Zinkstahl ist die nachhaltigste Werkstoffkombination unserer Zeit, weil verzinkter Stahl:
Zink ist eines der häufigsten, natürlichen Elemente in der Erdkruste. Es zählt zu den lebenswichtigen Spurenelementen. In seiner metallischen Form ist Zink ein wertvoller Werkstoff, der beispielsweise in der Bauindustrie, der Architektur, der Automobilproduktion sowie im Maschinenbau eingesetzt wird. Das wichtigste Einsatzgebiet von Zink ist der Korrosionsschutz für Stahl durch Verzinken.
Feuerverzinken ist die effektivste Methode, um Stahl in Außenanwendungen vor Korrosion zu schützen. Nach einer gründlichen Vorbehandlung der Metall- und Stahlteile werden die geformten Werkstücke beim Feuerverzinken in ein ca. 450 °C schmelzflüssiges Zinkbad getaucht. Beim Verzinkungsvorgang bildet sich als Folge einer wechselseitigen Diffusion des flüssigen Zinks mit der Stahloberfläche ein Überzug verschiedenartig zusammengesetzter Eisen-Zink-Legierungsschichten. Durch die metallurgische Reaktion zwischen Stahl und Zink wird ein für atmosphärische und mechanische Belastungen widerstandsfähiger Korrosionsschutz erzielt – ein Unterrosten wird unmöglich.
In Analogie zur DIN EN ISO 1461: 2009-10 ‒ für das klassische Feuerverzinken ‒ sind seit 2020 auch Zink-Aluminium-Überzüge in einem dem allgemeinen gültigen Verfahrensstandard DIN 50997 geregelt. Das Dünnschichtverzinken erschließt dem Feuerverzinken weitere Anwendungsfelder wie dem Automobilbau.
Das thermische Spritzen für den Korrosionsschutz mit Zink und Zinklegierungen, auch „Spritzverzinken“ genannt, ist ein sehr vielseitig anwendbares Verfahren. Unter dem Aspekt „Das Zink kommt zum Stahl“ können Überzüge sowohl im Werk wie auch auf der Baustelle aufgetragen werden. Das Verfahren ist unabhängig von den Bauteilabmessungen und vom Stahlwerkstoff einsetzbar.
Die Dicke der Spritzschicht und damit die Lebensdauer des Korrosionsschutzes kann über einen weiten Bereich variiert werden. Unter Berücksichtigung der korrosiven Umgebungsbedingungen kann zwischen verschiedenen Spritzwerkstoffen ausgewählt werden. So werden zum Beispiel für den maritimen Bereich (Offshore Wind, Hafenanlagen) oder im allgemeinen bei chloridhaltigen Bedingungen (Verkehrsbauten, Chemieanlagen) Legierungen mit Aluminiumgehalten bis 22 % Aluminium aufgrund des besonders guten Korrosionsschutzes eingesetzt.
Die Stahloberfläche muss vor dem
Spritzverzinken gereinigt, entfettet und gestrahlt werden. Das Strahlen
geschieht mit scharfkantigem Strahlkorn (Grit) um eine gute Verbindung
der Spritzschicht mit dem Stahl zu erzeugen. Beim Spritzverzinken gibt es nur einen sehr geringen Wärmeeintrag in
das Bauteil. Dies gewährleistet, dass die Bauteiltoleranzen auch nach
dem Spritzen erhalten bleiben. Da es keine Trockenzeiten gibt, sind die Fertigungszeiten sehr kurz.
Das thermische Spritzen von Zink und Zinklegierungen ist in zahlreichen nationalen und internationalen Regelwerken dokumentiert. Die weltweite Norm DIN EN ISO 2063 beschreibt in zwei Teilen alle notwendigen Maßnahmen, von der Untergrundvorbereitung bis hin zur Qualitätsprüfung und der Qualifikation des Spritzpersonals umfassend.
Vor mehr als 5.000 Jahren beginnt die Geschichte des Stahls: Die Ägypter verarbeiten damals eisenhaltiges Meteroitengestein. Stahl, ein Mischmetall oder auch "Legierung" genannt, entsteht durch das Zusammenschmelzen mehrerer Stoffe. Im Gegensatz zu Roheisen besticht Stahl durch einen niedrigeren Kohlenstoffanteil. Das macht den Stahl weicher, so dass es sich nun gut schmieden und walzen lässt. Stahl ist elastisch, aber stabil und widerstandsfähig und deshalb ein beliebter Werkstoff.
Nach der DIN EN 10020: 2000-07 „Begriffsbestimmung für die Einteilung der Stähle“ wird Stahl als eine metallische Legierungen bezeichnet, deren Hauptbestandteil Eisen ist. In dem Register „Europäische Stähle“ findet sich die offizielle und aktuelle Zusammenstellung aller registrierten und in europäischen Normen enthaltenen Stahlsorten mit ihren Werkstoffnummern (EN 10027-2). Entsprechend der Einteilung in DIN EN 10020: 2000-07 enthält das Register ca. 2.500 europäische Stähle mit folgender Auflistung:
Der Wertstoff „Stahl“ ist durch seine Produktvielfalt und Einsatzfelder wie in Maschinen, Gebäuden oder Fahrzeugen von zentraler Bedeutung in den industriellen Wertschöpfungsketten und wird nahezu in allen Produktionsprozessen benötigt. Dieser Wertstoff wird aber auch genutzt und benötigt, um selbst Güter herzustellen, die oft selbst keinen Stahl enthalten.
Stahl ist somit ein permanentes Material, welches am Ende seines Lebenszyklus (EoL) beliebig oft ohne Qualitätsverluste wieder recycelt werden kann; damit ist er als Wertstoff einer Kreislaufwirtschaft geradezu favorisiert.
