Beschichtungen : Zink-Thermo-Diffusion erhöht Korrosions- und Verschleißfestigkeit
Ein weiteres Verfahren findet durch die Aufwertung der Verfahrenstechnik in den letzten Jahren zunehmend Beachtung. Die sogenannte Zink-Thermo-Diffusion (ZTD) zeigt viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Korrosionsschutzverfahren und ist für die Beschichtung von unterschiedlichen Werkstoffen, wie unlegierter Stahl, Edelstahl, Kupfer, Gusseisen, Sintermetalle und Titan sowie Titanlegierungen geeignet. Ebbinghaus Verbund besitzt ein Patent für das ZTD-Verfahren in Kombination mit einer induktiven Beheizung und hat in seinem Technikum in Solingen die Zink-Thermo-Diffusion mit unterschiedlichsten Materialien erfolgreich getestet.
Gründe, die für eine Beschichtung durch das Zink-Thermo-Diffusion-Verfahren sprechen können vielfältig sein. So ist bei der ZTD die Wasserstoffversprödung prozesstechnisch ausgeschlossen, was besonders bei sicherheitsrelevanten und vergüteten Bauteilen, die oft hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, wichtig ist. Die Härte von ZTD-Schichten (300 bis 500 HV) ist z.B. höher als bei Zinklamelle, Feuerverzinkung sowie einigen galvanischen Zinkschichten und führt damit zu einer hohen Verschleißfestigkeit. Dies ist bei Werkstoffen von Vorteil, die hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Auch Werkstoffe wie Gusseisen oder Kupfer erhalten so eine härtere, verschleißfestere Oberfläche und nebenbei wird auch die Korrosionsbeständigkeit verbessert.
ZTD-Schichten besitzen eine raue Oberfläche, die sich durch den Prozess steuern lässt und somit eine gute Haftung für andere, nachfolgende Beschichtungen – Top Coats – bietet. Für spezielle Deckschichten kann die ZTD dadurch als Haftvermittler dienen. Kommt die ZTD z.B. bei Verschraubungen zum Einsatz, kann die rauere Oberfläche einer Lockerung der Schrauben entgegenwirken, besonders wenn diese Vibrationen ausgesetzt sind.
Die im Vergleich zum Feuerverzinken „relativ“ niedrige Prozesstemperatur von 350 bis 400°C beim ZTD-Verfahren gewährleisten, dass Eigenschaften durch vorangegangene Vergütungsprozesse nicht beeinflusst werden. Außerdem passen sich durch ZTD erzeugte Zinkschichten sehr gut an die Konturen komplexer Bauteile an.
Oft spielen bei der Entscheidung für das ZTD-Verfahren mehrere der hier genannten Vorteile eine Rolle. Ein Beispiel: Vergütete Federn müssen bei sicherheitsrelevanten Anwendungen frei von Wasserstoff sein, um eine Wasserstoffversprödung zu vermeiden. Gleichzeitig dürfen deren mechanische Eigenschaften nach dem Vergütungsprozess durch den Verzinkungsprozess nicht beeinflussen bzw. rückgängig gemacht werden. Da eine technische Feder eine komplexe Form hat, muss bei dem Verzinkungsprozess außerdem gewährleistet werden, dass sich die Zinkschicht gleichmäßig den Konturen des Bauteils anpasst. Weder galvanisches Verzinken noch das Feuerverzinken sind hier geeignet, da sie nicht alle Anforderungen gleichzeitig abdecken können. Die ZTD bietet sich hier als Alternative an, da alle gewünschten Eigenschaften für vergütete Federn durch dieses Verfahren gewährleistet werden: es findet keine Wasserstoffversprödung statt, die mechanischen Eigenschaften bleiben unbeeinflusst und es sind keine Nachbearbeitungen durch ungleichmäßige Zinkschichten notwendig, die zu höheren Kosten in der Produktion führen würden.