Zinkpest

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10 Pfennig von 1917, massiv von Zinkpest befallen
Räder einer Märklin-Modelleisenbahn Modell 344.6 (H0, 1947..1949), die von Zinkpest befallen sind
Interkristalliner Riss in Zinkdruckguss (Märklin T800 Modelllokomotive, ca. 1938)

Zinkpest, auch Zinkfraß, ist die umgangssprachliche Bezeichnung für interkristalline Korrosion, die zinkhaltige Teile betreffen kann.

Gefügestruktur mit interkristallinem Riss eines Zinkdruckgussbauteils (Märklin T800 Modelllokomotive, ca. 1938)

Betroffen sind alle Arten von Zinkdruckguss, die mit ungeeigneten Legierungsmischungen hergestellt wurden.

Allgemeine Problematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Besonders häufig treten derartige Probleme bei Produkten auf, die in Zeiten von Materialverknappungen hergestellt wurden. In Deutschland waren zum Beispiel kurz vor dem Zweiten Weltkrieg, während des Krieges und auch kurz danach für Spielzeug und andere nicht kriegswichtige Produkte nur noch minderwertige oder verunreinigte Legierungsmischungen verfügbar. Höherwertiges Material wurde für die Rüstungsproduktion verwendet oder war nach dem Krieg noch nicht wieder verfügbar.

Ab Mitte der 1950er-Jahre wurde durch verbesserte Ausgangsmaterialien und genauere Einhaltung der Materialmischungen beim Druckguss das Problem zurückgedrängt. Teile aus dieser Zeit und danach gelten als unanfällig.

Allerdings haben namhafte Hersteller durch Outsourcing ihrer Produktionslinien nach China wieder erneut massive Probleme hiermit, da der Kostendruck dazu führt, dass auf preiswertere und nicht optimale Legierungsmischungen zurückgegriffen wird. So hat Märklin bereits einräumen müssen, dass Produkte seit der Verlagerung der Produktion von Deutschland nach China vor einigen Jahren wieder von Zinkpest betroffen sind.[1]

Betroffen sind z. B. alte Münzen, aber auch aus Druckguss hergestellte Spielzeuge, wie Modelleisenbahnen oder Modellautos. Dies ist mitunter recht dramatisch, da einige dieser Teile für Sammler sehr hohe Werte darstellen können. Betroffen sein können aber auch Maschinen und Motorteile z. B. historischer Fahrzeuge. Da sich die betroffenen Teile dabei ausdehnen (also größer werden), werden oft auch angebaute Teile, die an sich in Ordnung sind, mit beschädigt.

Ursachen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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]

Korrosionsangriff an Oberfläche (Märklin T800 Modelllokomotive, ca. 1938)

Besagte Grenzwerte sind heute in der DIN EN 1774 genormt.[3]

Korrosionsvorgänge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.

Aufblähung an der Oberfläche eines Zinkdruckgussbauteils (Märklin T800 Modelllokomotive, ca. 1938)

Der Vorgang ist nicht verwandt mit der Zinnpest.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Unruhe in Schwaben: Zinkpest frisst an Märklins Nerven. In: Handelsblatt. 24. März 2008, abgerufen am 12. März 2018.
  2. Stephan Hasse: Giesserei-Lexikon. 19. Auflage. Schiele & Schön, Berlin 2007, S. 375 f.
  3. 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.
  4. Arthur Burkhardt: Technologie der Zinklegierungen. 2. Auflage. Springer, Berlin 1940, S. 11.
  5. William D. Jr. Callister, David G. Rethwisch: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik: eine Einführung. 1. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2013, S. 642.
  6. Boris Nogowizin: Theorie und Praxis des Druckgusses. Schiele & Schön, Berlin 2011, S. 13 f.
  7. Holger Hoche: Schadensbeispiele: Brüche und Rissbildung an Bauteilen aus Zink-Druckguss. In: Praktische Metallographie. Band 51, Nr. 12, 2014, S. 869.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Zinkpest – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien