Durchbruch in der Beschichtungstechnologie – Zink-Magnesium (ZM)

Das Hilti MT System, ein modulares Tragsystem für Installationen verschiedener Gewerke, wurde mit einem hochmodernen Korrosionsschutz für den langfristigen Einsatz in Innen- und Außenbereichen mit geringer bis mittlerer Umweltbelastung entwickelt. Durch die neueste Zink-Magnesium-Technologie bietet es eine kostenoptimierte, robuste und langlebige Lösung, die weniger Nacharbeit erfordert und gleichzeitig umweltbewusst ist.

Was ist Zink-Magnesium (ZM)?

Die Zink-Magnesium-Beschichtung (ZM) wird bereits auf den Rohstahl aufgebracht, bevor dieser zu den Endprodukten weiterverarbeitet wird. Die verwendete Legierung basiert auf Zink und enthält zusätzlich Magnesium sowie Aluminium (auch als ZnAlMg-Legierung bezeichnet). Die folgende Abbildung zeigt die Mikrostruktur dieser Beschichtung.

_{Abbildung 1: Mikroskopische Betrachtung von Feuerverzinkung und ZM-Beschichtung}

Es wird die Zink-Magnesium-Technologie (ZM) eingesetzt, die den Normen ASTM A1046 und EN 10346 entspricht und damit die nächste Evolutionsstufe im Korrosionsschutz für Außenanwendungen darstellt. Die ZM-Beschichtung bietet bei gleicher Schichtdicke einen deutlich besseren Korrosionsschutz als herkömmliche Zinkbeschichtungen (z. B. feuerverzinkte Beschichtungen). Dadurch ergänzt sie die Feuerverzinkungs-Lösung (FVZ) unserer Komponenten in idealer Weise.

Typischerweise wird eine Beschichtungsdicke von 24 µm aufgebracht, um eine vergleichbare – wobei Prüfungen eine deutlich bessere – Leistungsfähigkeit als eine herkömmliche Feuerverzinkung (FVZ) zu erreichen.

_{Abbildung 2: Diagramm zur Zinkschichtstärke und auftretenden Rotrost bei Salzsprühnebeltest}

EN 10346:2015

Kontinuierlich schmelztauchbeschichtete Flacherzeugnisse aus Stahl

ASTM A1046 / A1046M-17 (seit Februar 2017)

Standardspezifikation für Stahlbleche mit Zink-Aluminium-Magnesium-Legierungsbeschichtung, hergestellt im Schmelztauchverfahren

DIN 55634-1:2018-03

Korrosionsschutz tragender dünnwandiger Bauteile aus Stahl

JIS G3323:2012

Schmelztauchbeschichtete Stahlbänder und Stahlbleche mit Zink-Aluminium-Magnesium-Legierungsbeschichtung

Einschränkungen der Feuerverzinkung (FVZ)

Uneinheitlicher Korrosionsschutz des Produkts

• Aufgrund der Profilgeometrie von Montageschienen ist es schwierig, eine gleichmäßige Schichtdicke und Zinkqualität sicherzustellen. Dies kann zu Unterschieden bei Qualität, Korrosionsschutz und Robustheit führen.

• Die resultierende Zinkbeschichtung kann an den Innen- und Außenseiten eines Profils unterschiedlich ausgeprägt sein.

Herausforderungen bei der Montage

• Eine gleichmäßige Beschichtung im Bereich von Löchern ist schwierig zu erreichen. Dies kann zu vergleichsweise großen Toleranzen oder ungleichmäßigen Schichtdicken führen.

• Verzahnungen und andere Oberflächenstrukturen sind für die Feuerverzinkung nur bedingt geeignet. Dies kann die Funktionalität einschränken oder zu einer ungleichmäßigen Zinkschicht führen.

Empfindlichkeit bei Montage und Nutzung

• Die Sicherheit des Monteurs kann durch scharfe Kanten, Zinksplitter oder durch erstarrte Zinktropfen entstandene Erhebungen beeinträchtigt werden.

• Während der Montage können Beschädigungen oder Kratzer an der Beschichtung entstehen (z. B. durch bestimmte Montagepraktiken bei Standard-Montageschienen).

• Schnittkanten müssen nachträglich mit Zinkspray oder vergleichbaren Schutzmaßnahmen behandelt werden.

Nicht optimale Optik

• Aufgrund der Empfindlichkeit der Feuerverzinkung gegenüber Abrieb und Stoßbelastungen können während der Nutzung Beschädigungen auftreten.

• Feuerverzinkte Oberflächen weisen häufig ein ungleichmäßiges Erscheinungsbild auf.

_{Abbildung 3: Unebenheiten in der Oberfläche bei feuerverzinkten Produkten}

_{Abbildung 4: Gegenüberstellung der Produktionsschritte von feuerverzinkten Produkten zu ZM-Produkten}

• Weniger Nacharbeit: Dank der selbstheilenden Eigenschaften der ZM-Beschichtung ist bei Schnittkanten oder Beschädigungen keine Nachbehandlung (z. B. mit Kaltzinkspray) erforderlich

• Höhere Robustheit: Aufgrund der höheren Oberflächenhärte von ZM sind Beschädigungen der Beschichtung während Montage und Betrieb deutlich weniger wahrscheinlich

• Umweltfreundlichkeit: Der ZM-Beschichtungsprozess verursacht geringere CO₂-Emissionen während der Herstellung und vereinfacht die Logistik

• Kostenoptimierung: ZM wird bereits als Vorbeschichtung auf das Rohmaterial aufgebracht. Dadurch entfallen nachgelagerte Beschichtungsprozesse sowie die damit verbundenen Transportkosten

• Höhere Korrosionsbeständigkeit: Bei gleicher Schichtdicke bietet ZM mindestens den doppelten Korrosionsschutz im Vergleich zur Feuerverzinkung (FVZ)

_{Abbildung 5: Vorteile der Nutzung von ZM-beschichteten Profilen}

_{Abbildung 6: Exzellente Selbstheilungseigenschaften}

_{Abbildung 7: Das Zusammenwirken von Barrierewirkung und Selbstheilungseffekt sorgt für einen hervorragenden Korrosionsschutz}

_{Abbildung 8: Selbstheilungseffekts in einer verkehrs- und schadstoffbelasteten Umgebung}

_{Abbildung 9: Der Selbstheilungseffekt zeigt sich nach 9 Monaten in maritimer Umgebung deutlich (Dunkerque, Frankreich; 25 µm ZM-Beschichtung).}

_{Abbildung 10: 5‑jährige Prüfung in einer C5‑M‑Umgebung durch das Französische Korrosionsinstitut (FCI) (marine Umgebung in Brest, Frankreich, mit C5‑M‑Klassifizierung, 2 Meter von der Meeresküste entfernt)}

_{Abbildung 11: Mikroskopaufnahme - Korrosionsprodukte bilden eine besonders wirksame Schutzbarriere und erhöhen die Korrosionsbeständigkeit über die ursprüngliche Schutzwirkung der ZM-Beschichtung hinaus}

Beitrag zum Umweltschutz durch geringeren Energieverbrauch und hohe Langlebigkeit

• Geringerer Energieverbrauch: Vereinfachter Herstellungsprozess, da keine nachträglichen Beschichtungsprozesse erforderlich sind.

• Geringerer Ressourcenverbrauch: Reduzierter Zinkeinsatz, da für die gleiche Korrosionsbeständigkeit geringere Schichtdicken ausreichen.

• Niedrigerer CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu Edelstahl und Aluminium.

• Frei von gefährlichen Stoffen: Entspricht den europäischen REACH-Chemikalienvorschriften und unterstützt nachhaltige Gebäudezertifizierungen (z. B. LEED des U.S. Green Building Council).

• Deutlich verringerter Zinkaustrag in Böden.

• 100 % recycelbar ohne Qualitätsverlust.

• Verlängerte Produktlebensdauer.

_{Abbildung 12: Eine Lebenszyklusanalyse (LCA) belegt, dass die „Cradle-to-Gate“-Umweltwirkungen einer ZM-Beschichtung deutlich unter denen einer Feuerverzinkung (FVZ) mit 65 µm Zinkschicht liegen.*}

*nach ISO 14040

** Gemäß EN 15804, Modul „Produktphase“, einschließlich Rohstoffe, Transport und Herstellung

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