Zink-Nickel (Zn-Ni)

mit Zink-Nickel beschichteter Kabelsatzhalter Automotive

Das elektrolytische Beschichtungsverfahren Zink-Nickel (Zn-Ni) zeichnet sich durch sehr guten Korrosionsschutz und die hohe thermische Belastbarkeit aus.

Zink-Nickel-Beschichtung: Verfahren und Vorteile

Die Entwicklung der Zink-Nickel Überzüge resultiert aus den steigenden Anforderungen, insbesondere der Automobilindustrie, bezüglich des Korrosionsschutzes gegen Temperatur-, Streusalz- und Klimabelastungen. Znni-Beschichtungen kommen immer dann zum Einsatz, wenn die klassische galvanische Verzinkung durch hohe Temperaturen oder aggressive Umweltbedingungen überfordert ist. Die Ni Einbauraten liegen bei ca. 10-15%. Die Zn-Ni Oberfläche bietet höchsten kathodischen Korrosionsschutz und ist thermisch sehr gut belastbar (bis 120 °C). Zum Einsatz kommt die Oberflächenveredelung in der Regel auf Stahl, Fe-Guss und Sintermetallen.

Verfahren kann dabei unterstützen, die Herausforderungen der E-Mobilität zu meistern. Denn Zink-Nickel Oberflächen ermöglichen die Kontaktierung im Hochvoltbereich ebenso wie die Masserückführung und beeinflussen den Zerüttungsverschleiß positiv. Die Implementierung der Eigenschaften von Zink-Nickel-Schichten in Schichtsysteme weitet die möglichen Anwendungsfelder noch weiter auf.

Die Galvanisierung ist am Gestell und in der Trommel möglich. Zink-Nickel beschichtet die Holzapfel Group nach folgenden Normen: VW TL 244, DBL 8451, Opel GME 00252, GMW 0047, BMW GS 90010 und DIN 50962. Zn/Ni Normung bezüglich Salzsprühbeständigkeit (CrVI-freie Systeme) in Std. DIN EN ISO 9227

Cr(VI) freie Nachbehandlungen für Zink-Nickel-Oberflächen

  • Passivierungen sind erhältlich in schwarz oder transparent.
  • Top Coats (Versiegelungen) sind optional möglich, aber nicht immer nötig! Es werden verschiedene Systeme zum Einsatz gebracht, auch mit Gleitmittelzusätzen.
  • Für besondere Korrosionsschutzanforderungen empfehlen wir Transkorr, die transparente Zn-Ni Oberfläche mit besten Ergebnissen ohne Versiegelung.
  • Konservierungen von unbeschichteten Innenbereichen, wie z. B. an Rohrleitungen, aber auch Wärmebehandlungen (Tempern) zum Wasserstoffentzug im Anschluss an den Beschichtungsprozess komplettieren das Angebot.

Weitere Zink-Nickel-Verfahren für verschiedenste Anforderungen

  1. hohe Korrosionsbeständigkeit der Zn-Ni Schichten: keine voluminösen Korrosionsprodukte im Vergleich zu Zinkschichten
  2. Schutz vor Grundmetallkorrosion: höchster kathodischer Langzeitkorrosionsschutz
  3. Zink Legierung mit einem Ni-Anteil von 10-15 %
  4. höchster kathodischer Korrosionsschutz schon bei Schichtstärken ab 5μm
  5. hoher Langzeitkorrosionsschutz – Salzsprühbeständigkeit von 720 h Rotrost garantiert
  6. zuverlässiger Korrosionsschutz gegen Temperatur-, Streusalz- und Klimabelastungen
  7. keine Kontaktkorrosion im Verbau mit Aluminium
  8. thermisch sehr gut belastbar (bis 250 °C)
  9. Abhängig von den dekorativen Anforderungen kann die Oberfläche metallisch silbergrau und bläulich violett (irisierend) passiviert werden.
  10. wahlweise mit Versiegelung applizierbar (auch mit Gleiteigenschaften)
  11. Durch eine eigene Gestellentwicklung können rundum gleichmäßige Schichtdicke auch bei besonders dimensionierten Bauteilen sichergestellt werden.
  12. Wichtig für Elektromobilität: Zink-Nickel Oberflächen ermöglichen die Kontaktierung im Hochvoltbereich ebenso wie die Masserückführung und beeinflussen den Zerüttungsverschleiß positiv.
  13. für Gestell- oder Trommelware

VW TL 244

Normen, nach denen wir u.a. mit Zink-Nickel beschichten

DBL 8451.66

DBL 8451.76

DBL 8451.62

DBL 8451.72

DBL 8451.65

GS 90010-1

GMW 4700

Ford WSS-M21P51 (S-450)

DIN 50962

DIN 50979

Häufige Fragen (FAQ) zu Zink-Nickel

 

Welche Grundwerkstoffe sind mit Zink-Nickel beschichtbar?

Zink-Nickel wird meist auf Stahl, Eisenguss, Schmiedeteile und Sintermetalle aufgebracht (Eisenwerkstoffe).

Was ist der Unterschied zwischen Zink und Zink-Nickel?

Beide Verfahren werden galvanisch auf Metallbauteile aufgebracht. Im Gegensatz zur Verzinkung wird bei Beschichtungen mit Zink-Nickel eine Legierung mit Nickel-Einbaurate in Höhe von üblicher Weise 12 bis 15 % genutzt. Die Beschichtung mit Zink-Nickel hält deutlich höheren Temperaturbelastungen stand als die Verzinkung. Auch gegen aggressive Umweltbelastungen wie Streusalz und Klimaeinflüsse sind mit Zink-Nickel beschichtete Bauteile besser geschützt. Mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 180°C sind Zink-Nickel-Schichten auch im Motorraum einsetzbar.

Zudem sind Zink-Nickel-Schichten mit Aluminium kombinierbar. Während Zink im direkten Kontakt mit Aluminium zu Lochkorrosion führt, korrodiert Aluminium im Kontakt mit Zink-Nickel-beschichteten Stahlbauteilen so gut wie nicht (Kontaktkorrosion).

Welchen Einfluss haben unterschiedliche Nickeleinbauraten?

Die Nickeleinbauraten haben Einfluss auf den Korrosionsschutz: Bei zu viel oder auch zu wenig Nickelanteil wird der Korrosionsschutz negativ beeinflusst. Auch optische Veränderungen können sich ergeben; Schichten mit geringerem Nickelanteil sind heller, mit höherem Nickelanteil werden sie bläulicher.


Welchen Korrosionsschutz bieten Zink-Nickel-Schichten?

Zink-Nickel-Oberflächen bieten höchsten kathodischen Langzeitkorrosionsschutz. Sie halten im Salzsprühtest 720h Schutz gegen Rotrost stand.

Wie hoch ist die thermische Belastbarkeit von Zink-Nickel-Schichten?

Für die Temperaturbeständigkeit von Zink-Nickel-Beschichtungen spielen die einzelnen Schichten des Zink-Nickel-Überzugs und ihre Wirkung eine Rolle. Je nach Schicht ist die thermische Belastbarkeit unterschiedlich. Passivierungen sind in der Regel bis zu 120°C thermisch sehr gut belastbar. Belastungen bis zu 180° sind möglich. Die Schichthaftung zwischen dem Überzugsmetall Zink-Nickel und dem Grundmaterial ist hingegen auch bei 300°C noch gegeben. Weitere, ausführliche Informationen finden Sie hier: thermische Belastbarkeit von Zink-Nickel-Schichten.

Sind heutige Zink-Nickel-Verfahren Chrom VI-frei?

Ja, bei der Holzapfel Group werden ausschließlich CrVI-freie Passivierungen eingesetzt.

Wie funktioniert die Beschichtung mit Zink-Nickel?

Zink-Nickel wird elektrolytisch abgeschieden. Dabei wird an eine leitfähige Lösung, die in entsprechender Konzentration Metallionen enthält, Strom angelegt. Dadurch scheidet sich an den Elektroden eine metallische Schicht ab. Die Bauteile, deren Beschichtung erwünscht ist, stellen bei der metallischen Abscheidung die Kathode dar.

In welcher Schichtdicke wird Zink-Nickel aufgebracht?

Üblicher Weise wird Zink-Nickel mit einer Schichtstärke von 5-25 µm aufgebracht.

Wie ist der Schichtaufbau des Zink-Nickel-Schichtsystems?

Zink-Nickel wird häufig mit einer Passivierung und einer Versiegelung aufgebracht:

  • Zuerst wird Zink-Nickel mit einer Schichtdicke von 5-25 µm aufgebracht. Die ZnNi-Schicht dient als Korrosionsschutz für das Grundmaterial und opfert sich, bevor das darunterliegende Metall (Grundmaterial) angegriffen wird.
  • Als zweite Schicht folgt eine Passivierung mit einer Schichtstärke von ca. 0,1-0,3 µm. Diese Oxidationsschicht erschwert Umgebungsangriffe auf die Zink-Nickel-Schicht.
  • Zuletzt wird ggf. eine Versiegelung aufgebracht. Sie dient als Sperrschicht für Umwelteinflüsse und ist bspw. feuchtigkeitsabweisend. Die Versiegelung hat eine max. Schichtstärke vom 2 µm und erfolgt anorganisch (Porenversiegelung) oder als organischer Schichtaufbau.

 

Benötigen Zink-Nickel-Schichten eine Nachbehandlung?

In der Regel werden Zn-Ni-Oberflächen mit Cr(VI)-freien Nachbehandlungen versehen, etwa mit Passivierungen in transparent oder schwarz. Auch Top Coats (Versiegelungen) werden in unterschiedlichen Ausführungen eingesetzt, z. B. mit Gleitmittelzusätzen. Konservierungen von unbeschichteten Innenbereichen (bspw. bei Rohrleitungen) werden ebenfalls eingesetzt. Zur Wasserstoffentsprödung müssen bei hochfesten Bauteilen nach dem Beschichtungsprozess zudem Wärmebehandlungen (Tempern) durchgeführt werden.

Welche verschiedenen Zink-Nickel-Beschichtungssysteme gibt es?

ZnNi-Schichten gibt es in transparent und schwarz. Auch eine flexible (biegefähige) Variante ist erhältlich. Es handelt sich um ein korrosionsschützendes Verfahren und nicht um eine dekorative Beschichtung mit optischen Ansprüchen, daher kann das Erscheinungsbild je nach Bauteil, seiner Geometrie und dem verwendeten Beschichtungsverfahren variieren.

Zink-Nickel-Schichten können im sauren oder alkalischen Verfahren aufgebracht werden. Die Holzapfel Group bietet ausschließlich das alkalische Verfahren an.

Nach welchen Normen wird mit Zink-Nickel beschichtet?

Die Holzapfel Group bringt Zink-Nickel nach den folgenden Normen auf:

  • VW TL 244
  • DBL 8451.62/ .65/ .66/ .72/ .76
  • Opel GME 00252, GMW 0047
  • BMW GS 90010
  • Ford WSS-M21P51
  • DIN 50962 und DIN 19598 (ehemals DIN 50979)
  • Weitere Normen sind auf Anfrage möglich.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Was ist die Besonderheit des transparenten Zink-Nickel-Verfahrens?

Das transparente Zn-Ni-Verfahren Transkorr ist ein hochwertiges, Cr(VI)-freies Verfahren zum transparenten Korrosionsschutz. Vorteil der Beschichtung ist, dass mit der transparenten Zn-Ni Oberfläche behandelte Gestellware zur Erreichung eines hohen Korrosionsschutzes nicht zusätzlich versiegelt werden muss. Das sorgt für mehr Sicherheit, da Tropfenbildung auf Dichtflächen vermieden wird und Passmaße eingehalten werden. Auch der Handlingsaufwand verringert sich ohne zusätzliche Versiegelung. Das Verfahren ist bereits heute kobaltfrei und schützt Umwelt und Gesundheit. Transkorr überzeugt durch einen ausgezeichneten Korrosionsschutz (mind. 480h Weißrost/720h Rotrost), auch unter Temperaturbelastung.

In welchen Abmessungen kann Zink-Nickel aufgebracht werden und mit welchem Gewicht?

Das ist abhängig vom Bauteil und kann im Einzelfall sehr stark variieren. In der Regel können Bauteile von bis zu 4.000 mm Breite, 1.400 mm Höhe und 330 mm Breite mit Zn-Ni beschichtet werden. Je nach Anlage, in der beschichtet wird, kann dies variieren wie folgt:

VerfahrenHöhe in mmBreite in mmTiefe in mm
Zink-Nickel13002000300
Zn-Ni mit Versiegelung14004000330
Zink+Zink-Nickel14002800350


Kann Zink-Nickel auch mit anderen Verfahren kombiniert werden?

Ja, das Verfahren kann in Kombination mit der Kathaphoretischen Tauchlackierung KTL oder Pulverbeschichtung zusätzliche funktionelle oder optische Anforderungen abdecken. Zink-Nickel wird etwa in Kombination mit KTL in der Automobilindustrie häufig eingesetzt. Die Schichtkombination sorgt mit der widerstandsfähigen, abriebfesten Zn-Ni-Schicht für Oberflächen mit einem hohen Korrosionsschutz und verhindert Unterrostung. KTL sorgt für eine gleichmäßig schwarze Oberfläche. Das Beschichtungssystem hält noch höheren Belastungen stand als die Einzelschichten.

Was gibt es bei der Zink-Nickel-Beschichtung zu beachten im Hinblick auf die Bauteilgeometrie?

  • Schöpfende und luftblasenbildende Konstruktionen sollten vermieden werden, da sie durch Ansammlungen von Beschichtungsflüssigkeiten und Luftblasen zu Beschichtungsproblemen und Prozessstörungen führen können.
  • Es sollten geeignete Kontaktpunkte eingeplant werden, um die Bauteile sicher und verlustfrei am Beschichtungsgestell zu positionieren.
  • Dabei ist zu bedenken, dass die Kontaktstellen möglichst klein ausfallen sollten, um den Korrosionsschutz durch die sogenannte „Fernwirkung“ zu erhalten.
  • Materialdopplungen und -überlappungen sollten vermieden werden, da sich hier in den Spalten/Dopplungen Bearbeitungsmedien (Beschichtungsflüssigkeiten) ansammeln können. Das führt zur Medienverschleppung und kann Beschichtungsstörungen und Auskristallisationen (verfrühte Rostbildung) führen, wenn die Beschichtungsflüssigkeiten später wieder austreten

 

Sind Zink-Nickel-Oberflächen elektrisch leitfähig?

Zink-Nickel-Schichten sind grundsätzlich leitfähig; im Einzelfall ist dies für die konkrete Anwendung spezifisch abzuklären.

Wird Zink-Nickel am Gestell aufgebracht oder in der Trommel?

Die Zink-Nickel-Beschichtung ist am Gestell und in der Trommel möglich.

Weitere Zink-Nickel-Verfahren in der Übersicht:

Znni Beschichtungen für Stahlsubstrate sind das Mittel der Wahl, um eine Kontaktkorrosion zu Aluminium sicher zu vermeiden.

  • Automotive & Zulieferer (z. B. Halter und Rohrleitungssysteme im Motorraum mit hoher thermischer Beanspruchung, Drehteile (für Brems- und Magnetsysteme)
  • Baumaschinen
  • Feinwerktechnik
Verfahrensflyer Zink-Nickel zum Download Download
Zink Nickel Datenblatt HolzapfelGroup Download
Häufige Fragen (FAQ) zu Zink-Nickel Download
Whitepaper Zink-Nickel zum Dwonload als PDF Download
Lesen Sie hier mehr über die Zink-Nickel-Kompetenz der Holzapfel Group: Artikel aus der WOMag, Februar 2013 Download
Status Chrom-(VI)-freie Oberflächen der Holzapfel Group Download

Frank Schönberner

Telefon: +49-2772-5008-531
Fax: +49-2772-5008-541
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Aktuelle Infos zu Zink-Nickel

Weitere Informationen zur Zn-Ni-Oberfläche bieten Ihnen unsere FAQ (häufige Fragen zu Zn-Ni) sowie das Verfahrensdatenblatt Zink-Nickel (PDF). Einen umfassenden Überblick übert alle Zink-Nickel-Verfahren gewährt unser Whitepaper Zink-Nickel.

Lesen Sie zur Entwicklung der ZnNi-Beschichtung auch die Zink-Nickel-Artikelserie in unserem Oberflächen-Blog.

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