DE19811447C2 - Draht auf Basis von Zink und Aluminium und seine Verwendung beim thermischen Spritzen als Korrosionsschutz - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist Draht auf Ba­ sis von Zink und Aluminium, welcher verwendbar ist beim thermischen Spritzen als Korrosionsschutz, insbesondere als Korrosionsschutz gegen hohe Luftfeuchtigkeit und hohe Chloridionenkonzentrationen z. B. in Meeresumgebung, Streusalz etc.

Drähte zum thermischen Spritzen bestehen bisher entwe­ der aus Feinzink, aus einer reinen Zink/Aluminium-Legie­ rung mit 15 Gew.-% Aluminium oder Aluminium mit 5 Gew.-% Magnesium.

Der Nachteil von thermisch aufgespritzten Oberflächen aus Feinzink oder Zink mit 15 Gew.-% Aluminium besteht darin, daß diese unter den oben genannten Bedingungen schnell und stärker korrodieren als Aluminium mit 5% Ma­ gnesium. Deshalb sind für Zink- und Zink-Aluminium-Be­ schichtungen, unter Feuchte und Chloridbelastung, weitere Schutzmaßnahmen wie Lacküberzüge notwendig.

Im Kondenswassertest nach DIN 50018-KFW 0,2 s zeigt sich eine starke Korrosion von Feinzink, während sich Zink mit 15% Aluminium deutlich günstiger verhält.

Aber auch Beschichtungen aus Aluminium und 5% Ma­ gnesium, die gegen hohen Feuchtigkeitsgehalt und hohe Chloridionen hohe Stabilität zeigen, korrodieren beim Kon­ denswassertest stärker als Zink mit 15 Gew.-% Aluminium.

Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, Zink­ draht auf Basis von Zink und Aluminium zur Verfügung zu stellen, welcher sowohl im Kondenswassertest als auch im Salzsprühtest gemäß DIN 50021 gute Korrosionsbeständig­ keit aufweist und somit nach Möglichkeit die Korrosionsbe­ ständigkeit von Aluminium mit 5% Magnesium auch gegen hohe Luftfeuchtigkeit und hohen Chloridionengehalt, d. h. dem Salzsprühtest gemäß DIN 50021 aufweist oder sogar noch korrosionsbeständiger ist.

Diese Aufgabe wurde jetzt gelöst durch Draht auf Basis von Zink und Aluminium, welcher außer Zink sowie den üblichen Verunreinigungen 8 bis 33 Gew.-% Aluminium und bis zu 500 ppm Indium enthält. Vorzugsweise enthält dieser Draht 10 bis 24 Gew.-% Aluminium und 10 bis 300 ppm Indium.

Ganz besonders bevorzugt ist Draht mit einem Gehalt von 15 bis 22 Gew.-% Aluminium und 20 bis 200 ppm Indium.

Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn der Gehalt an üblichen Verunreinigungen so niedrig wie möglich gehalten wird. Insbesondere sollte so wenig wie möglich Kupfer, Ei­ sen und Blei in der Legierung enthalten sein.

Als Ausgangsmaterial für den Draht können prinzipiell alle Zinkqualitäten gemäß EN 1179 verwendet werden, wo­ bei Zinksorten der Qualität Z1 bis Z4 bevorzugt sind, da sie deutlich weniger Blei, Eisen und Kupfer enthalten als erfin­ dungsgemäß erwünscht ist.

Als Legierungskomponente Aluminium können prinzi­ piell die Qualitäten gemäß EN 576 eingesetzt werden, die den gestellten Reinheitsanforderungen genügen.

Der erfindungsgemäße Draht kann durch übliche Verfah­ ren hergestellt werden, nämlich durch Gießen der flüssigen Legierung als Gießstrang mit anschließendem Walzen und Ziehen. Für diese Verfahren sind wiederum Legierungen mit nur 10 bis 24 Gew.-% Aluminium bevorzugt, da Legierun­ gen mit höherem Aluminiumgehalt schwieriger zu verarbei­ ten sind.

Der erfindungsgemäße Draht kann in bisher üblicher Weise zum thermischen Spritzen eingesetzt werden, bei­ spielsweise durch Drahtflammspritzen oder Drahtlichtbo­ genspritzen. Diese Verfahren unterscheiden sich vor allem durch verschiedene Prozeßtemperaturen und damit auch durch unterschiedliche Auftragswirkungsgrade.

Aus den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsbei­ spielen geht hervor, daß der neue Draht deutlich verbesserte Eigenschaften aufweist und in der Summe seiner Eigen­ schaften dem gesamten Stand der Technik überlegen ist.

Beispiel 1

Aus der anliegenden Abb. 1 geht hervor, daß beim Kon­ denswassertest nach DIN 50018-KFW 0,2 s Reinzink die schlechtesten Werte besitzt, aber auch Aluminium mit 5 Gew.-% Magnesium stark korrodiert. Der bisher übliche Draht aus Zink mit 15 Gew.-% Aluminium weist hierbei gute Werte auf. Durch Zugabe von 400 ppm Indium wird das Verhalten weder verbessert noch verschlechtert. Zink­ drähte mit 22, 33 und 55 Gew.-% Aluminium weisen bereits schlechtere Werte auf. Zinklegierungen mit mehr als 25 Gew.-% Aluminium lassen sich zunehmend schwieriger zu Draht verarbeiten.

Beispiel 2

Die gleichen Drähte wie im Beispiel 1 wurden dem Salz­ sprühtest nach DIN 50021 - ss unterworfen. Die Ergebnisse sind in der Abb. 2 wiedergegeben. Hieraus ergibt sich, daß wiederum Feinzink die schlechtesten Ergebnisse liefert und obendrein in erheblichem Umfang Rotrostbildung zeigt. Demgegenüber zeigt bisher für derartige Bedingungen gewählte Aluminium mit 5% Magnesium deutlich bessere Werte und keine Rotrostbildung.

Zink mit 15% Aluminium ist demgegenüber wesentlich weniger korrosionsbeständig und zeigt Rotrostbildung. Durch Zusatz von mehr Aluminium zum Zink, nämlich 22%, 33% und 55% wird zwar das Korrosionsverhalten ge­ genüber nur 15% Aluminium deutlich verbessert, jedoch wird noch immer Rotrostbildung beobachtet. Erst durch Zu­ satz von 400 ppm Indium zu einer Zink/Aluminium-Legie­ rung mit 15% Aluminium werden Ergebnisse erzielt, die gleichwertig, wenn nicht sogar besser sind als mit Alumi­ nium dem 5% Magnesium zugesetzt sind. Insbesondere bei nur kurzzeitiger Auslagerung ist diese Legierung sogar dem Aluminium mit 5% Magnesium überlegen.

Beispiel 3

Drähte auf Basis von Zink und Aluminium enthaltend 22 Gew.-% Aluminium und steigenden Mengen an Indium wurden dem Salzsprühtest nach DIN 50021 - ss ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in der Abb. 3 zusammengestellt, wobei zum Vergleich noch einmal Feinzink und Zink mit 15% Alu­ minium mit dargestellt sind. Hieraus ergibt sich, daß bereits 20 ppm Indium zu einer erheblichen Verbesserung des Kor­ rosionsverhaltens führen und durch steigende Mengen von Indium das Korrosionsverhalten weiter verbessert werden kann. Mengen von über 500 ppm Indium sind weder preis­ lich zu verantworten, noch führen sie zu einer weiteren Ver­ besserung der Eigenschaften. Obendrein ist zu beachten, daß durch den Zusatz größerer Mengen von Indium die Ver­ arbeitbarkeit der Legierung zu Draht verschlechtert wird.

Beispiel 4

Orientierende Untersuchungen mit verschiedenen Rein­ heitsgraden von Zink und Aluminium ergaben, daß insbe­ sondere Verunreinigungen von mehr als 0,1 Gew.-% Kupfer und mehr als 0,1 Gew.-% Eisen zu verschlechterten Eigen­ schaften führen und insbesondere die interkristalline Korro­ sion verstärken, während es bei mehr als 1 Gew.-% Blei zu verschlechterten mechanischen Eigenschaften kommt.

Claims (5)

1. Draht auf Basis von Zink und Aluminium dadurch gekennzeichnet, daß er außer Zink sowie üblichen Verunreinigungen 8 bis 33 Gew.-% Aluminium und bis zu 500 ppm Indium enthält.

2. Draht gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er 10 bis 24 Gew.-% Aluminium und 10 bis 300 ppm Indium enthält.

3. Draht gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn­ zeichnet, daß er weniger als 0,1 Gew.-% Kupfer, weni­ ger als 0,1 Gew.-% Eisen und weniger als 1 Gew.-% Blei enthält.

4. Verwendung eines Drahtes gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 3 beim thermischen Spritzen als Korrosi­ onsschutz.

5. Verwendung gemäß Anspruch 4 als Korrosions­ schutz gegen hohe Luftfeuchtigkeit und hohe Chlori­ dionenkonzentrationen gemäß DIN 50021.