Zinkpest
Zinkpest, auch Zinkfraß, ist die umgangssprachliche Bezeichnung für interkristalline Korrosion, die zinkhaltige Teile betreffen kann. Gefährdet sind alle Arten von Zinkdruckguss, die mit ungeeigneten, unreinen Legierungsmischungen hergestellt wurden.
Allgemeine Problematik
Besonders häufig treten derartige Phänomene bei Produkten auf, die in Zeiten von Materialverknappungen hergestellt wurden. In Deutschland war dies 1939, kurz vor dem Zweiten Weltkrieg, während des Krieges sowie kurz danach der Fall. Betroffen waren insbesondere Spielwaren wie Modelleisenbahnen oder Modellautos sowie andere nicht kriegsrelevante Produkte wie z. B. Blechblasinstrumente. Kulturhistorisch bekannt ist das Problem vor allem bei Zahlungsmitteln aus vergangener Zeit, wie Geldmünzen. Betroffen sein können aber auch Maschinen und Motorteile z. B. historischer Fahrzeuge (Oldtimer). Da sich die geschädigten Materialien im Laufe der Zeit an ihrer Oberfläche kontinuierlich ausdehnen, können auch nachträglich eingebaute Ersatzteile, die eigentlich in Ordnung sind, in Mitleidenschaft gezogen werden.
Trix Express VT 20/58, Räder mit Zinkpest
Trix Express Lok 20/54 mit ausgeprägter Zinkpest
Märklin-Modelleisenbahn Modell 344.6 (H0, 1947..1949), Räder mit Zinkpest.jpg.webp)
Dinky Toys, Wasserflugzeug mit Zinkpest
Mitte der 1950er-Jahre wurde die Zinkpest durch verbesserte Ausgangsmaterialien und genauere Einhaltung der Materialmischungen beim Druckguss zurückgedrängt. Teile aus dieser Zeit und danach gelten daher als unanfällig. Allerdings kam es für namhafte Hersteller nach Outsourcing ihrer Produktionslinien nach China zu erneuten Problemen, da dort aus Kostengründen auf ungeeignete Legierungen zurückgegriffen wurde. So hat Märklin einräumen müssen, dass Produkte nach der Verlagerung der Produktion wieder von Zinkpest betroffen waren[1]. Im Konzernlagebericht 2012, erstellt zum 13. Mai 2013 und im Bundesanzeiger am 31. Juli 2014 veröffentlicht, kündigte Märklin an: „Mittelfristig sollen weitere Produktionslinien aus China zurück nach Europa geführt werden.“
Ursachen
Um Zink als Gusslegierung zu verwenden, wird hauptsächlich Aluminium und Kupfer hinzulegiert. Aluminium vermindert den Lösungsangriff der eisenhaltigen Gussform durch das Zink, während Kupfer die Festigkeit und Härte des Bauteils steigert, wenn auch auf Kosten der Maßhaltigkeit. Ebenfalls kann in geringem Maße Magnesium beigemischt werden, um die schädliche Wirkung von Anteilen wie Blei, Zinn oder Cadmium auszugleichen. Dies funktioniert aber nur bis zu gewissen Grenzwerten.[2]
Besagte Grenzwerte sind heute in der DIN EN 1774 genormt.[3]
Korrosionsvorgänge
Bei selektiver Korrosion greift (Luft-)Feuchtigkeit das Eutektikum an und löst dieses heraus.[4] Diese Form der Korrosion kommt bei Legierungen vor, die eine feste Lösung bilden. Besonders davon betroffen sind Aluminium, Eisen, Kobalt und Chrom.[5]
Die interkristalline Korrosion löst, als eine Form der selektiven Korrosion, das Gefüge entlang der Korngrenzen auf, es kommt zur Volumenvergrößerung.[6] Bedingt durch die Volumenvergrößerung und die damit im Bauteilinneren entstehenden Spannungen, können sich auf der Oberfläche des Bauteils Blasen bilden.[7] Temperaturschwankungen wirken sich ebenfalls negativ auf die Spannungen im Bauteil aus.
Das Phänomen gilt als unaufhaltbar.
Der Vorgang ist nicht verwandt mit der Zinnpest.
Einzelnachweise
- Unruhe in Schwaben: Zinkpest frisst an Märklins Nerven. In: Handelsblatt. 24. März 2008, abgerufen am 12. März 2018.
- Stephan Hasse: Giesserei-Lexikon. 19. Auflage. Schiele & Schön, Berlin 2007, S. 375 f.
- Norm DIN EN 1774 Zink und Zinklegierungen, Gußlegierungen, In Blockform und in flüssiger Form. Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von Zinklegierungen in Blockform und in flüssiger Form. Beuth, 1997, S. 5.
- Arthur Burkhardt: Technologie der Zinklegierungen. 2. Auflage. Springer, Berlin 1940, S. 11.
- William D. Jr. Callister, David G. Rethwisch: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik: eine Einführung. 1. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2013, S. 642.
- Boris Nogowizin: Theorie und Praxis des Druckgusses. Schiele & Schön, Berlin 2011, S. 13 f.
- Holger Hoche: Schadensbeispiele: Brüche und Rissbildung an Bauteilen aus Zink-Druckguss. In: Praktische Metallographie. Band 51, Nr. 12, 2014, S. 869.
