Galvanisches Verzinken: Badchemie, Vorbehandlung und Abwasserbehandlung

Das Wichtigste auf einen Blick

Badchemie: saure, alkalische und cyanidische Zinkelektrolyte

Zink lässt sich aus sauren und aus alkalischen Elektrolyten abscheiden. In sauren Bädern liefern Zinksulfat oder Zinkchlorid das Metall. Sie arbeiten mit hoher Stromdichte und scheiden schnell ab. Die Streufähigkeit ist gering, auf komplex geformten Teilen wird die Schicht ungleichmäßig.

Alkalische Bäder arbeiten mit Zinkat in Natronlauge. Sie streuen besser und eignen sich für dicht bestückte Gestelle. Die Abscheidung läuft langsamer, Additive steuern Glanz und Korngröße.

Cyanidische Zinkelektrolyte sind die klassische alkalische Variante. Cyanid hält das Zink als Komplex und stabilisiert das Bad. Der Stoff ist stark giftig. Abwasser aus cyanidhaltigen Prozessen wird getrennt erfasst und oxidativ entgiftet. Viele Betriebe haben auf cyanidfreie Systeme umgestellt.

Als Anode dient Zink in Platten- oder Kugelform, gehalten in Titankörben.

Vorbehandlung: Entfetten, Beizen und Spülen

Eine Zinkschicht haftet nur auf einer fettfreien und oxidfreien Oberfläche. Die Vorbehandlung läuft in festen Stufen ab:

Die Spülung ist der kritische Punkt. Ein Bauteil trägt nach dem Beizen Bad an der Oberfläche und in Bohrungen. Ohne Zwischenspülung gelangen Eisensalze und Säure in den Zinkelektrolyt. Dort stören sie die Abscheidung und verkürzen die Standzeit des Bades.

Badpflege, Standzeit und Störstoffe

Jedes Zinkbad altert, auch wenn die Anode Metall nachliefert. Eisen und Kupfer aus der Vorbehandlung gelangen über verschleppte Flüssigkeit ins Bad. Zersetzungsprodukte der Additive und Carbonate verändern Leitfähigkeit und Streufähigkeit. In cyanidischen Bädern entsteht Carbonat aus dem Kontakt mit Kohlendioxid aus der Luft.

Gegenmaßnahmen sind kontinuierliche Filtration, Behandlung über Aktivkohle und das Ausfrieren von Carbonat. Badanalysen nach Betriebsanweisung zeigen, wann nachdosiert oder ausgeschleust wird. Die Standzeit hängt von Durchsatz, Spültechnik und Teilegeometrie ab.

Schichtdicken und DIN EN ISO 2081

Die geforderte Schichtdicke richtet sich nach dem Einsatzfall. Für dekorative Beanspruchung im Innenbereich sind 5 bis 8 Mikrometer üblich. Im Außenbereich und bei stärkerer Korrosionsbelastung werden 12 bis 15 Mikrometer abgeschieden. Größere Dicken sind möglich, kosten aber Zeit und Strom.

Nach dem Verzinken folgt eine Nachbehandlung. Eine Passivierung verzögert die Weißrostbildung, eine Versiegelung schließt Poren. Ohne Nachbehandlung bildet sich auf Zink schnell Weißrost.

DIN EN ISO 2081 legt Anforderungen an galvanische Zinküberzüge mit zusätzlichen Behandlungen auf Eisen und Stahl fest. Die Norm nennt Schichtdickenklassen, Prüfverfahren und Vorgaben für die Nachbehandlung, etwa Passivierung oder Versiegelung. Die Klasse muss auf der Zeichnung stehen. Wie Normen aufgebaut und bezeichnet werden, erläutert der Überblick des DIN zu DIN-Normen.

Abwasserbehandlung nach Abwasserverordnung

Galvanikabwasser darf nicht unbehandelt in die Kanalisation oder in ein Gewässer gelangen. Die Abwasserverordnung enthält für die Metallbe- und -verarbeitung einen gesonderten Anhang mit Grenzwerten und Anforderungen an die Behandlung. Cyanidhaltige Abwässer dürfen nicht mit sauren Abwässern vermischt werden, weil dabei Blausäure entsteht.

Der anfallende Dünnschlamm enthält meist mehr als 95 Prozent Wasser. Nach der Entwässerung bleiben bis zu 40 Prozent Feststoff. Der Schlamm gilt als Abfall und wird verwertet oder beseitigt. Welche Verfahren dem Stand der Technik entsprechen, fasst das Umweltbundesamt zur Abwasserbehandlung zusammen.

Die Einhaltung der Grenzwerte weisen die Betriebe durch Probenahmen nach. Überwacht werden die Einleitungen von den Wasserbehörden der Länder.

Häufige Fragen

Welche Schichtdicke ist beim galvanischen Verzinken üblich?

Üblich sind 5 bis 15 Mikrometer. Die genaue Klasse legt die Zeichnung nach DIN EN ISO 2081 fest.

Warum werden cyanidhaltige Elektrolyte ersetzt?

Cyanid ist stark giftig und belastet Abwasser und Arbeitsschutz. Cyanidfreie alkalische und saure Bäder sind heute Standard.

Welche Vorbehandlungsschritte sind Pflicht?

Entfetten, Beizen, Dekapieren und Spülen. Ohne Zwischenspülung verschleppt das Bauteil Salze in das Zinkbad.

Was passiert mit dem Fällungsschlamm?

Er wird entwässert und als Galvanikschlamm verwertet oder beseitigt. Die Entsorgung richtet sich nach dem Abfallrecht.

Ist Wasserstoffversprödung ein Thema?

Bei hochfesten Stählen kann Wasserstoff in das Gefüge eindringen. Solche Teile werden nach dem Verzinken entlastend getempert.