Beschichtungen für Industrieschrauben: Feuerverzinkung vs. PTFE/Xylan

Feuerverzinkung (HDG)

Die Feuerverzinkung (Hot-Dip Galvanising, HDG) ist das am weitesten verbreitete Korrosionsschutzverfahren für Stahlverbindungselemente im Außenbereich, im Bauwesen und in der Infrastruktur. Durch das Eintauchen der gereinigten Stahlteile in eine ca. 450 °C heiße Zinkschmelze entsteht eine metallurgisch gebundene Zink-Eisen-Legierungsschicht, die den Stahl kathodisch schützt.

Technische Parameter der Feuerverzinkung

• Normgrundlage: ASTM A153 (US) / ISO 1461 (international)
• Schichtdicke: 45–85 µm (je nach Substratdicke und Norm)
• Korrosionsbeständigkeit: 15–20 Jahre in C3-Umgebung (EN ISO 12944)
• Opferanodeneffekt: Zink schützt den Stahl auch an Schnittflächen und kleinen Beschädigungen
• Temperaturbeständigkeit: bis ca. 200 °C Dauertemperatur

Wichtige Anwendungshinweise für Feuerverzinkung

Übermaßmuttern: Die Schichtdicke von 45–85 µm pro Seite führt zu einer effektiven Gewindevergrößerung, die das normale Mutterngewinde blockiert. Für feuerverzinkte Schrauben sind daher stets Übermaßmuttern (Toleranzklasse 6AZ/6H nach ISO 965) zu verwenden. LOKRON liefert abgestimmte HDG-Sets mit vorgeprüftem Gewindepassmaß.

Wasserstoffversprödung (HE): Das Beizen vor dem Verzinken kann bei hochfesten Stählen (>1000 MPa / >32 HRC) Wasserstoff in die Stahlmatrix einbringen. Nach ASTM A143 und EN ISO 10684 ist ein Auslagern (Baking) bei 190–220 °C für mindestens 4 Stunden vorgeschrieben, um eingebrachten Wasserstoff auszutreiben. LOKRON empfiehlt, Feuerverzinkung nicht für hochfeste Schrauben der Güte 10.9 oder höher einzusetzen.

Weißrost in Chloridumgebungen: In chloridhaltiger Umgebung (Meeresatmosphäre, Tausalz) kann Weißrost auftreten. Empfohlen werden Zusatzmaßnahmen wie Chromatierung oder Versiegelung nach HDG.

PTFE- und Xylan-Beschichtungen

PTFE (Polytetrafluorethylen) und Xylan (Whitford-Fluorpolymer) sind organische Trockenschmierstoffbeschichtungen, die ursprünglich für kritische Flanschverbindungen in der Öl- und Gasindustrie entwickelt wurden. Sie bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit kombiniert mit definiertem Reibungskoeffizienten.

Technische Parameter PTFE/Xylan

• Schichtdicke: 12–25 µm (keine Übermaßmuttern erforderlich)
• Reibungskoeffizient: K = 0,10–0,13 (gegenüber K = 0,15–0,20 für Stahl blank)
• Korrosionsbeständigkeit: >1000 h Salzsprühtest nach ISO 9227
• Einsatztemperatur: −73 °C bis +232 °C (PTFE), bis +260 °C (Xylan 1424)
• Gallingbeständigkeit: hervorragend, insbesondere für austenitische Edelstahlschrauben

Kaltverschweißung (Galling) bei Edelstahlschrauben verhindern

Austenitische Edelstahlschrauben (A2/A4 bzw. ASTM A193 B8/B8M) neigen beim Anziehen stark zur Kaltverschweißung (Galling), da der natürliche Oxidfilm abgerieben wird. PTFE/Xylan-Beschichtung reduziert den Reibungskoeffizienten und verhindert das Festfressen zuverlässig. LOKRON empfiehlt standardmäßig PTFE-Beschichtung für alle Edelstahlschrauben in Flanschverbindungen ab DN 50.

Einfluss der Beschichtung auf Drehmoment-Vorspannkraft-Verhältnis

Da der K-Faktor bei PTFE/Xylan reproduzierbar auf 0,10–0,13 eingestellt werden kann, ermöglichen diese Beschichtungen deutlich präzisere Anzugsdrehmoment-Vorspannkraft-Verhältnisse. Dies ist entscheidend für kritische Flanschverbindungen nach ASME PCC-1 und EN 1591.

Elektrolytisch abgeschiedenes Nickel (ENP)

Für Anwendungen mit Betriebstemperaturen über 200 °C oder in stark alkalischen bzw. sauren Medien empfiehlt sich chemisch abgeschiedenes Nickel (Electroless Nickel Plating, ENP). ENP bietet:

• Gleichmäßige Schichtdicke (12–25 µm) auch an Gewindegängen und Innenflächen
• Härte nach Wärmebehandlung: bis 65 HRC
• Korrosionsbeständigkeit: >500 h Salzsprüh (Chlorid-Medien)
• Temperaturbeständigkeit: bis 400 °C (mittlerer Phosphorgehalt 6–9 %)

ENP ist die bevorzugte Wahl für Reaktorverbindungen in der chemischen Industrie, wo weder HDG noch PTFE die Temperaturanforderungen erfüllen.

Beschichtungsauswahl nach Anwendung

LOKRON liefert alle genannten Oberflächenbehandlungen mit vollständiger Prüfdokumentation (Schichtdickenmessung, Haftfestigkeitsprüfung, Salzsprühtest) und passt Beschichtungsspezifikationen an kundenspezifische Anforderungen an. Nehmen Sie Kontakt mit unserem technischen Team auf, um die optimale Beschichtungslösung für Ihre Anwendung zu ermitteln.