Verzinkung vs. Vernickelung: Welche sollten Sie wählen?

Verzinkung vs. Vernickelung ist ein häufiger Bezugspunkt in Bezug auf die Metallveredelung. Diese beiden Methoden werden angewandt, um die Metalle zu schützen, ihre Leistung zu verbessern und die Lebensdauer der Produkte zu verlängern. Die Unterschiede zwischen diesen beiden Arten hängen von den Kosten, der Haltbarkeit und dem Aussehen ab. Bei der Oberflächenveredelung geht es nicht nur um das Äußere. Es geht um die Genauigkeit, mit der ein Produkt Rost, Verschleiß und Beschädigungen entgegenwirken kann. Selbst widerstandsfähige Metalle können Schaden nehmen, wenn keine geeignete Beschichtung vorhanden ist. Aus diesem Grund ist die Beschichtung ein wichtiges Verfahren in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Elektronikindustrie.

Verzinkung ist bekanntlich billig und effektiv. Es bildet eine dünne und praktikable Schutzschicht, die das darunter liegende Metall vor Rost schützt. Daher wird es bevorzugt für Schrauben, Muttern, Bolzen und viele andere kleine Produktelemente des täglichen Gebrauchs verwendet. Vernickeln ist dagegen stärker und haltbarer. Sie kann nicht so leicht abgenutzt werden und ist säurebeständig. Vernickeln ist außerdem eine helle, attraktive Oberfläche, die sich ideal für dekorative oder sichtbare Teile wie Autoverkleidungen, Gerätearmaturen oder Elektronikgehäuse eignet.

Bei der Abwägung zwischen Verzinkung und Vernickelung stellt sich die Frage: Was ist in Ihrer Situation besser geeignet? Die Antwort hängt davon ab, wo das Teil eingesetzt werden soll, wie viel Schutz es braucht und wie viel Sie bereit sind, dafür auszugeben.

In diesem Blog werden wir die beiden Verfahren, ihre Vorteile und Grenzen sowie die wichtigsten Bereiche, in denen sie am besten eingesetzt werden können, näher erläutern, um Ihnen bei der Entscheidungsfindung zu helfen.

Was ist Verzinkung?

Die Verzinkung ist eine weit verbreitete und kosteneffiziente Technik der Beschichtung. Dabei wird eine dünne Zinkschicht auf die Oberfläche eines Metalls, meist Stahl oder Eisen, durch ein Verfahren aufgebracht, das als Galvanisieren bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird eine Zinksalzlösung verwendet, um das unedle Metall einzutauchen, und es wird elektrischer Strom angelegt. Die Zinklösung gelangt auf die Oberfläche des Werkstücks und hinterlässt eine gleichmäßige und dünne Schicht.

Vorteile der Verzinkung

• Korrosionsbeständigkeit: Zink kann als Opferbeschichtung verwendet werden, so dass es zuerst korrodiert, bevor das andere darunter liegende Metall korrodiert. Dadurch wird die Lebensdauer des Teils erheblich verlängert.
• Geringe Kosten: Die Verzinkung ist im Vergleich zu anderen Verfahren eine kostengünstige Art der Beschichtung.
• Gutes Äußeres: Verleiht eine helle, glänzende Oberfläche, die mit Chromaten weiterbehandelt werden kann, um andere Farben (gelb oder klar) anzunehmen.
• Flexibilität: Geeignet für Muttern, Schrauben, Befestigungselemente und Autoteile.

Beschränkungen der Verzinkung

• Im Vergleich zu Nickel hat es eine kürzere Lebensdauer: Zink bietet selbst in den rauesten Umgebungen einen hohen Schutz, aber seine Lebensdauer ist geringer.
• Geringere Abnutzungsbeständigkeit: Dieses Material ist für Anwendungen mit hoher Reibung nicht geeignet.
• Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen: Verzinkung wird durch hohe Temperaturen beeinträchtigt.

Was ist Vernickeln?

Vernickeln ist ebenfalls eine gängige Veredelungstechnik, die jedoch im Vergleich zu Zink eine härtere, haltbarere und ästhetisch ansprechendere Oberfläche bietet. Das Verfahren kann auf zwei Arten durchgeführt werden:

Elektrolytische Vernickelung (Galvanik) - Ähnlich wie bei der Verzinkung wird das Rohmetall in eine Nickelsalzlösung eingelegt, und das Nickel wird durch Anlegen eines elektrischen Stroms auf der Oberfläche abgeschieden.

Die stromlose Vernickelung ist ein Verfahren, das keinen Strom benötigt. Vielmehr wird ein chemischer Prozess eingesetzt, um Nickel gleichmäßig auf der Oberfläche abzuscheiden, auch in komplexen Strukturen oder an sonst unzugänglichen Stellen.

Vorteile des Vernickelns

• Überlegenes Korrosionsschutzmittel: Nickel bildet eine Schutzschicht, in die keine Feuchtigkeit eindringen oder sich entwickeln kann. Chemisch Nickel ist besonders gut geeignet, um das Rosten zu verhindern.
• Höhere Härte und Verschleißfestigkeit: Nickelbeschichtungen sind härter als Zink und widerstandsfähiger gegen Reibung, Abrieb und intensive Nutzung.
• Besseres Aussehen: Nickeloberflächen sind glatt, glänzend und professionell. Sie werden für dekorative Zwecke verwendet.
• Universalität der Dicke: Bei dickeren Beschichtungen kann Nickel hinzugefügt werden, um den Schutz zu verbessern.

Beschränkungen der Vernickelung

• Übermäßige Ausgaben: Vernickeln ist im Vergleich zum Verzinken teurer, sowohl in Bezug auf das Material als auch auf das Verfahren.
• Potenzielle Sprödigkeit: Es gibt Situationen, in denen dicke Nickelbeschichtungen aufgrund ihrer Sprödigkeit zu Rissen neigen.
• Verfolgung der Umwelt: Die Vernickelung gilt im Vergleich zur Verzinkung als komplexere Abfallbehandlung.
• Langsamerer Produktionsprozess: Die Vernickelung ist in der Regel langsamer als die Verzinkung, was sich auf die Großserienproduktion auswirken kann.

Der Beschichtungsprozess

Verzinktes Verfahren

Die Oberflächenvorbereitung ist bei der Verzinkung sehr gründlich. Bevor eine Beschichtung durchgeführt werden kann, muss die Oberfläche, die in den meisten Fällen aus Metall, normalerweise Stahl oder Eisen, besteht, von Öl, Schmutz, Rost und Oxiden gereinigt werden. Zu diesem Zweck werden die Bauteile entweder in sauren oder alkalischen Flüssigkeiten gereinigt und anschließend abgespült, damit keine Rückstände zurückbleiben. Nach der Reinigung wird das Bauteil in ein elektrolytisches Bad mit einer Zinksalzlösung, meist Zinksulfat oder Zinkchlorid, eingelegt. Das Bad wird dann elektrisch aufgeladen. Diese Bewegung führt dazu, dass sich die Zinkionen im Medium bewegen und sich auf der Oberfläche des Grundmetalls ablagern. Das Ergebnis ist eine sehr dünne, gleichmäßige Zinkschicht, die das darunter liegende Zink bedeckt. Häufig wird eine Nachbearbeitung des beschichteten Bauteils durchgeführt, die zu einer höheren Korrosionsbeständigkeit führt und auch das Aussehen der Beschichtung verändern kann, indem sie gelb, schwarz oder klar wird. Die Verzinkung ist vergleichsweise schnell, preisgünstig und eignet sich hervorragend für die Massenproduktion von Eisenwaren und Fahrzeugteilen.

Vernickelungsprozess

Die Vorbereitung der Vernickelung erfolgt fast auf die gleiche Weise, wobei der erste Schritt die Reinigung ist. Die Oberflächen der Teile werden gut behandelt und sauber gemacht, damit die Haftung nicht durch Rückstände beeinträchtigt wird. Elektrolytische Vernickelung: Das Teil kommt in ein Bad mit Nickelsalzlösungen, z. B. Nickelsulfat, und es wird ein elektrischer Strom angelegt. Dadurch lagern sich die Nickel-Ionen auf der Oberfläche ab und bilden eine harte Schutzschicht. Ein anderes Verfahren, das eine Vernickelung ist und keinen Strom benötigt, ist die stromlose Vernickelung. Dabei wird das Teil in einige Chemikalien getaucht, darunter Nickelsalze und eine reduzierende Lösung wie Natriumhypophosphit. Dabei kommt es zu einer chemischen Reaktion, bei der sich das Nickel gleichmäßig auf dem Teil abscheidet. Dieses Verfahren hat gegenüber der elektrolytischen Abscheidung den Vorteil, dass es auch Vertiefungen, Rillen und andere komplexe Geometrien gleichmäßig bedeckt. Chemisch abgeschiedene Nickelschichten gelten als sehr hart und korrosionsbeständig, aber dieses Verfahren ist teurer als die galvanische Abscheidung und erfordert viel mehr Sorgfalt bei der Badchemie, dem pH-Wert und der Temperatur.

Verzinkung vs. Vernickelung: Hauptunterschiede

Bei der Wahl zwischen Verzinkung und Vernickelung sind die Kosten, die Haltbarkeit, das Aussehen, die Korrosionsbeständigkeit und die Eignung für die Anwendung alles Aspekte, die in Betracht kommen können. Schauen wir uns diese Aspekte nacheinander an.

1.     Korrosionsbeständigkeit

• Verzinkung: Sie bietet mäßigen Schutz unter mäßigen Bedingungen. Der Zinküberzug schützt den Stahl, indem er sich in Bereichen aufopfert, die hin und wieder Feuchtigkeit ausgesetzt sind, wie bei Schrauben, Muttern und Teilen. Aber das neue Licht ist nicht besser, wenn die Umgebung stark beansprucht wird und korrosiv ist, vor allem auf dem Meer.
• Vernickeln: Bietet ein höheres Maß an Feuchtigkeits-, Chemikalien- und Oxidationsbeständigkeit. Chemisch Nickel ist besonders korrosionsbeständig und wird häufig in der Schifffahrt, der Luft- und Raumfahrt und der Ölindustrie eingesetzt. 

Der Gewinner: Die Vernickelung dient dem langfristigen Korrosionsschutz.

2. Ausdauer / Tragbarkeit

• Verzinkung: weniger hart und verschleißfest. Verwendung der besten Komponenten, die nicht jedes Mal direkt verwendet werden können.
• Vernickeln: Härtere und kratzfestere, reibungsresistentere und verschleißfestere Vernickelung. Zur Verwendung auf Hochleistungsteilen oder beweglichen Teilen.

Der Gewinner: Vernickeln; Härte, Verschleißfestigkeit.

3. Kosten

• Verzinkung: It ist sowohl bei den Material- als auch bei den Prozesskosten wesentlich günstiger.
• Vernickeln: Die Kosten sind höher, weil das Rohnickel teurer ist, und auch die Verarbeitungszeit ist länger.

 Der Gewinner: Verzinkung zu kostengünstigen Lösungen.

4. Erscheinungsbild

• Verzinkung: reflektiert Licht und sieht gut aus, ist aber nicht so raffiniert wie Nickel. Es kann chromatiert werden, um verschiedene Oberflächen zu erhalten (klar, gelb, schwarz).
• Vernickeln: Professionelle, spiegelähnliche Oberfläche. Besser geeignet für ein Produkt, das sich an den Verbraucher oder Endverbraucher richtet (elektronische Produkte, Dekoration, Luxusprodukte).

 Der Gewinner: Vernickeln - um gut auszusehen.

5. Auswirkungen auf die Umwelt

• Verzinkung: In der Regel sind sie weniger umweltgefährdend. Die Behandlung der Abfälle wird einfacher.
• Vernickeln: Diese müssen entsorgt und restriktiver gehandhabt werden, da es sich um gefährliche Chemikalien handelt.

 Der Gewinner: Verzinkung auf seine Grünlichkeit.

Schnellvergleichstabelle

Industrielle Anwendungen der Zink- und Nickelbeschichtung

Beide Beschichtungsverfahren sind in der Industrie weit verbreitet; die meisten Menschen entscheiden sich jedoch je nach den verfügbaren Haushaltsmitteln, den Leistungsanforderungen und der Umweltsituation für ein Verfahren.

1. Autoindustrie

Verzinkung: Weitgehend in den Endkappen, Muttern, Schrauben und Befestigungselemente, Bremsteile verwendet. Diese Komponenten sollten aus hochwertigem Material bestehen, und der Korrosionsschutz muss nicht unbedingt hochwertige Oberflächen aufweisen. Die Verzinkung ist eine kosteneffiziente Methode für die Massenproduktion in der Automobilindustrie.

Vernickeln: Vernickeln Bei Zierleisten, Emblemen und Auspuffteilen kommt es immer auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Aussehen und Festigkeit an. Nickel wird auch elektrisch beschichtet; dies wird bei Teilen verwendet, die in rauen Umgebungen arbeiten müssen, wie z. B. Kraftstoffsysteme.

2. Luft- und Raumfahrtindustrie

Verzinkung: Kein typischer Überzug für die Luft- und Raumfahrt, da er keinen großen Korrosionsschutz bietet. Zink-Nickel-Legierungen (eine Kombination aus beiden) können jedoch gelegentlich als mäßiger Schutz verwendet werden.

Vernickeln: Es wird bevorzugt, da es eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist und auch rauen Temperaturen standhält. Vernickeln wird häufig für Teile von Flugzeugtriebwerken, Hydrauliksystemen und Fahrwerken verwendet.

3. Bauwesen & Infrastruktur

Verzinkung: Es gibt so viele Baubeschläge, die verzinkt werden, wie Schrauben, Nägel, Halterungen und Rohre. Es ist nützlich, da es Gebäuden, die unterschiedlichen Wetterbedingungen ausgesetzt sind, angemessenen Schutz bietet.

Vernickeln: im Bauwesen nicht so beliebt, weil es zu teuer ist, aber bei Geräten, die langfristig benutzt werden und eine saubere Oberfläche benötigen (z. B. dekorative Armaturen, Aufzüge und Rolltreppenteile).

4. Elektronische Geräte/Produkte

Verzinkung: Es wird auch bei internen Verbindungselementen verwendet, bei denen die ästhetische Schönheit keine Rolle spielt.

Vernickeln: Wird aufgrund seiner Leitfähigkeit, seines Verschleißes und seines glänzenden Aussehens häufig für Außenflächen wie Telefonabdeckungen, dekorative Geräteoberflächen und elektrische Anschlüsse verwendet.

5. Öl und Gas / Schwermaschinenbau

Verzinkung: nicht die beste Wahl, da die Umgebung von Offshore-Anlagen sehr korrosiv ist.

Vernickeln: Nickel ist der Standard, wenn es um Maschinen geht, die mit Salzwasser, Chemikalien und Hochdruckumgebung in Berührung kommen. Die stromlose Vernickelung ist das einzige Verfahren, das eine gleichmäßige Deckung auf den komplexesten Formen gewährleistet und daher auf diesem Markt von großem Interesse ist.

Welche sollten Sie wählen?

Letztendlich kommt es bei der Entscheidung zwischen Verzinken und Vernickeln darauf an, welche dieser Überlegungen für Sie am wichtigsten sind:

Verzinkung wählen, wenn

• Sie benötigen eine kostengünstige Lösung.
• Das Bauteil wird in gemäßigten Umgebungen eingesetzt.
• Und Sie beschichten Verbindungselemente, Bolzen oder allgemeine Beschläge.
• Umweltfreundlichkeit und Schnelligkeit der Herstellung sind wichtig.

Wählen Sie Vernickeln, wenn

• Sie benötigen eine langlebige Korrosionsbeständigkeit.
• Das Bauteil ist hoher Reibung, Chemikalien oder sengenden Temperaturen ausgesetzt.
• Erwartet wird eine besonders dekorative, professionelle Verarbeitung auf hohem Niveau.
• Sie sind in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt oder im Hochleistungsbereich tätig.

In anderen Branchen geht man so weit, Zink-Nickel-Legierungen zu verwenden, die so wirtschaftlich sind wie Zink, aber eine höhere Haltbarkeit als Nickel aufweisen. Die Vorteile dieses Hybridsystems wurden sowohl in der Automobilindustrie als auch in der Luft- und Raumfahrt genutzt.

Kostenaufschlüsselung: Zink vs. Nickel

Die Kosten sind einer der wichtigsten Faktoren. Im Durchschnitt:

1. Kosten für die Verzinkung: 0,10 bis 0,25 pro Quadratmeter.
2. Kosten der Vernickelung: 0.75-2.00$.

Dies bedeutet, dass die Verzinkung bis zu 10 Mal kostengünstiger ist als die Vernickelung, weshalb sie sich in der Massenproduktion so bewährt hat. Bei der Berechnung der langfristigen Betriebskosten zahlt sich die Vernickelung jedoch langfristig aus, da sie die Lebensdauer der Teile verlängert, so dass viel weniger Teile ersetzt werden müssen.

Erforderliche Materialien für die Beschichtung

Materialien für die Verzinkung

Die Verzinkung erfordert eine Reihe von Hilfsstoffen, um eine zufriedenstellende Endbearbeitung zu gewährleisten. Das unedle Metall ist am häufigsten Stahl oder Eisen, aber auch andere Metalle können verwendet werden. Das Zentrum des Galvanikbades ist eine Zinksalzlösung, die in der Regel aus Zinksulfat oder Zinkchlorid hergestellt wird. Sie dient der Leitung des elektrischen Stroms; dem Bad werden Chemikalien, so genannte Elektrolyte, zugesetzt. Der elektrische Strom, der die Bewegung der Zinkionen aus der Lösung auf die Metalloberfläche bewirkt, wird ebenfalls mit Hilfe einer Stromquelle erzeugt. Bei der Vorbereitung der Oberflächen werden alkalische, entfettende und saure Beizmittel verwendet, um Oxide, Schmutz und Öl zu entfernen. Nach der Beschichtung werden weitere Chemikalien zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu erhöhen und die Farbe des Werkstücks zu verändern, z. B. Chromate.

Materialien für die Vernickelung

Die Vernickelung hat eine noch anders zusammengesetzte Reihe. Das Entscheidende ist das Nickelsalzbad, das in der Regel aus Nickelsulfat, Nickelchlorid und gelegentlich auch aus Nickelcarbonat besteht. Elektrolyse Nickel Beim elektrolytischen Verfahren der galvanischen Vernickelung wird Gleichstrom benötigt, um die Nickel-Ionen auf die Oberfläche des Grundmetalls zu übertragen. Stromlose Vernickelung Die stromlose Vernickelung ist eine Methode der Beschichtung, die keinen Strom benötigt und auf einer reduzierenden Lösung namens Natriumhypophosphitlösung basiert. Wie bei der Verzinkung sind auch hier Reinigungslösungen und andere Chemikalien zur Oberflächenvorbereitung erforderlich, um eine starke Haftung der Nickelschicht zu erreichen. Manchmal werden dem Bad auch Aufheller und Stabilisatoren zugesetzt, um die Farbe und Qualität der Beschichtung zu verbessern. Da beim Vernickeln mehr schädliche Chemikalien verwendet werden, müssen mehr Materialien für die Behandlung von Abfällen und deren sichere Handhabung beschafft werden.

Trends in der Zukunft der Metallbeschichtung

Die Beschichtungsindustrie verändert sich aufgrund neuer Umweltanforderungen und industrieller Bedürfnisse sehr schnell. Hier sind einige der Trends, die die Zukunft bestimmen:

• Zink-Nickel-Legierungen: Eine neuere Legierung, die heute in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie häufiger verwendet wird, da sie einen gewissen Kompromiss zwischen Kosten und Leistung darstellt. Eine Zink-Nickel-Schicht kann bis zu 10-mal korrosionsbeständiger sein als reines Zink.
• Umweltverträgliche Prozesse: Die Unternehmen verzichten auf gefährliche Chemikalien wie sechswertiges Chrom und suchen nach umweltfreundlicheren Lösungen.
• Ausbau der erneuerbaren Energien und der E-Fahrzeuge: Mit der Entwicklung der erneuerbaren Energien und der zunehmenden Nutzung von Elektrofahrzeugen steigt die Nachfrage nach Nickelbeschichtungen aufgrund der zunehmenden Verwendung in Batterieteilen und Anschlüssen.
• Automatisierung und Präzision: Beschichtungsroboter ermöglichen es, Teile mit höchster Präzision zu beschichten, was zu weniger Ausschuss und höherer Konsistenz führt.

Letzte Worte

Sowohl die Verzinkung als auch die Vernickelung finden in der modernen Produktion Anwendung. Die Verzinkung ist einfach eine kostengünstige Lösung, während die Vernickelung die stärkere und luxuriösere ist. In vielen Branchen ist eine Mischung aus beidem am sinnvollsten, wenn eine Verzinkung für allgemeine Beschläge und eine Vernickelung für unternehmenskritische oder ästhetische Komponenten verwendet wird. Erstaunlich viele Innovationen, darunter die Zink-Nickel- und andere legierungs- und umweltfreundliche Verfahren, führen kaum dazu, dass eine Methode durch eine andere ersetzt wird, sondern vielmehr dazu, dass beide intelligent und nachhaltig eingesetzt werden. Es hängt alles von den Prioritäten ab: Zink ist gut, wenn man keine Zeit hat und etwas Praktisches braucht, Nickel, wenn Aussehen und Leistung nicht um jeden Preis vernachlässigt werden sollen.

FAQs

1. Zink oder Nickel - was ist die bessere Außenbeschichtung?

Außenanwendungen eignen sich in der Regel für Gabelstapler, die im Regen länger halten und langsamer oxidieren. Verzinkung ist ohne zusätzliche Beschichtung (z. B. Chromatierung) zu empfindlich für Außenanwendungen.

2. Ist es möglich, Zink- und Nickelbeschichtungen zu kombinieren?

Einige Hersteller epoxidieren eine Nickelschicht über das vorhandene Zink oder verwenden eine Platte aus einer Zink-Nickel-Legierung. Dies ist eine Hybridtechnik, die sehr kostengünstig und langlebig sein kann.

3. Was ist umweltfreundlicher?

Die Verzinkung ist weniger umweltschädlich, da die Abfälle leichter zu entsorgen sind. Die Vernickelung ist ein giftigeres Verfahren, und es ist ein sorgfältiger kontrollierter Entsorgungsprozess erforderlich.

4. Welche Lebensdauer kann jede Beschichtung haben?

• Verzinkung: Diese Beschichtung hält in unbeständiger Umgebung 12 Monate bis 3 Jahre.
• Vernickeln: Dies kann mehr als 10 Jahre dauern, insbesondere bei chemisch Nickel.

5. Ist eine Verzinkung jemals so gut wie eine Vernickelung?

Nicht unbedingt. Eine Vernickelung bringt bessere Ergebnisse, ist aber relativ teuer. Bei Massenware mit niedrigen Kosten ist Zink die beste Wahl.