Galvanneal vs. verzinkter Stahl: Die Unterschiede erklärt

Galvanneal vs. verzinkter Stahl

Die Verzinkung ist ein relativ gängiges Oberflächenbeschichtungsverfahren in der Stahlindustrie. Die Hersteller tauchen den Stahl in ein Bad aus geschmolzenem Zink, wodurch sich eine Zinkschicht bildet. 

Eine Variante dieses Produkts ist galvannealer Stahl, also verzinkter Stahl, der einer Wärmebehandlung unterzogen wurde. Beide Verfahren bieten Vorteile wie Korrosionsbeständigkeit und längere Lebensdauer, unterscheiden sich jedoch in ihren spezifischen Eigenschaften und Grenzen. 

Der Kern dieses Artikels besteht darin, die Unterschiede aufzuzeigen verzinktes Aluminium vs. verzinkter Stahl unter anderem in den Bereichen Fertigung, Korrosionsbeständigkeit und Kosten. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

 

Was ist verzinkter Stahl?

Galvanneal Stahlblechrolle

Galvannealed Stahl ist eine Stahlsorte, die durch eine Kombination aus Verzinkung und Glühen behandelt wurde. Zuerst erfolgt die Verzinkung, anschließend das Glühen oder die Wärmebehandlung. 

 

Wie sieht galvanisiertes Stahlblech aus?

Das Ergebnis dieser Stahlbehandlung ist eine matte, graue Oberfläche. Sie ist nicht so glänzend wie verzinkter Stahl, aber die graue Farbe ist gleichmäßig. Unten sehen Sie ein Bild eines galvannealed Blechs, um dieses Aussehen zu veranschaulichen.

Aussehen von galvanisiertem Stahl

Galvannealed Stahl besitzt ausgezeichnete Lackhaftungseigenschaften, die in der Haushaltsgeräte- und Automobilindustrie von großem Wert sind. 

 

Womit ist verzinktes Metall beschichtet?

Verzinktes Metall Die Oberfläche ist mit Zink beschichtet, das sich mit dem Metallsubstrat verbindet und so den verzinkten Stahl vor Korrosion schützt. Das Metall ist in diesem Fall Eisen oder Stahl. Aufgrund ihrer Eisennatur sind diese Metalle korrosionsanfällig und werden daher am häufigsten für dieses Verfahren verwendet. 

 

Herstellungsverfahren für galvanisierte Stahl

Die Herstellung von galvanisiertem Stahl umfasst zwei Hauptschritte: Feuerverzinken und Glühen. Diese beiden Schritte werden üblicherweise in einer Produktionslinie durchgeführt. 

Feuerverzinkung

Beim Feuerverzinken wird der Stahl in ein Bad aus geschmolzenem Zink getaucht. Das Bad ist heiß (815 °C bis 850 °C). Nach einer gewissen Einwirkzeit bildet die Reaktion von Eisen und Zink eine Zinkschicht. 

Temperm

Unmittelbar im Anschluss an die Verzinkung erfolgt das Glühen oder die Wärmebehandlung. Dabei wird der beschichtete Stahl auf eine Temperatur zwischen 550 °C und 600 °C erhitzt und diese Temperatur für eine gewisse Zeit gehalten. 

Galvanneal-Stahlverfahren

Durch das Erhitzen und die Wartezeit kann sich auf der Stahloberfläche eine Zink-Eisen-Legierung bilden. 

 

Vorteile von Galvanneal-Stahl

Verzinkter Stahl in individuelle Blechfertigung bietet überlegene Lackhaftung, gute Korrosionsbeständigkeit, verbesserte Umformbarkeit und bessere Schweißbarkeit, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichem verzinktem Stahl.

• Lackhaftung 

Ein wesentlicher und bemerkenswertester Vorteil von galvanisiertem Stahl ist die hervorragende Haftung von Lacken. Die raue und poröse Oberfläche der Beschichtung ist ideal zum Lackieren, selbst bei mikroskopischen Details. 

• Verschleißschutz

Galvannealed Stahl erzeugt eine widerstandsfähige Schicht auf dem Metall, die schwer zu durchdringen ist. Diese Schicht ist leistungsfähiger als die von verzinktem Stahl, da sie komplexer aufgebaut ist. 

• Bessere Schweißbarkeit

Die Zink-Eisen-Legierungsbeschichtung von galvanisiertem Stahl weist eine bessere Schweißbarkeit auf als eine reine Zinkbeschichtung. 

 

Einschränkungen von galvanisiertem Stahl

Galvanneal-Stahl hat mehrere Nachteile, darunter eine höhere Temperaturempfindlichkeit, höhere Produktionskosten aufgrund des zusätzlichen Arbeitsschritts und eine spröde Beschichtung.

• Temperaturempfindlichkeit

Galvannealed-Beschichtungen eignen sich nicht für Hochtemperaturumgebungen. 

• Höhere Produktionskosten

Diese Fertigungstechnologie ist aufgrund des zusätzlichen Glühprozesses tendenziell teurer als die Verzinkung. 

• Abblättern

Bei Umformprozessen auf Stahl kann die Beschichtung aufgrund ihrer geringen Duktilität leicht reißen. Dies äußert sich in Form von Abplatzungen und Rissen. 

 

Ist Galvanneal rostfrei?

Galvanneal-Stahl ist nicht hundertprozentig rostfrei. Die Leistungsfähigkeit dieser Beschichtung hängt jedoch stark von den Anwendungsbedingungen ab. Bei Oberflächenbeschädigungen ist der darunterliegende Stahl der Korrosion ausgesetzt. 

Die beste Lösung ist das Auftragen einer Farbschicht, wodurch die Rostschutzeigenschaften des Stahls deutlich verbessert werden können.

Was sind Beispiele für Produkte aus galvanisiertem Stahl?

Galvannealed-Stahlprodukte finden Anwendung in der Automobil-, HLK-, Energie-, Möbel- und Elektroindustrie. 

• Fahrzeugtechnik

Galvannealed Stahl wird aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit zur Herstellung von Automobilrahmen und -karosserien verwendet. Die Zink-Eisen-Legierungsbeschichtung schützt vor den rauen Umwelteinflüssen, denen Autos häufig ausgesetzt sind. 

• HLK-Produkte

Die HLK-Branche benötigt Bauteile wie Lüftungskanäle, die für verschiedene Verbindungen geschweißt werden müssen. Verzinkter Stahl eignet sich aufgrund seiner Schweißbarkeit, die eine vielseitige Fertigung ermöglicht, hervorragend für solche Anwendungen. 

Verzinktes Stahl-HLK-Teil

Da die Lackierbarkeit eine wesentliche Voraussetzung für diese Produkte ist, ist feuerverzinkter Stahl in der HLK-Branche beliebt. Kühlschränke beispielsweise verwenden dieses Material häufig für ihre Außenverkleidungen. 

• Bauprodukte

Galvanneal-Stahl für präzise Blechbearbeitung Das Verfahren findet auch in der Bauindustrie Anwendung, insbesondere dort, wo Anstricharbeiten erforderlich sind. Die gleichmäßige Zink-Eisen-Legierungsbeschichtung mit ihren guten Haftungseigenschaften bietet eine ideale Oberfläche für den Lackiervorgang auf Bauprodukten. 

Aufgrund dieser Eigenschaften sowie der relativen Härte, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit ist galvanisiertes Metall eine gute Wahl für Paneele, Türrahmen und Fensterrahmen sowie andere architektonische Produkte.  

• Elektronische Produkte

TDieser Stahl zeichnet sich durch ein attraktives Aussehen und eine schützende Oberfläche aus, die für verschiedene elektronische Produkte, wie z. B. Kühlschrankpaneele, elektrische Schalttafeln, Waschmaschinentrommeln und Computergehäuse, erforderlich ist. 

 

Was ist verzinkter Stahl?

Verzinkter Stahl ist kohlenstoffarmer Stahl mit einer schützenden Zinkschicht. Dieses Material bietet gute Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Langlebigkeit zu einem erschwinglichen Preis. Feuerverzinken ist das am weitesten verbreitete Beschichtungsverfahren, es gibt aber auch andere Techniken.

 

Wie sieht verzinkter Stahl aus?

Most verzinktes Blech Die Teile sind glänzend, aber das genaue Aussehen kann je nach chemischer Zusammensetzung des Stahls und der Abkühlgeschwindigkeit nach dem Verzinkungsprozess variieren. 

Hier ist ein Bild von verzinkten Stahlblechen. 

Verzinkte Stahlbleche

 

Der Verzinkungsprozess

Feuerverzinkung ist das gebräuchlichste Herstellungsverfahren für verzinkten Stahl. Es gibt jedoch alternative Verzinkungsverfahren, darunter thermisches Spritzen (oder Metallisieren), elektrolytisches Verzinken und Sherardisieren. 

Feuerverzinkung

Das Verfahren umfasst die Oberflächenvorbereitung, das Eintauchen in ein Bad aus geschmolzenem Zink, die Verbindung von Zink und Stahl sowie das abschließende Abkühlen. Der Erfolg bzw. die Qualität dieses Prozesses hängt maßgeblich von der Oberflächenvorbereitung ab.

Hier ist ein schematisches Diagramm für diesen Prozess;

Zinkverzinkungsverfahren

Andere Verzinkungsverfahren

Hier finden Sie weitere Details zu anderen Prozessen:

Thermisches Spritzen (oder Metallisieren)

Beim thermischen Spritzen wird Zink geschmolzen und zusammen mit Druckluft oder Druckgasen auf die Stahloberfläche gespritzt. Die Luft/die Gase liefern die für den Prozess notwendige Geschwindigkeit. 

Elektrolytisches Verzinken (Elektrogalvanisieren)

Bei diesem Verfahren wird Stahl mittels Elektrolyse mit Zink beschichtet. Das Metall befindet sich in einer Zinklösung, und es wird gleichzeitig Strom zugeführt. 

Sherardising

Dieses von Sherard Osborn Cowper-Coles entwickelte Verfahren beinhaltet das Aufbringen einer Zinkbeschichtung mittels thermischer Diffusion. Es wird bei einer Temperatur von bis zu 450 °C durchgeführt, um die Diffusion des Zinkmetallstaubs auf das Werkstück zu verbessern.

Sherardisierte Befestigungselemente

Vorteile von verzinktem Stahl

Verzinkter Stahl zeichnet sich gegenüber anderen unbehandelten Stahlsorten durch seine Langlebigkeit, Wirtschaftlichkeit, hohe Rostbeständigkeit und Wartungsfreiheit aus. Dies erklärt die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Materials, darunter: Automobilblech Teile, HLK-Komponenten und landwirtschaftliche Geräte. 

• Langlebigkeit 

Diese Stahlbeschichtung gewährleistet eine lange Lebensdauer von fünf Jahrzehnten oder mehr unter Standardbedingungen. In anspruchsvollen Anwendungen hält sie zwei Jahrzehnte.  

• Kosteneffizienz 

Da es sich lediglich um den Verzinkungsprozess ohne Glühen handelt, ist das Verzinken von Stahl kostengünstiger als das Glühen von Stahl. 

• Kann verzinkter Stahl rosten?

Ja, verzinkter Stahl kann rosten, aber nur, wenn die Zinkschicht beschädigt ist. Da jedoch die Beschichtung zuerst angegriffen wird, ist der darunterliegende Stahl gut geschützt. 

• Wartungsfreie Leistung

Diese Schutzbeschichtung ist eine einmalige Lösung mit geringen Anfangskosten. Danach ist sie wartungsfrei und somit kostengünstig.

 

Einschränkungen von verzinktem Stahl

Zu den Herausforderungen von verzinktem Stahl gehören die mögliche Entstehung schädlicher Zinkdämpfe beim Schweißen, die im Vergleich zu unbeschichtetem Stahl geringere Flexibilität, das höhere Gewicht aufgrund der Zinkbeschichtung und die Neigung zu Rissbildung bei extremen Umformprozessen.

• Malherausforderungen

Die Zinkbeschichtung lässt sich zwar überstreichen, ihre hohe Glätte stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Eine ausreichende Grundierung ist notwendig; dies kann die Anstrichzeit und -kosten erhöhen. 

Lackierung von verzinktem Stahl

• Schwierig zu schweißen

Es lässt sich auch schweißen, allerdings nicht ohne Probleme. Bei einer Zinkbeschichtung können Spritzer und Porosität auftreten. 

Was sind Beispiele für Produkte aus verzinktem Stahl?

Die Festigkeit und Anpassungsfähigkeit von verzinktem Stahl machen ihn zu einem bevorzugten Werkstoff in Blechdienstleistungeneinschließlich Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Bauwesen, Energie und Fertigung. 

Im Folgenden werden wir die Besonderheiten jeder dieser Branchen genauer betrachten.

Luft-und Raumfahrtindustrie

Flugzeugzellenstrukturen und Treibstofftanks sind perfekte Beispiele für Flugzeugteile aus diesem vielseitigen Material. Diese und andere Teile sollten korrosionsbeständig und generell zuverlässig sein – Anforderungen, die den Eigenschaften von verzinktem Stahlblech entsprechen. 

Automobilindustrie

Verzinkter Stahl ist ein gängiger Werkstoff im Automobilbau, insbesondere für Bremsanlagen, Karosserieteile, Abgasanlagen und Fahrwerkskomponenten. Seine Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit tragen dazu bei, dass diese und andere Bauteile wartungsfrei bleiben. 

Auto-Auspuff aus verzinktem Stahl

Baugewerbe

Träger, Fachwerke und andere Bauteile werden häufig aus verzinktem Stahl gefertigt, um die hohe Tragfähigkeit des Materials (ca. 350 MPa) mit Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik zu kombinieren.   

Energiewirtschaft

Dies ist eine weitere Branche mit unzähligen Einsatzmöglichkeiten für diese Stahlsorte – von Rahmenkonstruktionen über Türme und Transportsysteme bis hin zu Ölpipelines. Die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit des Materials steigern den Wert dieser Anwendungen. 

Fertigungsindustrie

Die Fertigungsindustrie verwendet zahlreiche Systeme und Komponenten, die die Widerstandsfähigkeit und Wartungsarmut von verzinktem Stahl erfordern. Dazu gehören Gehäuse und Rahmen. 

 

Sind verzinkter Stahl und Edelstahl dasselbe?  

Nein, verzinkter Stahl und Edelstahl sind unterschiedliche Produkte. Hier sind einige grundlegende Bereiche, in denen sich die beiden Metalle unterscheiden. 

Unterschiede in den Haupteigenschaften 

Edelstahl bietet im Vergleich zu verzinktem Stahl eine bessere Korrosionsbeständigkeit. Kratzer beeinträchtigen die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl nicht, anders als bei verzinktem Stahl. 

Bessere Ästhetik für Edelstahl

Glänzende Edelstahlbleche

Die überlegene Ästhetik von Edelstahl ist ebenfalls erwähnenswert. Edelstahl gibt es in verschiedenen Ausführungen, aber er sieht im Allgemeinen hochwertiger aus und fühlt sich auch besser an als verzinkter Stahl. Verzinkter Stahl verfärbt sich mit der Zeit mattgrau. 

Edelstahl ist teurer

Ein weiterer Unterschied liegt im Preis: Verzinkter Stahl ist die preisgünstigere Stahlsorte. 

Bessere Feuerbeständigkeit von Edelstahl

Während die Zinkbeschichtung von verzinktem Stahl unter Hitzeeinwirkung leicht schmilzt, verhält sich Edelstahl unter ähnlichen Bedingungen wesentlich besser, insbesondere wenn es sich um austenitischen Edelstahl handelt.

Vergleich von galvanisiertem Stahl mit verzinktem Stahl

Galvanneal-Stahl und verzinkter Stahl unterscheiden sich in sechs Hauptmerkmalen: Herstellungsverfahren, Beschichtungseigenschaften, Festigkeitseigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Duktilität im Herstellungsprozess.

Mehr zu diesen Abmessungen von feuerverzinktem Stahl im Vergleich zu verzinktem Stahl wird weiter unten erläutert: 

Unterschied 1: Das Beschichtungsverfahren – Wärmebehandlung für galvanisiertes Stahl

Die Herstellung von verzinktem Stahl unterscheidet sich von der von feuerverzinktem Stahl. Bei feuerverzinktem Stahl wird dem Verzinkungsprozess ein zusätzlicher Schritt hinzugefügt. 

Die Wärmebehandlung (Glühen) beinhaltet das Erhitzen des Materials auf eine Temperatur zwischen 550 °C und 600 °C und das Halten dieser Temperatur für eine vorgegebene Zeit. Durch das Glühen bildet sich eine Zink-Eisen-Legierungsschicht. 

Unterschied 2: Die Beschichtungseigenschaften sind unterschiedlich

Die Zusammensetzung und Dicke der beiden Beschichtungen unterscheiden sich. Während die Beschichtung bei Standardverzinkung hauptsächlich aus Zink besteht, ist die Beschichtung bei feuerverzinktem Stahl eine Zink-Eisen-Legierung mit einem Verhältnis von 90 % Zink zu 10 % Eisen. 

Verzinkte Beschichtungen sind in der Regel dicker als galvannealed Beschichtungen, wenn man die Zinkschicht berücksichtigt. Eine G90-verzinkte Schicht ist etwa 20 µm dick, im Vergleich zu 13 µm bei einer galvannealed Beschichtung. 

Unterschied 3: Verzinkter Stahl weist eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf.

Die Korrosionsbeständigkeit der Metalle korreliert mit der Schichtdicke. Das bedeutet, dass verzinkter Stahl in den meisten Fällen eine höhere Korrosionsbeständigkeit aufweist als Stahl mit einer feuerverzinkten Beschichtung.  

Feuerverzinkter Stahl bietet zwar eine gewisse Zeit Korrosionsbeständigkeit, gibt aber in rauen Umgebungen schließlich nach. Eine Lackierung der Oberfläche ist in der Regel eine optimale Methode, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. 

Unterschied 4: Verzinkter Stahl lässt sich leichter schweißen.

Das Schweißen von feuerverzinktem Stahl ist weniger anspruchsvoll als das Schweißen von verzinktem Stahl. Das Zink in der Beschichtung von verzinktem Stahl schmilzt leicht und erzeugt schädliche Dämpfe. Durch den Eisenanteil in der feuerverzinkten Beschichtung ist der Schmelzpunkt höher; der Verdampfungsprozess gestaltet sich schwieriger als bei verzinktem Stahl. 

Eine verzinkte Stahlschweißnaht

Unterschied 5: Verzinkter Stahl lässt sich besser umformen.

Verzinkter Stahl zeichnet sich durch eine höhere Umformbarkeit aus, wodurch er gebogen oder geformt werden kann, ohne die Oberflächenbeschichtung zu beschädigen oder zu reißen. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft in der Klimatechnik, bei Haushaltsgeräten und anderen Anwendungen, die komplexe Bauteile erfordern.

Im Gegensatz dazu neigt die galvanisierte Stahlbeschichtung bei extremen Umformprozessen zum Abblättern oder Abplatzen. Daher ist sie für die genannten Anwendungen weniger geeignet.  

 

Übersichtstabelle für galvanisiertes Stahlblech im Vergleich zu verzinktem Stahl

Hier ist eine Vergleichstabelle für verschiedene Eigenschaften von galvannealtem Stahl im Vergleich zu verzinktem Stahl: 

Immobilien	Galvanneal Stahl	Verzinkter Stahl
Oberflächenfinish	Einheitliches, mattgraues Erscheinungsbild	Glänzendes, glitzerndes Metallic-Finish
Beschichtungszusammensetzung	Eisen-Zink-Legierung (90 % Zink, 10 % Eisen)	Reine Zinkbeschichtung
Beschichtungshaftung	Superior	Gut
Korrosionsbeständigkeit	Gut für Innenanwendungen	Perfekt geeignet für Außenanwendungen
Kosten	Relativ höher aufgrund der Wärmebehandlung	Preisgünstiger, weil der Prozess einfacher ist.
Formbarkeit	Gut	Superior
Bearbeitbarkeit	Besser aufgrund der härteren Oberfläche	Moderat
Lackierbarkeit	Ausgezeichnet	Fair
Oberflächenhärte	Härter aufgrund der Eisen-Zink-Legierung	weicheres
Allgemeine Anwendungen	Haushaltsgeräte, Autoteile	HLK, Außenausrüstung

Fazit 

Galvanneal und verzinkter Stahl sind gängige Produkte, weisen aber jeweils spezifische Eigenschaften auf. Für den Anwender sind bei der Wahl zwischen verzinktem und unverzinktem Stahl Korrosionsbeständigkeit, Eignung für den Innen- oder Außenbereich, Kosten, Vielseitigkeit und ähnliche Faktoren zu berücksichtigen. Alle Details und Informationen zu Blechbearbeitungsdienstleistungen erhalten Sie bei ProleanTech. Kontaktieren Sie uns heute zu Anfrage.