Zinklamellenbeschichtung: Dacromet, Geomet und chromfreie Systeme

1. Warum die Automobilindustrie die Verzinkung aufgab

Mitte der 2000er-Jahre erlebten europäische OEM eine Serie von Spätbrüchen an Fahrwerksschrauben. Ursache waren Schrauben der Klasse 10.9, die ohne vollständige Wasserstoffauslagerung galvanisch verzinkt worden waren: Der Wasserstoff sammelte sich an Korngrenzen, und die Schrauben brachen nach Monaten im Straßentest ohne Vorwarnung.

Die Antwort der Branche war, jede hochfeste Fahrwerksschraube auf Zinklamelle umzustellen und die galvanische Verzinkung zu eliminieren:

1. Die Beschichtung wird durch Tauchen und Aushärten aufgebracht, ohne Elektrolyse und damit ohne Wasserstoff.
2. Die Anforderungen an den Salzsprühtest stiegen von 240 h auf 720 h, was die Zinklamelle problemlos erfüllt.
3. Die Reibung ist stabil, daher bleibt die Streuung der Vorspannkraft gering.

Deshalb sind die Schrauben unter jedem europäischen Pkw matt silbergrau: Zinklamelle.

2. Wirkungsweise der Beschichtung

2.1 Zusammensetzung

• Zinkplättchen von 5–10 μm Größe.
• Aluminiumplättchen.
• Ein Chromat- oder Silanbindemittel.
• Deionisiertes Wasser und organisches Lösemittel.

2.2 Verfahren

1. Vorbehandlung: Entfetten, dann Strahlen oder Beizen zum Entfernen der Oxidschicht.
2. Tauchen: Teile eintauchen und den Überschuss abschleudern.
3. Vortrocknen: 80–100 °C zum Verdampfen des Wassers.
4. Aushärten: 300 °C für 20–30 Minuten zur Vernetzung des Bindemittels.
5. Abkühlen.

2.3 Warum sie schützt

• Sperrschicht: Überlappende Plättchen stapeln sich wie Dachziegel und halten Luft fern.
• Opferwirkung: Zink korrodiert vor dem Eisen.
• Passivierung: Das Bindemittel verlangsamt den Zinkverbrauch.

3. Zinklamelle gegenüber Verzinkung

4. Der Wechsel zu chromfrei

Traditionelles Dacromet enthält sechswertiges Chrom, ein Kanzerogen, das die EU-Richtlinie RoHS beschränkt. Der Standard ist heute chromfreie Zinklamelle:

• Silan- oder Titanatbindemittel ersetzen das Chromat.
• Der Salzsprühtest sinkt leicht auf 500–720 h.
• Konform mit RoHS und ELV.

Gängige chromfreie Marken sind Geomet, Delta-Protekt und Zintek; Zink-Aluminium-Beschichtungen anderer Herkunft folgen weitgehend Geomet.

5. Gewindepassung und Schichtdicke

Eine Schicht von 8–12 μm verändert die tatsächlichen Gewindemaße, und hier stolpern Konstrukteure am häufigsten.

5.1 Das Problem

Ein Außengewinde M10 hat einen Außendurchmesser von 9,97–10,00 mm. Mit 10 μm Beschichtung werden daraus 10,02 mm, außerhalb der Toleranz, und es lässt sich nicht in eine Standardmutter M10 einschrauben.

5.2 Lösungen

• Spielpassung 6g/6h spezifizieren: g für das Außengewinde, H für das Innengewinde.
• Das Gewinde nach der Beschichtung nachschneiden oder nachrollen.
• Das Gewinde abdecken und nur den Kopf beschichten.

6. Leitfähigkeit und Erdung

Die Beschichtung isoliert aufgrund des Chromat- oder Silanbindemittels. Sie ist nicht geeignet für:

• Batterieerdungsschrauben, bei denen der Kontaktwiderstand zählt.
• EMV-Abschirmung, die durchgehenden Metallkontakt benötigt.
• Elektrische Verbindungspunkte.

Für diese Verbindungen wird leitfähige Verzinkung oder passivierter Edelstahl eingesetzt.

7. Kosten und Lieferzeit

8. Entscheidungsbaum und häufige Fragen

Schritt 1 — Über Klasse 10.9?

Ja → Zinklamelle, weil kein Wasserstoff entsteht. Nein → Verzinkung ist zulässig.

Schritt 2 — Außenbereich, Küste oder Fahrwerk?

Ja → Zinklamelle mit 720 h. Nein → Verzinkung mit 240 h genügt.

Schritt 3 — Leitende Erdung?

Ja → keine Zinklamelle; Verzinkung oder Edelstahl verwenden.

Schritt 4 — Enge Gewindepassung?

Ja → Spielpassung 6g oder spanende Nachbearbeitung nach der Beschichtung.

Schritt 5 — Ausreichende Stückzahl?

Unter 50 kg → Verzinkung ist günstiger. Über 50 kg → Zinklamelle.

Häufige Fragen

F. Warum ist Zinklamelle silbergrau? Das ist die Farbe der gestapelten Zink- und Aluminiumplättchen; sie lässt sich nicht wie eine Verzinkung blau oder gelb einfärben.

F. Platzt die Beschichtung ab? Im normalen Betrieb nicht, aber wiederholte Montage verschleißt das Gewinde lokal. Nach umfangreicher Nacharbeit neu beschichten.

F. Lässt sie sich auf Aluminium einsetzen? Nicht empfohlen: Zink gegenüber Aluminium ist ein galvanisches Paar. Aluminium stattdessen eloxieren.

F. Ist Geomet dasselbe wie Dacromet? Geomet ist die chromfreie Variante derselben Familie unter einer anderen Marke.

F. Wie werden 1.000 h gemessen? Neutralsalzsprühtest nach GB/T 10125, Zeit bis zum Rotrost. Die reale Bewitterung umfasst zusätzlich UV.