright and therefore optically particularly high-quality.
  • a hot-dip galvanizing layer containing Zn/Al/Fe phases is formed, which in particular cannot be obtained by known methods.
  • an aluminum-containing zinc layer is not formed on the already existing hot-dip galvanizing layer, which typically consists of a hot-dip galvanizing layer with Zn/Fe phase on the base material and a pure zinc layer arranged above it, but rather an at least partially multi-phase and/or at least partially layered (new) hot-dip galvanizing layer is formed, which contains Zn/Al/Fe phases.
  • the hot-dip galvanizing process not only is another layer applied, but a completely new layer is formed, particularly since the aluminum from the preferably aluminum-alloyed or aluminum-containing zinc bath diffuses at least partially into the already existing hot-dip galvanizing layer. This makes it possible to obtain other hot-dip galvanizing layers that are not available in known one-stage processes and that have properties that cannot be achieved using one-stage processes.
  • the hot-dip galvanizing layer obtainable by the method according to the invention in particular the hot-dip galvanizing method, is more ductile and thus less brittle than a pure zinc layer and can therefore be formed or cold-formed, for example bent by 90°, without the corrosion protection properties being lost or significantly impaired.
  • the hot-dip galvanizing layer obtainable by the method according to the invention, in particular the hot-dip galvanizing method can be provided with a higher layer thickness than a conventional aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc layer (i.e.
  • the hot-dip galvanizing layer obtainable by the method according to the invention is not limited by a maximum achievable layer thickness (as in the case of an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer customary in the prior art due to the formation of an Fe/Al barrier layer).
  • the layer thickness of the hot-dip galvanizing layer obtainable by the method according to the invention is essentially not limited, as is the case with an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer that is customary in the prior art and obtainable by a single-stage hot-dip galvanizing process.
  • hot-dip galvanizing layers with a high aluminum enrichment with a thickness of significantly more than 25 pm can thus also be provided.
  • the hot-dip galvanizing layer obtainable by the method according to the invention also has the advantages of an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer, such as gloss, ductility and high corrosion protection properties.
  • the process according to the invention in particular the hot-dip galvanizing process, is thus more economical than a processing or recycling process customary in the prior art (ie a process in which the remaining zinc layer is first completely removed and then a new zinc layer is applied) and also more economical than a process in which an activation treatment or pretreatment is not adapted to the quality of the existing zinc layer.
  • the hot-dip galvanizing layer resulting from the process according to the invention in particular the hot-dip galvanizing process, is more ductile and less brittle than a commercial pure zinc layer and, in addition, the layer thickness is adjustable despite the use of an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc bath.
  • the process according to the invention forms a hot-dip galvanizing layer that cannot be provided in a commercial single-stage process, which combines high ductility and an adjustable or controllable layer thickness and layer structure as well as high corrosion protection performance.
  • the present invention thus provides - as previously described - a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at most 98 wt. %, in particular at most 97 wt. %, preferably at most 96 wt. %, of zinc.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range from 55 wt.% to 98 wt.%, in particular in the range from 65 wt.% to 97 wt.%, preferably in the range from 75 wt.% to 96 wt.%.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing can be an aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt").
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”)
  • Zn/Al melt can contain at least 2% by weight, in particular at least 3% by weight, preferably at least 4% by weight, of aluminum, based on the zinc melt.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing, in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”), based on the zinc melt can contain at most 45 wt.%, in particular at most 25 wt.%, preferably at most 8 wt.%, particularly preferably at most 6 wt.%, of aluminum.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”), based on the zinc melt, can contain aluminum in amounts in the range from 2 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range from 2 wt.% to 25 wt.%, preferably in the range from 3 wt.% to 8 wt.%, particularly preferably in the range from 4 wt.% to 6 wt.%.
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt leads in particular to particularly shiny and ductile hot-dip galvanized layers with high corrosion protection properties.
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing can contain, based on the zinc melt, at most 98 wt.% zinc and at least 2 wt.% aluminum.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at most 98 wt. %, in particular at most 97 wt. %, preferably at most 96 wt. %, zinc and that the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at least 2 wt. %, in particular at least 3 wt. %, preferably at least 4 wt. %, aluminum.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing can contain, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range of 55 wt.% to 98 wt.% and aluminum in amounts in the range of 2 wt.% to 45 wt.%.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range from 55 wt.% to 98 wt.%, in particular in the range from 65 wt.% to 97 wt.%, preferably in the range from 75 wt.% to 96 wt.%, and that the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, aluminum in amounts in the range from 2 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range from 2 wt.% to 25 wt.%, preferably in the range from 3 wt.% to 8 wt.%, particularly preferably in the range from 4 wt.% to 6 wt.%.
  • the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a method as described above, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment before hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, and wherein the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subsequently subjected to hot-dip galvanizing, wherein the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based
  • the activation treatment is carried out in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance at the surface of the zinc layer of at most 500 k ⁇ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement.
  • the surface of the zinc layer is particularly accessible for hot-dip galvanizing, so that an essentially homogeneous and complete zinc layer is formed.
  • oxidation products of the zinc ie oxygen-containing zinc compounds, in particular selected from the group of zinc oxide, zinc hydroxide, zinc oxide hydroxide, zinc hydrogen carbonate, zinc carbonate and combinations thereof
  • oxygen-containing zinc compounds in particular selected from the group of zinc oxide, zinc hydroxide, zinc oxide hydroxide, zinc hydrogen carbonate, zinc carbonate and combinations thereof
  • These oxidation products can disrupt the hot-dip galvanizing and thus lead to an incomplete or defective zinc layer, which leads to less reliable corrosion protection.
  • the applicant has surprisingly discovered that if the electrical resistance on the surface of the zinc layer is at most 500 kQ • cm 2 , an essentially defect-free and homogeneous as well as complete zinc layer is formed in the hot-dip galvanizing.
  • the electrical resistance at the surface can be determined, for example, using a gel electrolyte. Since the gel electrolyte is less reactive than a liquid electrolyte, measurements of the electrical resistance at the surface of the zinc layer using a gel electrolyte - as surprisingly discovered by the applicant - provide more reliable results.
  • the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a method as described above, wherein the galvanized iron or steel component is subjected to hot-dip galvanizing, wherein the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at most 98 wt.% zinc and optionally at least 2 wt.% aluminum.
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment before hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in particular in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement.
  • the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a method as described above, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the Provided that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 174
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at most 98 wt. %, in particular at most 97 wt. %, preferably at most 96 wt. %, zinc.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range from 55 wt.% to 98 wt.%, in particular in the range from 65 wt.% to 97 wt.%, preferably in the range from 75 wt.% to 96 wt.%.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing can be an aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt”).
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing, in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”) contains at least 2% by weight, in particular at least 3% by weight, preferably at least 4% by weight, of aluminum, based on the zinc melt.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt"), contains, based on the zinc melt, at most 45 wt.%, in particular at most 25 wt.%, preferably at most 8 wt.%, particularly preferably at most 6 wt.%, of aluminum.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing in particular the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt"), based on the zinc melt, contains aluminum in amounts in the range of 2 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range of 2 wt.% to 25 wt.%, preferably in the range of 3 wt.% to 8 wt.%, particularly preferably in the range of 4 wt.% to 6 wt.%.
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, at most 98 wt.% zinc and at least 2 wt.% aluminum.
  • a zinc melt with the ingredients and amounts described above, in particular a maximum of 98% by weight of zinc and at least 2% by weight of aluminum is in particular a so-called aluminum-alloyed or aluminum-containing zinc melt, from which particularly thin and high-performance zinc layers with a high gloss are produced.
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing can contain, based on the zinc melt, at most 98 wt. %, in particular at most 97 wt. %, preferably at most 96 wt. %, zinc and the zinc melt used in hot-dip galvanizing can contain, based on the zinc melt, at least
  • the zinc melt used in hot-dip galvanizing can contain, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range of 55 wt.% to 98 wt.% and aluminum in amounts in the range of 2 wt.% to 45 wt.%.
  • the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, zinc in amounts in the range from 55 wt.% to 98 wt.%, in particular in the range from 65 wt.% to 97 wt.%, preferably in the range from 75 wt.% to 96 wt.%, and that the zinc melt used in the hot-dip galvanizing contains, based on the zinc melt, aluminum in amounts in the range from 2 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range from 2 wt.% to 25 wt.%, preferably in the range from
  • the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”) used in hot-dip galvanizing can have the following composition, wherein all the quantities given below are based on the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”) and are to be selected such that a total of 100% by weight results:
  • aluminium in particular in amounts in the range from 2 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range from 3 wt.% to 8 wt.%, preferably in the range from 4 wt.% to 6 wt.%, (iii) optionally magnesium (Mg), in particular in amounts in the range from 0.1 wt.% to 10 wt.%, in particular in the range from 0.1 wt.% to 3 wt.%, preferably in the range from 0.1 wt.% to 2 wt.%;
  • (iii) optionally at least one further metal, in particular in (total) amounts of up to 10 wt.% and/or in particular selected from the group of bismuth (Bi), lead (Pb), tin (Sn), nickel (Ni), silicon (Si) and combinations thereof.
  • the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt (“Zn/Al melt”) used in the hot-dip galvanizing has a temperature in the range from 330 °C to 750 °C, in particular in the range from 340 °C to 600 °C, preferably in the range from 350 °C to 465 °C, particularly preferably in the range from 415 °C to 455 °C.
  • the galvanized iron or steel component is dipped into the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt") used in the hot-dip galvanizing, in particular dipped therein and moved, in particular for a period of time which is sufficient to ensure effective hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing), in particular for a period of time in the range from 0.0001 to 60 minutes, in particular in the range from 0.001 to 45 minutes, preferably in the range from 0.5 to 30 minutes, particularly preferably in the range from 4 to 8 minutes.
  • Zn/Al melt aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt
  • the galvanized iron or steel component is dipped into the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt") used in the hot-dip galvanizing, in particular dipped therein and moved, in particular for a period of time which is sufficient to achieve effective hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing), in particular for a period of time of at least 0.0001 minutes, in particular at least 0.001 minutes, preferably at least 0.5 minutes, particularly preferably at least 4 minutes.
  • Zn/Al melt aluminum-containing zinc melt
  • the galvanized iron or steel component is dipped into the aluminum-alloyed and/or aluminum-containing zinc melt ("Zn/Al melt") used in the hot-dip galvanizing, in particular dipped therein and moved, in particular for a period of time which is sufficient to achieve effective hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing), in particular for a period of time of at most 60 minutes, in particular at most 45 minutes, preferably at most 30 minutes, particularly preferably at most 8 minutes.
  • Zn/Al melt aluminum-containing zinc melt
  • a (total) hot-dip galvanizing layer is present after the hot-dip galvanizing.
  • a continuous hot-dip galvanizing layer is present after carrying out the method according to the invention and not two separate layers arranged on top of one another.
  • a substantially uniform zinc layer with a particularly uniform surface and layer thickness is formed.
  • a multi-phase and/or multi-layer, in particular multi-phase, (total) hot-dip galvanizing layer is formed on the base material of the iron or steel component.
  • These Zn/Al/Fe phases may in particular comprise Zn, ZnAl, ZnFe and/or AlFe phases; this is particularly the case when the hot-dip galvanizing is carried out using an aluminium-alloyed or aluminium-containing zinc melt. If a non-aluminium alloyed or non-aluminium-containing zinc melt is used for hot-dip galvanizing, a multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer is provided, which consists of Zn and ZnFe phases.
  • the hot-dip galvanized layer obtainable by the process according to the invention has high corrosion protection properties and high ductility.
  • this hot-dip galvanized layer is very bright and therefore optically particularly high-quality.
  • the zinc layer still present on the component is permeated with the aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt from the hot-dip galvanizing, in particular the aluminum contained therein.
  • the aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt, in particular the aluminum contained therein diffuses into the already existing hot-dip galvanizing layer, so that an at least partially multiphase and/or at least partially layered hot-dip galvanizing layer with Zn/Al/Fe phases is formed.
  • the hot-dip galvanizing is carried out in such a way and/or with the proviso that the aluminum-containing and/or aluminum-alloyed zinc melt ("Zn/Al melt”) diffuses at least partially into the already existing zinc layer, preferably hot-dip galvanizing layer, of the component.
  • Zn/Al melt aluminum-containing and/or aluminum-alloyed zinc melt
  • the hot-dip galvanizing is carried out with the proviso and/or in such a way that a (total) hot-dip galvanizing layer with an aluminum concentration gradient is formed.
  • the aluminum concentration gradient - without wishing to be limited to this theory - results in particular from the increased affinity of the aluminum to the iron of the iron or steel component. Due to this affinity, the aluminum of the zinc melt used in the hot-dip galvanizing, in particular aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt, diffuses into the already existing zinc layer (hot-dip galvanizing layer). According to a special embodiment, however, it should be noted that the hot-dip galvanizing should not last so long or not for a period of time in which the aluminum completely diffuses through and penetrates and even replaces the entire existing zinc layer. In particular, it can be intended that a new overall hot-dip galvanized layer with Zn/Al/Fe phases results.
  • the total layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer resulting after carrying out the process can be at least 30 pm, in particular at least 35 pm, preferably at least 40 pm, particularly preferably at least 45 pm.
  • the total layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer resulting after carrying out the process can be at most 500 pm, in particular at most 450 pm, preferably at most 400 pm, particularly preferably at most 300 pm.
  • the total layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer resulting after carrying out the process can be in the range from 30 pm to 500 pm, in particular in the range from 35 pm to 450 pm, preferably in the range from 40 pm to 400 pm, particularly preferably in the range from 45 pm to 300 pm.
  • the hot-dip galvanizing can be carried out in such a way and/or with the proviso that the total layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer resulting after carrying out the process is in the range from 30 pm to 500 pm, in particular in the range from 35 pm to 450 pm, preferably in the range from 40 pm to 400 pm, particularly preferably in the range from 45 pm to 300 pm.
  • a (total) hot-dip galvanizing layer with the previously specified total layer thickness resulting from the method according to the invention provides high corrosion protection properties.
  • a zinc layer can be ductile, particularly in the case that an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt is used in the hot-dip galvanizing; in particular, a corresponding hot-dip galvanized iron or steel component can be reshaped, in particular bent by 90°, without the corrosion protection properties being lost or without these being significantly or significantly impaired.
  • a hot-dip galvanized component which has been galvanized according to the hot-dip galvanizing process according to the invention also has high corrosion protection properties after forming or cold forming (for example 90° bending).
  • a cooling treatment takes place after hot-dip galvanizing.
  • the iron or steel component obtained after hot-dip galvanizing is subjected to a cooling treatment.
  • the optional cooling treatment can be carried out, for example, using air and/or in the presence of air, preferably down to ambient temperature. Cooling makes subsequent handling easier. The cooling treatment also solidifies the hot-dip galvanized layer that has formed.
  • a post-processing treatment takes place after the hot-dip galvanizing.
  • the iron or steel component obtained after hot-dip galvanizing is subjected to a post-processing treatment.
  • Possible post-processing includes, for example, the removal of excess zinc bath residues, in particular so-called drips of zinc solidifying on the edges, as well as oxide or ash residues that adhere to the component, as well as the passivation or sealing of the surface. Post-processing increases the quality of the hot-dip galvanized layer in particular.
  • the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular at most 300 kQ • cm 2 , preferably at most 250 kQ • cm 2 , particularly preferably at most 200 kQ • cm 2 , in particular determined according to DIN EN IS0 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement.
  • the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer in the range from 0.0001 kQ • cm 2 to 500 kQ • cm 2 , in particular in the range from 0.0001 kQ • cm 2 to 300 kQ • cm 2 , preferably in the range from 0.0001 kQ • cm 2 to 250 kQ • cm 2 , particularly preferably in the range from 0.0001 kQ • cm 2 to 200 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement.
  • the subsequent hot-dip galvanizing leads to particularly good results.
  • this results in an essentially uniform and defect-free zinc layer that provides reliable corrosion protection properties.
  • the electrical resistance is the cover layer resistance, in particular the polarization resistance of the cover layer (zinc layer or hot-dip galvanized layer).
  • the cover layer is in particular the surface or the outer region (edge zone) of the zinc layer or hot-dip galvanized layer on the component, which interacts with the environment and forms zinc-based compounds by reacting with it.
  • the electrical resistance of the cover layer is the electrical resistance of the edge zone of the zinc layer on the iron or steel component.
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, can be at least partially, in particular completely, galvanized on at least one surface, in particular have a zinc layer.
  • it is particularly preferred if there is a full-surface or complete zinc layer on the component. Due to a preferably complete zinc layer still present, the component is typically not yet corroded.
  • a new overall hot-dip galvanizing layer is then provided, which differs from a hot-dip galvanizing layer that is applied to a component that does not have a zinc layer.
  • a zinc layer that is applied to a zinc layer that is still present as part of the method according to the invention is particularly ductile and at the same time provides particularly high corrosion protection properties.
  • the activation treatment comprises a chemical and/or a mechanical treatment, in particular at least one chemical and optionally (additionally) one mechanical treatment.
  • the oxidation layer or natural covering layer (which forms automatically on the zinc layer under oxidative conditions) of the existing zinc layer as well as other impurities and corrosion products (both zinc and iron) can be removed and the existing zinc layer can be made accessible and activated for hot-dip galvanizing. This allows for quick and reliable hot-dip galvanizing.
  • the chemical treatment may comprise at least one pickling treatment and/or flux treatment.
  • the chemical treatment is carried out by means of an aqueous saline solution, in particular with a pH value of less than 5.
  • the chemical treatment is carried out for a period of time in the range of 1 second to 60 minutes, in particular in the range of 5 seconds to 45 minutes, preferably in the range of 10 seconds to 30 minutes.
  • Chemical treatment over such a period of time can remove impurities, the oxidation layer or natural covering layer formed under oxidative conditions and corrosion products of the iron from the remaining zinc layer and any free surface of the component, so that the existing zinc layer is made accessible and activated for hot-dip galvanizing.
  • This period of time usually leads to the oxidation layer being removed or dissolved and the existing zinc layer being sufficiently activated.
  • the chemical treatment is carried out by means of flux treatment in a flux composition in a flux bath.
  • the flux bath of the chemical treatment may comprise an aqueous and/or alcoholic, in particular aqueous, liquid phase, wherein the liquid phase of the flux bath contains the flux composition, in particular in dissolved or dispersed form, preferably in dissolved form.
  • the flux composition of the chemical treatment can comprise salts and optionally wetting agents as ingredients, in particular wherein the salts are selected from the group of chlorides, preferably from the group of zinc chloride (ZnCl?), ammonium chloride (NH4Cl), alkali and/or alkaline earth chlorides, in particular potassium chloride (KCl) and/or sodium chloride (NaCl), aluminum chloride (AlCl3), silver chloride (AgCl), lead chloride (PbCl?), nickel chloride (NiCl?), bismuth chloride (Bids), tin chloride (SnCl?), manganese chloride (MnCl?), cobalt chloride (C0Cl2) and combinations thereof.
  • the salts are selected from the group of chlorides, preferably from the group of zinc chloride (ZnCl?), ammonium chloride (NH4Cl), alkali and/or alkaline earth chlorides, in particular potassium chloride (KCl) and/or sodium chlor
  • the flux composition of the chemical treatment comprises as ingredients zinc chloride (ZnCl2) and optionally at least one alkali and/or alkaline earth chloride, in particular potassium chloride (KCl) and/or sodium chloride (NaCl), as well as optionally wetting agents and optionally at least one further salt different from the aforementioned compounds, selected from the group of chlorides, preferably from the group of ammonium chloride (NH4Cl), aluminum chloride (AICl3), silver chloride (AgCl), lead chloride (PbCl2), nickel chloride (NiCl2), bismuth chloride (Bids), tin chloride (SnCl2), manganese chloride (MnCl2), cobalt chloride (C0Cl2) and combinations thereof.
  • ZnCl2 zinc chloride
  • KCl potassium chloride
  • NaCl sodium chloride
  • the flux composition of the chemical treatment comprises as ingredients zinc chloride (ZnCl2) and optionally at least one alkali and/
  • the flux composition of the chemical treatment comprises salts and optionally wetting agents as ingredients, in particular wherein the flux composition comprises at least zinc chloride (ZnCl?) and at least one alkali and/or alkaline earth chloride, in particular potassium chloride (KCl) and/or sodium chloride (NaCl).
  • ZnCl zinc chloride
  • KCl potassium chloride
  • NaCl sodium chloride
  • the flux composition of the chemical treatment is free of ammonium chloride (NH4CI); or that the flux composition of the chemical treatment at least substantially contains no ammonium chloride (NH4CI).
  • the flux bath of the chemical treatment can have a salt content of at least 20 wt.%, in particular of at least 30 wt.%, preferably of at least 50 wt.%, particularly preferably of at least 60 wt.%, based on the flux bath.
  • the flux bath of the chemical treatment can have a salt content of at most 90 wt.%, in particular of at most 85 wt.%, preferably of at most 80 wt.%, particularly preferably of at most 75 wt.%, based on the flux bath.
  • the flux bath of the chemical treatment has a salt content in the range of 20 wt.% to 90 wt.%, in particular in the range of 30 wt.% to 85 wt.%, preferably in the range of 50 wt.% to 80 wt.%, particularly preferably in the range of 60 wt.% to 75 wt.%, based on the flux bath.
  • the flux bath of the chemical treatment has a salt content in the range from 100 g/l to 800 g/l, in particular in the range from 140 g/l to 720 g/l, preferably in the range from 170 g/l to 670 g/l, particularly preferably in the range from 200 g/l to 600 g/l.
  • the flux composition of the chemical treatment can comprise the following ingredients, wherein all the quantities given below are based on the flux composition and are to be selected such that a total of 100% by weight results:
  • zinc chloride (ZnCl?) in particular in amounts in the range of 50 to 95% by weight, in particular in the range of 50 to 90% by weight, preferably in the range of 60 to 85% by weight, particularly preferably in the range of 65 to 82.5% by weight, even more preferably in the range of 70 to 82% by weight,
  • ammonium chloride in particular in amounts in the range from 0 to 50% by weight, in particular in the range from 6 to 40% by weight, preferably in the range from 7 to 35% by weight, particularly preferably in the range from 8 to 25% by weight, even more preferably in the range from 10 to 20% by weight,
  • sodium chloride (NaCl) in particular in amounts in the range from 0.1 to 20% by weight, in particular in the range from 0.5 to 15% by weight, preferably in the range from 1 to 12.5% by weight, particularly preferably in the range from 2 to 10% by weight, even more preferably in the range from 4 to 8% by weight, and
  • Potassium chloride (KCl) in particular in amounts in the range of 0.1 to 15 wt.%, preferably in the range of 0.2 to 12.5 wt.%, more preferably in the range of 0.4 to 10 wt.%, particularly preferably in the range of 0.5 to 8 wt.%, even more preferably in the range of 0.8 to 6 wt.%.
  • the chemical treatment can be carried out by means of pickling treatment in a pickling treatment agent.
  • the pickling treatment of the chemical treatment can be carried out with a hydrochloric acid-containing (HCl-containing) and/or hydrochloric acid-based (HCl-based) pickling treatment agent, in particular wherein the pickling treatment agent has a pH value of less than 5.
  • the pickling treatment of the chemical treatment is carried out with an acidic pickling agent, in particular with a pickling agent having a pH value of less than 5.
  • the pickling treatment agent contains iron, in particular in the form of divalent and/or trivalent iron ions.
  • the trivalent iron ions (Fe 3+ ions) can enhance the pickling effect.
  • the pickling agent contains zinc with a content of at least 10 g/l.
  • the pickling agent contains zinc at a level of at least 10 g/l and has an iron content of no more than 20% of the zinc content.
  • the pickling treatment agent contains at least one additive, in particular at least one pickling additive, in particular selected from the group of corrosion inhibitors, pickling cleaners, pickling accelerators and pickling enhancers and combinations thereof.
  • the additives can be used to optimize the pickling effect.
  • Possible pickling additives are, for example, inhibitors to prevent excessive attack and/or to protect the base material or pickling enhancers to increase the attack.
  • Commercial products are available from STOCKMEIER Holding GmbH, for example the products Lerapas® BP, Leraclen® pickling greaser or Leraclen® 1227.
  • the pickling treatment agent and/or the flux bath of the chemical treatment can contain at least one wetting agent and/or surfactant, in particular at least one ionic or non-ionic wetting agent and/or surfactant, preferably at least one non-ionic wetting agent and/or surfactant.
  • the pickling treatment agent and/or the flux bath of the chemical treatment can contain the at least one wetting agent and/or surfactant in amounts of 0.0001 to 15 wt.%, preferably in amounts of 0.001 to 10 wt.%, preferably in amounts of 0.01 to 8 wt.%, even more preferably in amounts of 0.01 to 6 wt.%, very particularly preferably in amounts of 0.05 to 3 wt.%, even more preferably in amounts of 0.1 to 2 wt.%, based on the pickling treatment agent and/or flux bath.
  • the chemical treatment can be carried out by means of a pickling treatment and a flux treatment.
  • the combination of a pickling treatment and a flux treatment leads to a particularly efficient and essentially complete removal of the oxidation layer and other contaminants, such as corrosion products, and thus to a particularly uniform and defect-free hot-dip galvanizing.
  • the pickling treatment can be carried out first, followed by the flux treatment, with at least one rinsing process taking place after the pickling treatment and before the flux treatment, in particular by immersion in a water bath.
  • the pickling treatment of the chemical treatment and the flux treatment of the chemical treatment are each carried out for a period of time in the range of 1 second to 60 minutes, in particular in the range of 5 seconds to 45 minutes, preferably in the range of 10 seconds to 30 minutes.
  • the time should be adapted to the quality of the zinc surface in particular in order to ensure complete removal of impurities such as the oxidation layer and corrosion products of the zinc and/or iron.
  • both the flux treatment and the pickling treatment should be as short as possible in order to remove no or essentially no or as little of the zinc layer as possible.
  • the chemical treatment in particular the flux treatment and/or the pickling treatment, takes place at elevated temperature.
  • the flux treatment and/or the pickling treatment can be carried out at a temperature in the range of 20 °C to 90 °C, in particular in the range of 25 °C to 80 °C.
  • mechanical treatment can be carried out as part of the activation treatment.
  • the mechanical treatment may comprise an abrasive treatment.
  • the abrasive treatment can be selected from the group of blasting, in particular sandblasting, water blasting and/or dry ice blasting, grinding, brushing, lasering and combinations thereof.
  • the electrical resistance at the surface of the zinc layer of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer can be determined before the activation treatment.
  • the type and/or duration and/or intensity of the activation treatment may depend on the electrical resistance on the surface of the zinc layer of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer.
  • Such a process is particularly advantageous because the effort required for the activation treatment can be set in advance, making the process particularly economical, ecological, economical, material-friendly and resource-saving.
  • the amount of removal can be reduced and the effort required for the activation treatment can be optimized.
  • the effort required for the activation treatment can be set in advance.
  • Activation treatment must be adjusted or set in such a way that after activation treatment the electrical resistance at the surface of the zinc layer is at most 500 kQ • cm 2 .
  • the activation treatment may comprise only a flux treatment or a pickling treatment and a flux treatment.
  • this procedure makes it possible to specifically control and optimize the intensity and effort of the activation treatment.
  • the intensity is too high (for example due to a pickling treatment that is too long or too intensive)
  • the surface in particular the component surface and/or the surface zinc layer, can be attacked too strongly or removed too much.
  • it is particularly intended that as little material as possible is removed from the galvanized iron or steel component. The electrical resistance is therefore a measure of the necessary activation treatment in particular.
  • the electrical resistance at the surface of the zinc layer is not more than 500 k ⁇ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement, at least one flux treatment is carried out as an activation treatment.
  • the activation treatment is carried out at least initially with a pickling treatment and then with a flux treatment, in particular wherein a rinsing process is carried out after the pickling treatment and before the flux treatment, in particular by immersion in a water bath.
  • the oxidation products of zinc in particular zinc oxide, zinc hydroxide, zinc oxide-hydroxide, zinc hydrogen carbonate and zinc carbonate, increase the electrical resistance compared to pure zinc, so that by removing these oxidation products and thus the natural covering layer, the electrical resistance of the surface of the zinc layer typically also decreases.
  • the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a method as described above, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular at most 300 kQ • cm 2
  • the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a method as described above, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular at most 300 kQ • cm
  • the composition of the zinc layer, in particular the hot-dip galvanized layer is determined, in particular by means of laser-induced plasma spectroscopy (LIBS).
  • LIBS laser-induced plasma spectroscopy
  • the measurement and/or the measurement parameters of the electrical resistance can be adapted to the composition of the zinc layer, in particular the hot-dip galvanized layer.
  • the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment may be subjected to a drying treatment.
  • Carrying out a drying treatment after the activation treatment and especially immediately before hot-dip galvanizing has the advantage that no liquid is carried into the zinc bath.
  • the drying treatment can be carried out at a temperature in the range of 30 °C to 400 °C, in particular in the range of 35 °C to 375 °C, preferably in the range of 40 °C to 350 °C, particularly preferably in the range of 50 °C to 325 °C.
  • the drying treatment is carried out for a period of time in the range from 0.1 seconds to 60 minutes, in particular in the range from 1 second to 45 minutes, preferably in the range from 10 seconds to 35 minutes, particularly preferably in the range from 20 seconds to 30 minutes, even more preferably in the range from 20 seconds to 15 minutes.
  • the drying treatment can be carried out in the presence of and/or by means of air.
  • the drying treatment typically takes place in at least one drying device, in particular in at least one oven.
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, is subjected to an inspection before the activation treatment.
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, is checked for suitability for regeneration and/or reprocessing and/or reuse before the activation treatment.
  • the inspection may be carried out by optical and/or mechanical and/or inductive and/or electrical and/or chemical methods.
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, is checked with respect to at least one specific property and/or a specific test parameter, in particular selected from the group of: condition and/or type of zinc layer present; composition and/or quality and/or thickness of the steel part; degree of corrosion and/or wear of the steel part; optical condition of the steel part; deformation of the steel part compared to the original starting shape; degree of contamination of the existing zinc layer; type and/or concentration of oxidation products of the zinc layer (hot-dip galvanizing layer); type and/or concentration of deposits, in particular of salts, oxides, hydroxides and fats; marking of the steel part; presence and/or condition of fastening options, in particular holes, threads and/or openings; and presence of foreign coating materials.
  • a specific test parameter in particular selected from the group of: condition and/or type of zinc layer present; composition and/or quality and/or thickness of the steel part; degree of corrosion and/or
  • the galvanized iron or steel component in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, is prepared depending on the inspection, in particular by degreasing, corrective forming, pressing, rolling, bending, drilling and/or cutting.
  • the activation treatment, in particular the abrasive treatment, of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanized layer, is carried out depending on the inspection, in particular in such a way that existing dirt, deposits and/or corrosion products are removed.
  • the method may comprise the following method steps in the order listed below:
  • step (b) if necessary, preparing the galvanised iron or steel component which may have been checked in step (a); then
  • step (c) where appropriate, measuring the resistance of the galvanised iron or steel component, if any, checked in step (a) and if any, prepared in step (b); then (d) activating the galvanised iron or steel component, if applicable, checked in step (a) and if applicable, prepared in step (b); then
  • Another subject matter - according to a second aspect of the present invention - is a plant (system) for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a plant (system) for carrying out a method described above, wherein the plant comprises the following devices in the order listed below:
  • an activation device for activating the galvanized iron or steel component, in particular the zinc layer preferably
  • hot-dip galvanized layer iron or steel component; downstream and/or arranged downstream of this in the process sequence a hot-dip galvanizing device for hot-dip galvanizing the iron or steel component obtained after the first hot-dip galvanizing in a zinc melt; wherein the system further comprises at least one measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably the hot-dip galvanizing layer.
  • the measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably hot-dip galvanizing layer is arranged upstream of the hot-dip galvanizing device.
  • the measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer is arranged downstream of the activation device.
  • the measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer preferably hot-dip galvanizing layer, is arranged upstream of the hot-dip galvanizing device and downstream of the activation device.
  • the measuring device is arranged between the hot-dip galvanizing device and the activation device.
  • the measuring device is designed to measure an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably hot-dip galvanizing layer, to measure the cover layer resistance, in particular the polarization resistance of the cover layer (zinc layer or hot-dip galvanizing layer).
  • the electrical resistance at the surface can be determined, for example, using a gel electrolyte. Since the gel electrolyte is less reactive than a liquid electrolyte, measurements of the electrical resistance at the surface of the zinc layer using a gel electrolyte - as surprisingly discovered by the applicant - provide more reliable results.
  • a further measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably hot-dip galvanized layer, can be arranged upstream of the activation device.
  • the further measuring device can be designed to measure an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably the hot-dip galvanized layer, to measure the cover layer resistance, in particular the polarization resistance of the cover layer (zinc layer or hot-dip galvanized layer).
  • the system according to the invention to have two or more measuring devices for measuring an electrical resistance.
  • the activation device comprises at least one fluxing device and/or pickling device and optionally a mechanical activation device.
  • the flux device can be arranged downstream of the pickling device and the pickling device downstream of the mechanical activation device.
  • the invention also relates to a plant (system) for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, in particular for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, in particular a plant (system) for carrying out a method as described above, in particular a plant as described above, wherein the plant comprises the following devices in the order listed below:
  • Steel component in particular a zinc layer, preferably
  • hot-dip galvanized layer, iron or steel component downstream and/or arranged downstream of this in the process sequence
  • the measuring device for measuring an electrical resistance can be arranged on the surface of the zinc layer, preferably the hot-dip galvanizing layer, in particular upstream of the hot-dip galvanizing device.
  • the measuring device for measuring an electrical resistance can also be arranged on the surface of the zinc layer, preferably the hot-dip galvanized layer, in particular downstream of the activation device.
  • a further measuring device for measuring an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably hot-dip galvanized layer, can be arranged upstream of the activation device.
  • the further measuring device can be designed to measure an electrical resistance on the surface of the zinc layer, preferably the hot-dip galvanized layer, to measure the cover layer resistance, in particular the polarization resistance of the cover layer (zinc layer or hot-dip galvanized layer).
  • the system according to the invention can thus comprise several measuring devices for measuring an electrical resistance.
  • a cooling device is arranged downstream of the hot-dip galvanizing device.
  • the optional cooling device can be designed, for example, for cooling by means of air and/or in the presence of air, preferably for cooling to ambient temperature. Cooling makes subsequent handling easier and the hot-dip galvanized layer formed is solidified.
  • the post-processing device can be arranged downstream of the cooling device. Consequently, it can be provided in particular that the post-processing device is arranged after and/or in the process sequence downstream of the hot-dip galvanizing device and after and/or in the process sequence downstream of the cooling device.
  • the post-processing device can be designed, for example, to remove excess zinc bath residues, in particular so-called drips of zinc solidifying on the edges, as well as oxide or ash residues that adhere to the component, as well as to passivate or seal the surface. Post-processing increases the quality of the hot-dip galvanizing layer in particular.
  • the system according to the invention can be designed such that, in particular upstream of the measuring device and/or the further measuring device, a spectroscopy device is also arranged.
  • the spectroscopy device can be designed to carry out a measurement by means of laser-induced plasma spectroscopy (LIBS).
  • LIBS laser-induced plasma spectroscopy
  • the spectroscopy device may comprise at least one laser and at least one detector, in particular a spectrometer.
  • the composition of the zinc layer can be determined by means of laser-induced plasma spectroscopy (LIBS), wherein the measurement and/or the measurement parameters of the electrical resistance are subsequently adapted to the composition of the zinc layer.
  • LIBS laser-induced plasma spectroscopy
  • a drying device in particular an oven, is arranged downstream of the activation device.
  • a checking device can be arranged upstream of the activation device.
  • the inspection device can be designed for optical and/or mechanical and/or inductive and/or electrical and/or chemical inspection of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer.
  • the inspection device can comprise at least one device for optical and/or mechanical and/or inductive and/or electrical and/or chemical inspection of the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer.
  • the installation may comprise the following devices and means in the order listed below:
  • AV at least one activation device, in particular wherein the activation device comprises at least one flux device and/or pickling device and optionally a mechanical activation device, in particular wherein the flux device is arranged downstream of the pickling device and the pickling device is arranged downstream of the mechanical activation device; downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence
  • TE optionally at least one drying device, in particular an oven; arranged downstream and/or downstream of this in the process sequence
  • SV if necessary, a spectroscopy device; arranged downstream and/or in the process sequence (MV) at least one measuring device; arranged downstream and/or in the process sequence downstream of this
  • At least one cooling device arranged downstream and/or in the process sequence downstream of this
  • the present invention - according to a third aspect of the present invention - relates to a hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component, obtainable by a previously described process and/or obtainable in a previously described plant.
  • the present invention also relates to a hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component, in particular a hot-dip galvanized iron or steel component as described above, wherein the hot-dip galvanized iron or steel component is obtainable in that a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, has been subjected to an activation treatment, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined according to DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement, and wherein subsequently the galvanized iron or steel component subjecte
  • the hot-dip galvanized iron or steel component has a multi-phase and/or multi-layer, in particular multi-phase, (total) hot-dip galvanizing layer on the base material of the iron or steel component.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component has an at least partially multiphase and/or at least partially layered hot-dip galvanizing layer with Zn/Al/Fe phases.
  • Zn/Al/Fe phases can in particular comprise Zn, ZnAl, ZnFe and/or AlFe phases; this is particularly the case if the corresponding hot-dip galvanizing is carried out using an aluminum-alloyed or aluminum-containing zinc melt.
  • a multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer is provided, which consists of Zn and ZnFe phases.
  • the hot-dip galvanized layer obtainable by the process according to the invention has high corrosion protection properties and high ductility.
  • this hot-dip galvanized layer is very bright and therefore optically particularly high-quality.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component has a (total) hot-dip galvanizing layer with an aluminum concentration gradient.
  • the multi-phase and/or multi-layer, in particular multi-phase, (total) hot-dip galvanizing layer has an aluminum concentration gradient.
  • the term aluminum concentration gradient used in the invention is to be understood in particular to mean that the concentration of aluminum in the (total) hot-dip galvanizing layer is distributed irregularly or is not the same everywhere, in particular in such a way that a particularly high amount of aluminum is contained on the outside and, in addition, there is also an increased amount of aluminum directly or immediately on the base material.
  • the increased amount of aluminum on the base material is due to - without wishing to be limited to this theory - the fact that there is a high affinity between the aluminum and the iron, so that part of the aluminum diffuses to the base material.
  • the aluminum concentration is therefore relatively low, particularly in the interior or in the "middle" of the (total) hot-dip galvanizing layer.
  • the (total) layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized iron or steel component can vary in other areas:
  • the hot-dip galvanized iron or steel component can have a (total) hot-dip galvanizing layer with a total layer thickness of at least 30 pm, in particular at least 35 pm, preferably at least 40 pm, particularly preferably at least 45 pm.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component can have a (total) hot-dip galvanizing layer with a total layer thickness of at most 500 pm, in particular at most 450 pm, preferably at most 400 pm, particularly preferably at most 300 pm.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component can have a (total) hot-dip galvanizing layer with a total layer thickness in the range from 30 pm to 500 pm, in particular in the range from 35 pm to 450 pm, preferably in the range from 40 pm to 400 pm, particularly preferably in the range from 45 pm to 300 pm.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component can be designed to be bendable to 90° at least substantially without impairing the corrosion protection performance.
  • the hot-dip galvanized component has a very high corrosion protection performance even after a 90° bend.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component in particular with a base material thickness of the iron or steel component of at least 2 mm and a total layer thickness of the (total) hot-dip galvanizing layer of at least 30 pm, after 90° bending with a residence time of at least 1,000 h, in particular at least 1,250 h, preferably at least 1,500 h, particularly preferably at least 1,750 h, very particularly preferably at least 2,000 h, in the salt spray test, in particular according to DIN EN ISO 9227, at least substantially no red rust formation, preferably no red rust formation.
  • Red rust is primarily the corrosion products of iron and steel (iron oxides) and indicates damage to the substrate that was originally intended to be protected by the hot-dip galvanized layer. Red rust is therefore formed when there is insufficient corrosion protection.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component in particular with a total hot-dip galvanizing layer of at least 350 g/m 2 , with a residence time of at least 1,000 h, in particular at least 2,000 h, preferably at least 5,000 h, particularly preferably at least 8,000 h, very particularly preferably at least 10,000 h, in the salt spray test, in particular according to DIN EN ISO 9227, at least substantially no red rust formation, preferably no red rust formation.
  • state-of-the-art hot-dip galvanized iron or steel components can only remain in the salt spray test according to DIN EN ISO 9227 for about 800 hours without red rust formation with a hot-dip galvanizing layer of even 550 g/m 2 .
  • the hot-dip galvanized iron or steel components according to the invention can therefore remain in the salt spray test according to DIN EN ISO 9227 for a longer time without red rust formation and even with a lower layer thickness of the hot-dip galvanizing layer.
  • this improvement in corrosion protection performance is due to the special multi-layer or multi-phase structure of the (overall) hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized iron or steel component according to the invention, in particular to the presence of an at least partially multi-phase and/or at least partially layered hot-dip galvanizing layer with Zn/Al/Fe phases.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component according to the invention is also associated with a large number of completely unexpected advantages, special features and surprising technical effects, the following description of which makes no claim to completeness, but illustrates the inventive character of the present invention:
  • the hot-dip galvanized iron or steel component according to the invention has a higher level of corrosion protection with the same thickness of the hot-dip galvanized layer compared to a conventional pure zinc layer.
  • the hot-dip galvanized iron or steel component according to the invention has an at least partially multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer, which consists of Zn/Al/Fe phases.
  • the hot-dip galvanizing layer has high corrosion protection properties and high ductility.
  • the hot-dip galvanizing layer is very bright and therefore optically of particularly high quality.
  • These Zn/Al/Fe phases may in particular comprise Zn, ZnAl, ZnFe and/or AlFe phases; this is particularly the case when the hot-dip galvanizing is carried out using an aluminium-alloyed or aluminium-containing zinc melt.
  • a non-aluminium alloyed or non-aluminium-containing zinc melt is used for hot-dip galvanizing, a multi-phase and/or at least partially layered (total) hot-dip galvanizing layer is provided, which consists of Zn and ZnFe phases.
  • the hot-dip galvanized layer according to the invention has high corrosion protection properties and high ductility.
  • this hot-dip galvanized layer is very bright and therefore visually particularly high-quality.
  • the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention containing Zn/Al/Fe phases cannot be obtained by known processes.
  • the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention thus provides other properties that cannot be achieved by known hot-dip galvanizing layers obtainable in one-stage processes.
  • the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention can be provided with a higher layer thickness than a conventional aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc layer (ie an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc layer which is applied directly or immediately to a component without an existing zinc layer), in particular since the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention is not limited by a maximum achievable layer thickness (as in the case of an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer customary in the prior art by the formation of an Fe/Al barrier layer).
  • the layer thickness of the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention is essentially not limited, as is the case with an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer that is customary in the prior art and obtainable by a single-stage hot-dip galvanizing process.
  • hot-dip galvanizing layers with a high aluminum enrichment with a thickness of significantly more than 25 pm can therefore also be provided.
  • the hot-dip galvanizing layer of the hot-dip galvanized component according to the invention also has the advantages of an aluminum-containing or aluminum-alloyed hot-dip galvanizing layer, such as gloss, ductility and high corrosion protection properties.
  • a further subject matter of the present invention - according to a fourth aspect of the present invention - is the uses in connection with a hot-dip galvanizing process according to the present invention.
  • the subject matter of the present invention is the use of a hot-dip galvanizing process for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of a galvanized iron or steel component, wherein the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, is subjected to an activation treatment prior to hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, in such a way and/or with the proviso that the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment has an electrical resistance on the surface of the zinc layer of at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement, and wherein the galvanized iron or steel component subjected to the activation treatment is subsequently subjected to hot-dip gal
  • a galvanized iron or steel component can thus be regenerated, reprocessed or reused, in particular without the existing zinc layer having to be completely removed. This procedure is, as previously stated, particularly economical, ecological, economical, material-saving, resource-saving and involves little effort.
  • the subject matter of the present invention is the use of the electrical resistance on the surface of a zinc layer of a galvanized iron or steel component, in particular an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, for setting an activation treatment, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, for preparing the galvanized iron or steel component, in particular the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, for hot-dip galvanizing, in particular wherein the type and/or duration and/or intensity of the activation treatment depends on the electrical resistance on the surface of the zinc layer of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanized layer.
  • the electrical resistance on the surface of the zinc layer is at most 500 kQ • cm 2 , in particular determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and/or DIN 50918, in particular by means of potentiostatic polarization measurement, at least one flux treatment is carried out as an activation treatment.
  • the activation treatment is carried out at least initially with a pickling treatment and then with a flux treatment, in particular wherein a rinsing process is carried out after the pickling treatment and before the flux treatment, in particular by immersion in a water bath.
  • the process as a whole can be made particularly sustainable.
  • the electrical resistance is in particular a measure of the quality of the zinc layer and thus a measure of the necessary extent of the activation treatment.
  • Yet another object of the present invention is the use of the electrical resistance on the surface of a zinc layer of a galvanized iron or steel component, in particular of an iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, for determining the condition and/or quality of the zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of the iron or steel component having the zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, by means of subsequent hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
  • a hot-dip galvanizing layer for determining the condition and/or quality of the zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, for the regeneration and/or reprocessing and/or reuse of the iron or steel component having the zinc layer, preferably a hot-dip galvanizing layer, by means of subsequent hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
  • the galvanized iron or steel component is subjected to an activation treatment in preparation for hot-dip galvanizing, in particular an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment, preferably an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment, wherein the electrical resistance on the surface of a zinc layer is used and/or taken into account for adjusting the activation treatment.
  • an activation treatment comprising a chemical and/or mechanical treatment
  • an activation treatment comprising at least one chemical and optionally (additionally) a mechanical treatment
  • the type and/or duration and/or intensity of the activation treatment can be dependent on the electrical resistance on the surface of the zinc layer of the galvanized iron or steel component, in particular of the iron or steel component having a zinc layer, preferably a hot-dip galvanized layer.
  • Fig. 1 shows a hot-dip galvanized iron or steel component according to a particular embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a system according to the invention according to a particular embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a hot-dip galvanized iron or steel component 1 according to a particular embodiment of the present invention, wherein the iron or steel component 1 has a multilayer (total) hot-dip galvanizing layer 3 applied to the base material of the iron or steel component 2.
  • the multilayer or multiphase hot-dip galvanizing layer 3 comprises an at least partially multiphase and/or at least partially layered hot-dip galvanizing layer with Zn/Al/Fe phases.
  • the hot-dip galvanizing plant AZ comprises firstly a checking device ÜV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a spectroscopy device SV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a further measuring device MV', downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence an activation device AV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a drying device TE, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a spectroscopy device SV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a Measuring device MV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence, a hot-dip galvanizing device FZ, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence, a cooling device ÜV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a spectroscopy device SV, downstream and/or arranged downstream of it in the process sequence a further measuring device MV', downstream and/or arranged downstream of it
  • hot-dip galvanized steel sheets measuring 100 mm x 200 mm x 2 mm are subjected to different activation treatments.
  • the removal of the zinc layer is investigated.
  • the hot-dip galvanized steel sheets were galvanized in a so-called pure zinc bath according to DIN EN ISO 1461 and DASt guideline 022.
  • Bath A corresponds to a conventional dezincification bath with low acid and high zinc concentration.
  • galvanized steel sheets are immersed in bath A in a pure zinc bath and the layer thickness is measured at time intervals. The corresponding results are shown in Table 2:
  • Table 2 Zinc layer thickness as a function of time when immersed in bath A Bath B corresponds to a weaker version of Bath A. To determine the removal rate, steel sheets galvanized in a pure zinc bath are dipped into Bath B and the layer thickness is measured at time intervals. The corresponding results are shown in Table 3:
  • Bath C corresponds to a pickling solution used in conventional galvanizing processes (i.e. high iron and low zinc content).
  • conventional galvanizing processes i.e. high iron and low zinc content.
  • steel sheets galvanized in a pure zinc bath are immersed in Bath C and the layer thickness is measured at time intervals. The corresponding results are shown in Table 4:
  • baths A and B make it easy to pickle or strip galvanized components precisely and specifically.
  • bath C it is more difficult to pickle or strip galvanized components precisely and specifically.
  • Example 2 Dependence of the galvanizing result on the electrical resistance The relationship between the electrical resistance of the surface of the zinc layer and the galvanizing result of both hot-dip galvanizing in a pure zinc bath according to DIN 1461 and in an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc bath according to DIN 50997 is investigated.
  • steel sheets measuring 150 mm x 200 mm x 2 mm are galvanized in a pure zinc bath in accordance with DIN 1461.
  • the steel sheets are then exposed to oxidative conditions and, if necessary, corrosive conditions.
  • the top layer resistance is determined in accordance with DIN EN ISO 17475 and DIN 50918 using potentiostatic polarization measurement and the use of a gel electrolyte, and an activation treatment is carried out.
  • the activation treatment is either a flux treatment alone or a flux treatment and a pickling treatment with an intermediate rinsing step.
  • the flux used in the flux treatment is water-based and has the following ingredients (weight information based on the dry weight): 60% by weight zinc chloride and 40% by weight ammonium chloride, with the flux bath having a pH value of less than 5.
  • the pickling treatment is carried out with a pickling solution containing hydrochloric acid with a pH value of less than 5.
  • the resulting zinc layer is then assessed for defects, in particular whether the zinc layer is uniform and free of defects.
  • Table 6 Galvanizing results Defect-free galvanizing in a pure zinc bath in accordance with DIN 1461 or in an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc bath in accordance with DIN 50997 with only a flux treatment as an activation treatment is only possible with a top layer resistance in accordance with DIN EN ISO 17475 and DIN 50918 of less than 500 kQ • cm 2. With a top layer resistance in accordance with DIN EN ISO 17475 and DIN 50918 of more than 500 kQ • cm 2, a pickling treatment and a flux treatment are necessary to obtain a zinc layer without defects.
  • hot-dip galvanized steel sheets measuring 100 mm x 200 mm x 2 mm are hot-dip galvanized using a pure zinc bath according to DIN 1461 after storage under oxidative conditions for 48 hours according to the process according to the invention using an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc bath according to DIN 50997. Since the steel sheets each have an electrical resistance on the surface of the zinc layer of no more than 500 kQ • cm 2 , determined according to DIN EN ISO 17475 and DIN 50918, only a flux treatment is carried out before hot-dip galvanizing.
  • the flux used in the flux treatment is water-based and has the following ingredients (weight based on dry weight): 60 wt.% zinc chloride and 40 wt.% ammonium chloride, with the flux bath having a pH value of less than 5.
  • new (i.e., not having a zinc layer) steel sheets measuring 100 mm x 200 mm x 2 mm are hot-dip galvanized in accordance with the usual procedure in a pure zinc bath in accordance with DIN 1461 or in a zinc bath containing aluminum or aluminum alloy in accordance with DIN 50997.
  • the steel sheets are degreased, rinsed, pickled, rinsed, treated with a flux and dried in accordance with the usual procedure.
  • the steel sheets are tested in a straight or unprocessed form on the one hand and after bending by 90° (i.e. after cold forming) on the other hand in a salt spray test according to DIN EN ISO 9227 for 1008 hours.
  • the amount of white rust and red rust formed on the surface is then determined, with the proportion of the surface showing white rust or red rust being specified.
  • the white rust that forms is the corrosion products of the zinc (zinc oxide, zinc hydroxide, zinc carbonate and the like), which only affects the visual impression; it is therefore not material damage, as the base material remains intact or uncorroded.
  • the red rust that forms is the corrosion products of the iron or steel-based base material or component (namely iron oxides), which indicates material damage; red rust is therefore only formed when there is insufficient corrosion protection.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft 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, sowie eine entsprechende Anlage und ein auf diese Weise erhältliches feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil und die entsprechenden Verwendungen.

Description

Verfahren zur Feuerverzinkung von Bauteilen
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).
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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). 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 (ZnCI?) und Ammoniumchlorid (NH4CI), 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.
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.
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. Ein Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzuges in pm (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.
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.
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.
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.
Eine im Feuerverzinkungsbad eingesetzte Zink/Aluminium-Legierung weist gegenüber Reinzink verbesserte Fluiditätseigenschaften auf. Außerdem weisen Zinküberzüge, welche mittels unter Verwendung derartiger Zink/Aluminium- Legierungen 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.
Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/Aluminium- Schmelze 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. 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.
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.
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.
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.
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.
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. 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 Material- sowie Energieverbrauch, was sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch nachteilig ist. Darüber hinaus ist der Prozess insgesamt aufwendig und langwierig.
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.
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.
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.
Außerdem soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bereitgestellt werden, welche(s) energetisch effizienter und ressourcenschonender als herkömmliche Verfahren bzw. Anlagen ist. Darüber hinaus soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bereitgestellt werden, welche(s) nachhaltiger als herkömmliche Verfahren bzw. Anlagen ist.
Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem e r s t e n 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.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem z w e i t e n 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.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisenoder 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.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem v i e r t e n 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.
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. 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.
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.
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.
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.
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). 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.
Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem e r s t e n 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 kQ • 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 Eisenoder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, einer Feuerverzinkung unterzogen wird. 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.
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.
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.
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. 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.
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.
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 kQ • cm2 haben, gleichmäßige und vollständige Zinkschichten gebildet werden, welche hohe Korrosionsschutzeigenschaften bereitstellt und optisch hochwertig sind.
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.
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.
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.
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. 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.
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-)Feuer- verzinkungsschicht bereitgestellt, welche aus Zn/Al/Fe-Phasen besteht. Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-, ZnAI-, ZnFe- und/oder AlFe-Phasen umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
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.
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.
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.
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).
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 pm 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. 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.
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.
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 kQ • 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 Eisenoder Stahlbauteil, insbesondere das eine Zinkschicht aufweisende Eisen- oder Stahlbauteil, einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
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.
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.
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.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") sein.
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. 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.
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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 Eisenoder 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.
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 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
Bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • cm2 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 kQ • cm2 eine im Wesentlichen fehlerfreie und homogene sowie vollständige Zinkschicht in der Feuerverzinkung gebildet wird.
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. 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.
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 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
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 kQ • 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 Eisenoder 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.
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.
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.
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.
Gemäß einer besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in der Feuerverzinkung eingesetzte Zinkschmelze eine aluminiumlegierte und/oder aluminiumhaltige Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") sein. 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.
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.
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 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.
Bei einer Feuerverzinkung mit der zuvor definierten Zeitdauer wird insbesondere eine mehrphasige bzw. mehrschichtige Gesamtfeuerverzinkungsschicht gebildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass nach der Feuerverzinkung eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht vorliegt.
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.
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.
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.
Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-, ZnAI-, ZnFe- und/oder AlFe- Phasen umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mindestens 30 pm, insbesondere mindestens 35 pm, bevorzugt mindestens 40 pm, besonders bevorzugt mindestens 45 pm, betragen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht höchstens 500 pm, insbesondere höchstens 450 pm, bevorzugt höchstens 400 pm, besonders bevorzugt höchstens 300 pm, betragen.
Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht im Bereich von 30 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, liegen.
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 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, liegt.
Eine aus dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierende (Gesamt-)Feuer- verzinkungsschicht 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.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass nach der Feuerverzinkung eine Abkühlbehandlung erfolgt.
Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das nach der Feuerverzinkung erhaltene Eisen- oder Stahlbauteil einer Abkühlbehandlung unterzogen wird.
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.
Auch kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass nach der Feuerverzinkung eine Nachbearbeitungsbehandlung erfolgt.
Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das nach der Feuerverzinkung erhaltene Eisen- oder Stahlbauteil einer Nachbearbeitungsbehandlung unterzogen wird.
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.
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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN IS0 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist. 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 kQ • cm2 bis 500 kQ • cm2, insbesondere im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 300 kQ • cm2, bevorzugt im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
Insbesondere kann die chemische Behandlung mindestens eine Beizbehandlung und/oder Flussmittelbehandlung umfassen.
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.
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. 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.
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.
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.
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 (ZnCI?), Ammoniumchlorid (NH4CI), Alkali- und/oder Erdalkalichloriden, insbesondere Kaliumchlorid (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), Aluminiumchlorid (AICI3), Silberchlorid (AgCI), Bleichlorid (PbCI?), Nickelchlorid (NiCI?), Bismutchlorid (Bids), Zinnchlorid (SnCI?), Manganchlorid (MnCI?), Cobaltchlorid (C0CI2) sowie deren Kombinationen.
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung als Inhaltsstoffe Zinkchlorid (ZnCl2) und gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere Kaliumchlorid (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), 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 (NH4CI), Aluminiumchlorid (AICI3), Silberchlorid (AgCI), Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Bismutchlorid (Bids), Zinnchlorid (SnCl2), Manganchlorid (MnCl2), Cobaltchlorid (C0CI2) sowie deren Kombinationen, umfasst. 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 (ZnCI?) und mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid, insbesondere Kaliumchlorid (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), umfasst.
Erfindungsgemäß kann es gemäß einer besonderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung frei von Ammoniumchlorid (NH4CI) ist; bzw. dass die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung zumindest im Wesentlichen kein Ammoniumchlorid (NH4CI) enthält.
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.
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.
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.
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. 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 (ZnCI?), 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 (NH4CI), 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 (NaCI), 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 (KCl), 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.-%.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die chemische Behandlung mittels Beizbehandlung in einem Beizbehandlungsmittel erfolgen.
Insbesondere kann die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem salzsäurehaltigen (HCI-haltigen) und/oder salzsäurebasierten (HCI-basierten) Beizbehandlungsmittel erfolgen, insbesondere wobei das Beizbehandlungsmittel einen pH-Wert von weniger als 5 aufweist.
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. 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.
Dabei können insbesondere die dreiwertigen Eisenionen (Fe3+-Ionen) die Beizwirkung verstärken.
Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das Beizbehandlungsmittel Zink mit einem Gehalt von mindestens 10 g/l enthält.
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.
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.
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.
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. 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.
Gemäß einer wiederum weiteren Ausführungsform kann die chemische Behandlung mittels einer Beizbehandlung und einer Flussmittelbehandlung erfolgen.
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.
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.
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.
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. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass die chemische Behandlung, insbesondere die Flussmittelbehandlung und/oder die Beizbehandlung, bei erhöhter Temperatur erfolgt.
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.
Wie zuvor ausgeführt kann im Rahmen der Aktivierungsbehandlung eine mechanische Behandlung erfolgen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die mechanische Behandlung eine abrasive Behandlung umfassen.
Insbesondere kann die abrasive Behandlung ausgewählt sein aus der Gruppe von Strahlen, insbesondere Sandstrahlen, Wasserstrahlen und/oder Trockeneisstrahlen, Abschleifen, Abbürsten, Lasern sowie deren Kombinationen.
Auch kann es möglich sein die chemischen Behandlung mit einer Strömung durchzuführen.
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.
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.
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 kQ • cm2 beträgt.
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.
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.
In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine Flussmittelbehandlung erfolgt.
Auch kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr als 500 kQ • 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. Die Oxidationsprodukte des Zinks, insbesondere Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkoxid- hydroxid, 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.
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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN IS0 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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN IS0 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisenoder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisenoder 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.
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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN IS0 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist, wobei nachfolgend das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisenoder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird, wobei der elektrische Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht des verzinkten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere des eine Zinkschicht aufweisenden Eisenoder 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 kQ • 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 kQ • 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.
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).
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.
Insbesondere kann/können die Messung und/oder die Messparameter des elektrischen Widerstands an die Zusammensetzung der Zinkschicht, insbesondere der Feuerverzinkungsschicht, angepasst werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einer Trocknungsbehandlung unterzogen werden. Die Durchführung einer Trocknungsbehandlung nach der Aktivierungsbehandlung und insbesondere unmittelbar vor der Feuerverzinkung hat den Vorteil, dass keine Flüssigkeit in das Zinkbad geschleppt wird.
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.
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.
Dabei kann die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von und/oder mittels Luft erfolgen.
Typischerweise erfolgt in diesem Zusammenhang die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung, insbesondere in mindestens einem Ofen.
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 Eisenoder Stahlbauteil, vor der Aktivierungsbehandlung einer Überprüfung unterzogen wird.
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.
Insbesondere kann die Überprüfung durch optische und/oder mechanische und/oder induktive und/oder elektrische und/oder chemische Verfahren erfolgen. 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.
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.
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.
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 vorzu bereiten, dass die Eignung hergestellt wird. 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.
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 vorzu bereiten, 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.
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.
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.
Weiterer Gegenstand - gemäß einem z w e i t e n 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.
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.
Gemäß einerweiteren 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.
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.
Insbesondere kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung zwischen der Feuerverzinkungsvorrichtung und der Aktivierungsvorrichtung angeordnet ist.
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. 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.
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.
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.
Es ist somit möglich, dass die erfindungsgemäße Anlage zwei oder mehr Messvorrichtungen zur Messung eines elektrischen Widerstands aufweist.
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.
Insbesondere kann die Flussmitteleinrichtung stromabwärts zur Beizeinrichtung und die Beizeinrichtung stromabwärts zur mechanische Aktivierungseinrichtung angeordnet sein. 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.
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.
Auch kann die Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands an der Oberfläche der Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, insbesondere stromabwärts zu der Aktivierungsvorrichtung angeordnet sein.
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. 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.
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.
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.
Die erfindungsgemäße Anlage kann somit gemäß einer besonderen Ausführungsform mehrere Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Widerstands aufweisen.
Auch kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung eine Abkühlvorrichtung angeordnet ist.
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.
Darüber hinaus kann in der erfindungsgemäßen Anlage stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung eine Nachbearbeitungsvorrichtung angeordnet sein.
Insbesondere kann die Nachbearbeitungsvorrichtung stromabwärts zu der Abkühlvorrichtung angeordnet sein. 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.
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.
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.
Insbesondere kann die Spektroskopievorrichtung zur Durchführung einer Messung mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) ausgebildet sein.
In diesem Zusammenhang kann die Spektroskopievorrichtung mindestens einen Laser und mindestens einen Detektor, insbesondere ein Spektrometer, umfassen.
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.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass stromabwärts zur Aktivierungsvorrichtung eine Trocknungseinrichtung, insbesondere ein Ofen angeordnet ist.
Gemäß einer wiederum weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann stromaufwärts zur Aktivierungsvorrichtung eine Überprüfungsvorrichtung angeordnet sein. 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.
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.
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.
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.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisenoder Stahlbauteil, erhältlich nach einem zuvor beschriebenen Verfahren und/oder erhältlich in einer zuvor beschriebenen Anlage.
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 kQ • 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 Eisenoder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen worden ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungs- schicht aufweist.
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.
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.
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-, ZnAI-, ZnFe- und/oder AlFe- Phasen umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die entsprechende Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
Sofern bei der Herstellung von einer nicht-aluminiumlegierten bzw. nichtaluminiumhaltigen Zinkschmelze bei der Feuerverzinkung ausgegangen wird, wird eine mehrphasige und/oder zumindest teilweise geschichtete (Gesamt-)Feuer- verzinkungsschicht bereitgestellt, welche aus Zn- und ZnFe-Phasen besteht.
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. Weiterhin kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einem Aluminium-Konzentrationsgradienten aufweist.
Des Weiteren kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die mehrphasige und/oder mehrschichtige, insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht einen Aluminium-Konzentrationsgradienten aufweist.
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.
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 pm, insbesondere mindestens 35 pm, bevorzugt mindestens 40 pm, besonders bevorzugt mindestens 45 pm, aufweisen.
Darüber hinaus kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einer Gesamtschichtdicke von höchstens 500 pm, insbesondere höchstens 450 pm, bevorzugt höchstens 400 pm, besonders bevorzugt höchstens 300 pm, aufweisen. Weiterhin kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einer Gesamtschichtdicke im Bereich von 30 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, aufweisen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil zumindest im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung der Korrosionsschutzleistung 90°-biegbar ausgebildet sein.
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.
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 pm, 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.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zeigt eine zuvor genannte Verweilzeit im Salzsprühnebeltest ohne Rotrostbildung eine hohe Korrosionsschutzleistung.
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. Insbesondere weist das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil, 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, auf.
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/m2. 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.
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.
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. 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.
Diese Zn/Al/Fe-Phasen können insbesondere Zn-, ZnAI-, ZnFe- und/oder AlFe- Phasen umfassen; dies ist insbesondere der Fall, wenn die Feuerverzinkung unter Verwendung einer aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelze durchgeführt wird.
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.
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.
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.
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).
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 pm 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.
Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen feuerverzinkten Eisenoder 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.
Schließlich sind weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem v i e r t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendungen im Zusammenhang mit einem Feuerverzinkungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
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 kQ • 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 Eisenoder Stahlbauteil einer Feuerverzinkung unterzogen wird.
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.
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 Eisenoder Stahlbauteils, erfolgt.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine Flussmittelbehandlung erfolgt.
Auch kann es vorgesehen sein, dass bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr als 500 kQ • 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.
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.
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). 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.
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 Eisenoder Stahlbauteils, erfolgen.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN IS0 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, als Aktivierungsbehandlung zumindest eine Flussmittelbehandlung erfolgt.
Darüber hinaus hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von mehr als 500 kQ • 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.
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. 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.
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.
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.
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.
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.
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 Aktivierunqsbehandlunq auf die Zinkschichtdicke
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.
Die feuerverzinkten Stahlbleche wurden in einem sogenannten Reinzinkbad gemäß DIN EN ISO 1461 und DASt-Richtlinie 022 verzinkt.
Anschließend erfolgt eine Aktivierungsbehandlung in einem der nachfolgenden Bäder A bis C und die Zinkschichtdicke über die Zeit wird ermittelt.
Tabelle 1 : Verwendete Aktivierungsbäder
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 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
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 Insgesamt lassen sich aus den durchgeführten Versuchen die folgenden Abtragraten ermitteln:
Tabelle 5: Abtragraten
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 Verzinkunqserqebnisses vom elektrischen Widerstand 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.
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.
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. Anschließend wird die erhaltene Zinkschicht auf Mängel bewertet, insbesondere ob die Zinkschicht gleichmäßig und fehlerfrei ist.
Tabelle 6: Verzinkungsergebnisse 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 kQ • cm2 möglich. Bei einem Deckschichtwiderstand gemäß DIN EN ISO 17475 und DIN 50918 über 500 kQ • cm2 ist eine Beizbehandlung und eine Flussmittelbehandlung notwendig, um eine Zinkschicht ohne Mängel zu erhalten.
Beispiel 2: Korrosionsschutzleistunq
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 kQ • cm2, 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.
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. 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.
Anschließend werden alle Zinkbleche mit einer ZINQ® duropass-Passivierung behandelt (Passivierung mit Chrom(lll)).
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
Tabelle 8: Ergebnisse der um 90° gebogenen Bleche 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.
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.

Claims

Patentansprüche:
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 kQ • 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 Anspruch 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 Anspruch 1 oder Anspruch 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Anspruch 8, wobei die Aktivierungsbehandlung durchgeführt wird derart und/oder mit der Maßgabe, dass das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisenoder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • 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 Ansprüche, 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 Anspruch 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 kQ • 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 Ansprüche, 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 kQ • 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 Ansprüche 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 Ansprüche 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 Ansprüche 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 Ansprüche 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 Ansprüche 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 Ansprüche 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, wobei nach der Feuerverzinkung eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht vorliegt; insbesondere wobei bei der Feuerverzinkung eine mehrphasige und/oder mehrschichtige, insbesondere mehrphasige, (Gesamt-)Feuerverzinkungs- schicht 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 Ansprüche, wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mindestens 30 pm, insbesondere mindestens 35 pm, bevorzugt mindestens 40 pm, besonders bevorzugt mindestens 45 pm, beträgt; und/oder wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht höchstens 500 pm, insbesondere höchstens 450 pm, bevorzugt höchstens 400 pm, besonders bevorzugt höchstens 300 pm, beträgt; und/oder wobei die Gesamtschichtdicke der nach Durchführung des Verfahrens resultierenden (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht im Bereich von 30 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, 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 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, liegt.
24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 Ansprüche, wobei das der Aktivierungsbehandlung unterzogene verzinkte Eisen- oder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • 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 kQ • cm2 bis 500 kQ • cm2, insbesondere im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 300 kQ • cm2, bevorzugt im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt im Bereich von 0,0001 kQ • cm2 bis 200 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN EN ISO 17475 und/oder DIN 50918, insbesondere mittels potentiostatischer Polarisationsmessung, aufweist.
26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der elektrische Widerstand der Deckschichtwiderstand, insbesondere der Polarisationswiderstand der Deckschicht (Zinkschicht bzw. Feuerverzinkungsschicht), ist.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 (ZnCI?), Ammoniumchlorid (NH4CI), Alkali- und/oder Erdalkalichloriden, insbesondere Kaliumchlorid (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), Aluminiumchlorid (AICI3), Silberchlorid (AgCI), Bleichlorid (PbCI?), Nickelchlorid (NiCI?), Bismutchlorid (Bids), Zinnchlorid (SnCI?), Manganchlorid (MnCI?), Cobaltchlorid (C0CI2) 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 (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), 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 (NH4CI), Aluminiumchlorid (AICI3), Silberchlorid (AgCI), Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Bismutchlorid (Bids), Zinnchlorid (SnCl2), Manganchlorid (MnCl2), Cobaltchlorid (C0CI2) 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 (KCl) und/oder Natriumchlorid (NaCI), umfasst; und/oder insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung frei von Ammoniumchlorid (NH4CI) ist; und/oder insbesondere wobei die Flussmittelzusammensetzung der chemischen Behandlung zumindest im Wesentlichen kein Ammoniumchlorid (NH4CI) 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 Anspruch 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 (ZnCI?), 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 (NH4CI), 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 (NaCI), 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 (KCl), 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 Ansprüche, wobei die chemische Behandlung mittels Beizbehandlung in einem Beizbehandlungsmittel erfolgt; insbesondere wobei die Beizbehandlung der chemischen Behandlung mit einem salzsäurehaltigen (HCI-haltigen) und/oder salzsäurebasierten (HCI- basierten) 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Anspruch 36, wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • 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 kQ • 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 Ansprüche, 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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • 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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • 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 Ansprüche, 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 kQ • cm2, insbesondere höchstens 300 kQ • cm2, bevorzugt höchstens 250 kQ • cm2, besonders bevorzugt höchstens 200 kQ • 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 kQ • 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 kQ • 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Anspruch 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 Anspruch 42 oder Anspruch 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 Ansprüche, 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 Eisenoder 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 Ansprüche, wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung (AV) zur Aktivierung des verzinkten Eisenoder 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 Anspruch 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 Anspruch 46 oder Anspruch 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, insbesondere eine Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anlage die folgenden Vorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:
- eine Aktivierungsvorrichtung (AV) zur Aktivierung des verzinkten Eisenoder 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 Anspruch 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 Anspruch 49 oder Anspruch 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 Ansprüche, wobei stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (FZ) eine Abkühlvorrichtung (AK) angeordnet ist.
54. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, wobei stromabwärts zur Aktivierungsvorrichtung (AV) eine Trocknungseinrichtung (TE), insbesondere ein Ofen angeordnet ist.
57. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Ansprüche 1 bis 45.
60. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil (1 ), erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und/oder erhältlich in einer Anlage gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
61. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil (1 ), insbesondere feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach Anspruch 60, wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1 ) dadurch erhältlich ist, dass ein verzinktes Eisen- oder Stahlbauteil, insbesondere ein eine Zinkschicht, vorzugsweise Feuerverzinkungsschicht, aufweisendes Eisenoder 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 Eisenoder Stahlbauteil einen elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchstens 500 kQ • 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 Anspruch 61 oder Anspruch 62, wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1 ) eine (Gesamt-)Feuer- verzinkungsschicht (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 Ansprüche, wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1 ) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einer Gesamtschichtdicke von mindestens 30 pm, insbesondere mindestens 35 pm, bevorzugt mindestens 40 pm, besonders bevorzugt mindestens 45 pm, aufweist; und/oder wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1 ) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einer Gesamtschichtdicke von höchstens 500 pm, insbesondere höchstens 450 pm, bevorzugt höchstens 400 pm, besonders bevorzugt höchstens 300 pm, aufweist; und/oder wobei das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil (1 ) eine (Gesamt-)Feuerverzinkungsschicht mit einer Gesamtschichtdicke im Bereich von 30 pm bis 500 pm, insbesondere im Bereich von 35 pm bis 450 pm, bevorzugt im Bereich von 40 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 45 pm bis 300 pm, aufweist.
64. Feuerverzinktes Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 m, 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 Ansprüche, 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 Ansprüche, jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Ansprüche 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 kQ • cm2, insbesondere bestimmt gemäß DIN ENIS0 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 Eisenoder 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 Eisenoder 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 Anspruch 68, wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kQ • 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 kQ • 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 Eisenoder 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 Eisenoder Stahlbauteils mittels nachfolgender Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).
71. Verwendung nach Anspruch 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 Anspruch 70 oder Anspruch 71 , wobei bei einem elektrischen Widerstand an der Oberfläche der Zinkschicht von höchsten 500 kQ • 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 kQ • 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 Ansprüche, jeweils gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der Ansprüche 1 bis 66.
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