Feuerverzinken von Schrauben und Muttern

Feuerverzinken erfolgt durch Tauchen in schmelzflüssigem Zink bei Temperaturen

von ca. 480°C (= thermische/ Niedrigtemperatur Feuerverzinkung) oder bei ca.

520°C (= Hochtemperatur-Feuerverzinkung). Dabei werden Schichtdicken nach

40μm bis etwa 100μm aufgetragen. In einem Schleuderverfahren gleich nach dem

Tauchen wird überschüssiges Zink entfernt.

In ISO 10684 (früher DIN 267-10) wurde der Hinweis aufgenommen, dass Schrauben ab

Festigkeitsklasse 10.9 und ab M 27 Durchmesser nicht hochtemperatur

verzinkt werden sollen. Hiermit flossen die Erkenntnisse aus der Studie der TU Darmstadt

über „Dehnungsinduzierte Spannungskorrosion in der Flüssigzinkphase bei der

Hochtemperaturverzinkung…“ in die Normung ein.

Der Korrosionsschutz ist aufgrund der erheblich größeren Schichtdicken im

Fertigungszustand wesentlich länger anhaltend als bei Teilen mit galvanischen

Zinküberzügen.

Die Kurzbezeichnung für Zinküberzüge durch Feuerverzinkung leitet sich aus dem

Verfahren ab = thermische Verzinkung = tZn.

Zinküberzüge durch Feuerverzinkung sind hellgrau bis mattgrau, das Aussehen ist

werkstoffbedingt und kein Qualitätsmerkmal des Korrosionsschutzes. Eine

Nachbehandlung wie Passivieren oder Chromatieren ist bei der Feuerverzinkung

nicht üblich, eine dadurch z. Bsp. bei Transport oder Lagerung auftretende

„Weißrostbildung“ ist zulässig.

Gemäß ISO 10684 beträgt die örtliche Mindestschichtdicke einheitlich für alle

Verbindungselemente min. 40μm, die mittlere Schichtdicke des Loses mindestens

50μm. Als Messstelle ist die Kopffläche oder die Kuppe am Gewindeende bei Bolzen

bzw. die Mitte der Schlüsselfläche bei Muttern zu verwenden.

Aus verfahrenstechnischen Gründen können Schichtdicken bei feuerverzinkten

Teilen je nach Art der Teile an verschiedenen Stellen deutlich größer als 40μm sein

(z. Bsp. an Schaft oder Kopf bis 100μm).

Die großen Schichtdicken erfordern für feuerverzinkte Gewindeteile besondere

Abmaße in den Gewindetoleranzen, dadurch ist eine Feuerverzinkung erst ab M8

(nach DIN 267-10 ab M6) durchführbar und ab M10 sinnvoll.

ISO 10684 lässt zwei Möglichkeiten zur Erscheinung der Schraubpassung nach dem

Feuerverzinken zu:

a)Gewindeuntermaß in das Bolzengewinde (Toleranz 6az vor Aufbringen des

Überzuges-Kennzeichen U) oder

b)

Gewindeaufmaß ins Muttergewinde (Toleranz 6AZ o

der 6AX-Kennzeichen Z oder X)

Die entsprechenden Bestellbezeichnungen sind zu

a) Sechskantschraube ISO 4014 – M12 x 80 – 8.8 U – tZn

b) Sechskantmutter ISO 4032 – M12– 8 Z – tZn

Für feuerverzinkte HV-Garnituren nach DIN EN 14399ff gilt zwingend Variante b).

Ein Nachschneiden des Bolzengewindes nach dem Feuerverzinken ist nicht zulässig!

Muttergewinde werden nicht feuerverzinkt, sondern nachträglich in den

feuerverzinkten Rohling geschnitten. Die durch die größeren Schichtdicken der

Feuerverzinkung erhöhte „Fernschutzwirkung“(kathodischer Fernschutz) des Zinkes

schützt das nicht verzinkte Muttergewinde bei der Verschraubung mit dem

feuerverzinkten Bolzen.

Bei den mit Untermaß vorgefertigten Bolzengewinde darf das Gewinde mit Überzug

durch Feuerverzinkung die Nulllinie h nicht überschreiten. Das feuerverzinkte

Bolzengewinde kann analog zu galvanischen Beschichtungen mit dem 6h-Gutlehrring geprüft
werden.

Bei Ausmaßen (Kopf, Schaft) kann durch die Zinkschicht ein geringeres Übermaß entstehen.

Artikel mit Hohlräumen (z. Bsp.Innensechskantschrauben, Hutmuttern etc.) sind für
Feuerverzinkung nicht geeignet.

Trotz der bei feuerverzinkten Schraubverbindungen verminderten

Flankenüberdeckung und reduzierter Spannungsquerschnitte gelten nach ISO 10684

abweichend zu DIN 267 -10 die mechanischen Eigenschaften nach ISO 898-1 für

Schrauben und ISO 898-2 für Muttern.

Lediglich für die Abmessungen M8 und M10 werden reduzierte Mindestbruchkräfte und
Prüfkräfte vorgeschrieben. Bei der Montage feuerverzinkter Schrauben und Muttern
-insbesondere bei zusätzlicher Schmierung des Gewindes- ist mit veränderten Reibbeiwerten
und Anziehdrehmomenten zu rechnen, die durch Versuch zu ermitteln sind.

Für feuerverzinkte HV-Verbindungen ist DIN 18800, EN 1993-1-8, EN 1090-2
(EUROCODE3) zu beachten.

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