Zunder entfernen: Effiziente Verfahren fĂŒr Stahl- und EisenoberflĂ€chen
Sauerstoff und WĂ€rme lassen Zunder entstehen
Wird Stahl oder Eisen erwÀrmt, entsteht durch den Kontakt mit Sauerstoff Zunder. Dieser muss entfernt werden, um eine effektive Weiterverarbeitung des Produktes zu gewÀhrleisten.
Zunder bildet sich hauptsÀchlich bei Umformprozessen wie dem Walzen oder Schmieden im Hochofen, aber auch bei WÀrmebehandlungen und HÀrteprozessen, die MetalloberflÀchen / StahloberflÀchen widerstandsfÀhiger machen sollen.
Um bei der weiteren Verarbeitung (Lackieren / mechanische Bearbeitung) OberflĂ€chendefekte zu vermeiden, muss sĂ€mtlicher Zunder zuvor vom Material entfernt werden. Um diesen Zustand zu erreichen, stehen mechanische, chemische und elektrochemische Verfahren (elektrochemisches Entzundern) zur VerfĂŒgung.
Eine Sonderform ist der SchweiĂzunder, der ein Nebenprodukt des SchweiĂprozesses ist. Dieser muss auch vor Beschichtungen komplett entfernt werden.
Entzundern Verfahren:
Welche mechanischen und chemischen Methoden gibt es?
Entzundern mittels Strahltechnik: Besondere Anforderungen an die Anlagentechnik
Besonders effektiv lÀsst sich Zunder mittels Strahltechnik im Schleuderrad- bzw. Turbinenstrahlverfahren entfernen. Denn Zunderschichten weisen in der Regel eine hohe HÀrte auf und erfordern eine hohe Durchschlagskraft der einzelnen Strahlkörner. Diese wird benötigt, um eine reine StahloberflÀche nach dem Strahlen zu erzielen.
In groĂen Walzwerken werden Stahlbleche, Bleche aus Edelstahl oder Rohstahl hĂ€ufig direkt nach ihrer Herstellung mithilfe von Strahlanlagen entzundert und anschlieĂend mit einem Korrosionsschutz ausgestattet. So werden die Bleche dann an den Endkunden weitergeliefert. Neben den Walzwerken gehören die Stahlerzeugungsbranche, Schmiedebetriebe oder HĂ€rtereien zu den klassischen Anwendern im Bereich Entzundern.
Je nach Klassifizierung haftet Zunder unterschiedlich stark an den verschiedenen Werkstoffen. Vergleichsweise einfach entfernen lĂ€sst sich Trockenzunder, welcher auf KohlenstoffstĂ€hlen entsteht. Um jedoch etwa Klebezunder zu entfernen, der eine dĂŒnne und in sich geschlossene, sehr stark haftende Zunderschicht ausbildet, muss im Fall einer Bearbeitung mittels Strahlanlage lange und intensiv mit sehr hoher Strahlmittelgeschwindigkeit gestrahlt werden. Auch an die Anlagentechnik stellt dieser RĂŒckstand besondere Anforderungen: Gelangt abgestrahlter Zunder in den Strahlmittelkreislauf, wirkt er wie Schleifpapier. Das fĂŒhrt zu einem extrem schnellen VerschleiĂ der Turbinenschaufeln und im schlimmsten Fall zu einer BeschĂ€digung der WerkstĂŒcke. Deshalb mĂŒssen Strahlanlagen zum Entzundern ĂŒber eine extrem zuverlĂ€ssige Strahlmittelaufbereitung mit effektiver Windsichtung verfĂŒgen.
Eine Sonderform des Entzunderns ist das Nassstrahlentzundern von Edelstahlkomponenten, welches âPure Finishâ genannt wird. Durch dieses Verfahren werden insbesondere OberflĂ€chen fĂŒr die Lebensmittelerzeugungsindustrie bearbeitet.
Entzundern mittels Gleitschlifftechnik: FĂŒr klein- und mittelgroĂe Teile die effektivste Bearbeitung groĂer WerkstĂŒckmengen
AuĂerhalb von groĂen Walzwerken und GieĂereien mit ihren riesigen WerkstĂŒcken kann auch die Gleitschlifftechnik die erste Wahl zum Entzundern von Rohstahl sein. Auch WerkstĂŒcke nach der WĂ€rmebehandlung, besonders wenn es sich dabei um gröĂere StĂŒckzahlen handelt, können besonders wirtschaftlich in Gleitschliffanlagen entzundert oder schlicht von VerfĂ€rbungen (Oxiden) befreit werden. Die Verfahrenstechniken eignen sich besonders gut, wenn die OberflĂ€chenverunreinigungen (Oxide, Zunderschicht, BelĂ€ge) nicht zu stark an den OberflĂ€chen der WerkstĂŒcke haften. Ein weiterer Vorteil, der beim Gleitschleifen allgegenwĂ€rtig ist, ist die Möglichkeit, dass bei diesem Verfahren mehrere Prozessschritte völlig automatisiert programmgesteuert ablaufen.
So können Teile in speziell modifizierten Gleitschliffanlagen etwa gleichzeitig gereinigt, entzundert und poliert werden. Verrunden, Schleifen, GlĂ€tten und Polieren lassen sich ebenso nach Erfordernissen kombiniert abbilden. Bei diversen Anwendungen ist selbst die Bearbeitung âTeil gegen Teilâ â ohne Schleif- / Polierkörper sehr erfolgreich. Sogar in hĂŒlsenförmigen Innenbereichen kann gereinigt und gebeizt werden. Ein weiteres Entscheidungskriterium ist das gewĂŒnschte OberflĂ€chenergebnis: Beim Gleitschleifen lassen sich, wenn gewĂŒnscht, relativ glatte OberflĂ€chen erzielen, wĂ€hrend beim Entzundern mittels Strahltechnik das Endergebnis eher eine raue, sehr homogene OberflĂ€che ist. Entscheidend ist auch die Frage, wie gut sich die Anlage in die Produktionslinie integrieren lĂ€sst und wie das WerkstĂŒck nach dem Entzundern weiterverarbeitet werden soll.
Chemisches und elektrochemisches Entzundern
Neben den mechanischen Verfahren zum Entzundern, zu denen neben dem Strahlen und Gleitschleifen noch das manuelle Entzundern (hĂ€ufig mittels Keramik-Schleiflamellen) sowie die Bearbeitung in einem ZunderwĂ€scher zĂ€hlt, stehen auch chemische Verfahren zur VerfĂŒgung. Beim chemischen Entzundern, meist durch Beizen, wird das Bauteil in ein Bad getaucht und die Zunderschicht darin mit SĂ€uren wie Salz- oder SchwefelsĂ€ure gelöst.
Dabei reagiert die SÀure mit den Eisenoxiden und entfernt die feste, spröde Schicht von der MetalloberflÀche. Dieser Effekt kann durch das Hinzugeben von Strom verstÀrkt werden.
Das Verfahren ist ein besonders effektiver Weg, wenn komplexe Geometrien und schwer zugĂ€ngliche Stellen entzundert werden sollen. Ein Nachteil ist, dass SĂ€urereste sorgfĂ€ltig entfernt werden mĂŒssen, um Korrosion zu vermeiden. Zudem entstehen gesundheitsschĂ€dliche DĂ€mpfe und umweltbelastende AbwĂ€sser. AuĂerdem kann das Grundmaterial bei unsachgemĂ€Ăer Behandlung angegriffen werden.
Was mĂŒssen Sie ĂŒber das Entzundern wissen?
HĂ€ufige Fragen im Ăberblick.
Was ist Zunder und wie entsteht er?
Chemisch betrachtet ist Zunder ein Oxid oder eine Mischung von Oxiden, die sich auf der OberflĂ€che von Eisen oder Stahl bilden, wenn das Metall bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff reagiert. Er besteht hauptsĂ€chlich aus einer Mischung verschiedener Eisenoxide. Dazu gehören WĂŒstit (FeO), das Eisen(II)-oxid, Magnetit (FeâOâ), ein Eisen(II,III)-oxid, sowie HĂ€matit (FeâOâ), das Eisen(III)-oxid. Diese Oxidschichten entstehen bei hohen Temperaturen, haften fest auf der MetalloberflĂ€che und bilden eine dichte, harte Schicht, die sich nur schwer mechanisch entfernen lĂ€sst.
Was ist der Unterschied zwischen Zunder und Rost?
Zunder und Rost sind beide Oxidationsprodukte von Eisen, unterscheiden sich jedoch wesentlich in ihrer Entstehung und Eigenschaften. WÀhrend Rost zum Beispiel bei normalen Temperaturen und in Anwesenheit von Wasser entsteht, bildet sich Zunder vor allem bei hohen Temperaturen, meist ohne Wasserbeteiligung. Zunder haftet fest auf der MetalloberflÀche und bildet eine dichte, harte Schicht, wÀhrend Rost lediglich lose aufliegt, das Material porös macht und die Korrosion kontinuierlich vorantreibt.
Was ist der Unterschied zwischen Zunder und Abbrand?
Zunder bezeichnet die Oxidschicht, die bei hohen Temperaturen auf der MetalloberflĂ€che entsteht, wĂ€hrend die Bezeichnung Abbrand den Materialverlust angibt, der dabei durch Oxidation, Verbrennen oder Verschlacken entsteht. Bei der Stahlherstellung können solche Verluste bis zu 4âŻ% des Ausgangsgewichts betragen. Je nach Entstehungsprozess wird Zunder auch als Hammerschlag, GlĂŒhspan, Schmiedesinter oder Walzhaut bezeichnet.
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