Titel: Notizen über das Galvanisiren des Eisens; von F. A. Thum.
Fundstelle: Band 216, Jahrgang 1875, Nr. , S. 339
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Notizen über das Galvanisiren des Eisens; von F. A. Thum. Thum, über das Galvanisiren des Eisens. Die praktische Einführung eines schützenden Ueberzuges von metallischem Zink auf Eisen wird dem Engländer H. W. Crowfurd zugeschrieben (vergl. S. 376); wenigstens erhielt derselbe nach dem Repertory of patent inventions 1837 ein Patent auf eine Methode für diesen Zweck, welche von dem gegenwärtig allgemein in Anwendung befindlichen Verfahren wenig abweicht. Man hat in neuerer Zeit, namentlich von amerikanischer Seite, die Priorität des englischen Erfinders angefochten; unbestreitbar ist jedoch, daß England vor allen anderen Ländern von der Erfindung bis zur Stunde den bei weitem ausgedehntesten Gebrauch gemacht hat. In den meisten größeren Industriestädten Englands gibt es Etablissements, die sich vorzugsweise nur mit dem Verzinken des Eisens beschäftigen, und dies dürfte wohl als der beste Beweis für den praktischen Werth des Zinküberzuges als Schutzdecke auf Eisen gelten. In Deutschland war und ist dagegen das allgemeine Urtheil dem Galvanisiren nicht günstig gestimmt; seine Anwendung ist hier noch immer eine äußerst beschränkte und das dabei übliche Verfahren vielfach unbekannt. Ich entspreche deshalb vielleicht dem Wunsche mancher Leser, wenn ich den in England gebräuchlichen Proceß hier in Kürze vorführe. Die Gegenstände, auf welche man das Galvanisiren anwendet, sind, Guß- und Schmiedeisen eingeschlossen, außerordentlich mannigfaltig, hauptsächlich aber empfiehlt es sich für solche, welche auf die Dauer der Atmosphäre und deren oxydirender Einwirkung ausgesetzt werden. Man kann für solche Gegenstände die Vortheile des Zinküberzuges nicht durch Lack- oder Oelfarbenanstrich ersetzen — selbst, wenn vor Auftragen des letzteren die Oberfläche des Eisens vollkommen gereinigt worden ist, da die ungleiche Ausdehnung beider Körper bereits nach kurzer Zeit zu Undichtigkeiten und damit zur Abblätterung des Ueberzuges führt. Auf galvanisirtem Eisen haftet hingegen der Anstrich dauernd, da die Oxydschichten des Zinkes sich nicht wie beim Eisen vom Metalle ablösen. Man galvanisirt ferner solche Gegenstände, welche, wie z. B. aus Schwarzblech zusammengenietete Eimer und Röhren, durch den Zinküberzug erst ihre Dichtheit oder Löthung erhalten. Um die Oberfläche der zu galvanisirenden Eisengegenstände zur chemischen Verbindung mit dem Zink zu befähigen, ist es nothwendig, sie rein herzustellen. Bei Gußstücken ist vor Allem der etwa noch anhaftende Formsand durch Bürsten zu entfernen. Ist die Oberfläche nicht völlig frei von Fett, Lack etc., welche die Einwirkung der Säure während der einleitenden Operation des Beizens hindern würden, so müssen die Gegenstände erhitzt, resp. geglüht werden, um jene organischen Substanzen zu zerstören. Aetzen oder Beizen der Gegenstände. Der Zweck desselben ist die Oberfläche des Eisens frei von Oxyd herzustellen. Es geschieht dies mit Salzsäure. Dieselbe eignet sich hierzu ganz besonders, indem das entstehende Eisenchlorür auf der Oberfläche der Gegenstände während des Trocknens eine Schutzdecke gegen erneute Oxydation bildet, welche im Zinkbade sich später leicht zersetzt. Das Beizen geschieht zweckmäßig in Bütten oder Trögen aus Holz, die in Form und Größe den Gegenständen anzupassen sind. Sie müssen groß genug sein, um ein völliges Eintauchen der letzteren zuzulassen. Die anzuwendende Säure ist die rohe käufliche Salzsäure im unverdünnten Zustande. Da dieselbe das Eisen sehr heftig angreift und nach kurzem Einwirken bereits dessen Oberfläche stark markirt und rauh macht, wodurch zugleich die Qualität des Eisens, namentlich in der Form von Blechen, geschädigt wird, so ist es nothwendig die Operation so rasch wie möglich auszuführen. Bei nicht stark oxydirten und nicht zu großen Gegenständen genügt ein einmaliges Eintauchen. Da nun aber in den meisten Fällen dem Eisen ungleich dicke Oxydschichten anhaften, von denen die stärkeren durch ein bloßes Eintauchen nicht entfernt werden würden, so wendet man ziemlich allgemein vor dem Salzsäurebade zunächst ein Schwefelsäurebad an. Für dieses sind gleiche Gefäße wie die oben erwähnten nöthig. Die Schwefelsäure wird stark verdünnt; man nimmt auf 1 Vol. rohe Kammersäure 20 bis 30 Vol. Wasser. Sie muß immerhin stark genug sein, um auf das Eisenoxyd und Eisenoxyduloxyd einzuwirken, was sich leicht durch Beobachtung feststellen läßt. Ist das Bad zu schwach, was nach einiger Zeit stets eintritt, indem sich die Säure allmälig durch Aufnahme von Eisen neutralisirt, so muß man etwas starke Säure wieder zusetzen. In diesem Bade von verdünnter Schwefelsäure verbleiben die Gegenstände je nach Bedürfniß kürzere oder längere Zeit; man kann sie darin bei genügender Verdünnung mehrere Tage liegen lassen, bis die Oberfläche völlig oxydfrei ist. Nöthigen Falles kommt man der Säure durch Reiben mittels einer Bürste oder eines Reiserbesens zu Hilfe, was im Bade selbst vorgenommen werden kann. Die Gegenstände werden hierauf vor dem Eintauchen in die Salzsäure, um diese nicht unnöthig zu verunreinigen, mit Wasser abgespült. Verzinken. Um einen gleichmäßigen Zinküberzug zu ermöglichen, muß das Metallbad groß genug sein, um die Gegenstände völlig eintauchen zu können, und zwar ohne daß hierbei das Zink zu sehr an Wärme verliert. Gewöhnlich, zumal für kleinere Operationen, wird das Bad in einem gußeisernen Kessel hergestellt von halb cylindrischem Querschnitte und zweckmäßig langovaler Oeffnung, unter welchem eine oder mehrere kleine Feuerungen angebracht sind. Da feucht in das Zinkbad gebrachte Eisentheile zu Explosionen Veranlassung geben könnten, so ist es unerläßlich, dieselben vorher zu trocknen. Dies geschieht, sowie sie aus der Salzsäure kommen, ohne vorheriges Abwaschen entweder auf besonders dafür hergerichteten Trockenöfen oder vielfach auch nur, indem man sie kurze Zeit über das Zinkbad (auf die Ränder des Kessels) legt. Die Dauer des Eintauchens in das letztere hängt von der Größe der Gegenstände und von der Temperatur des Bades ab. Das Zink muß, um einen schönen, dünnen Ueberzug herstellen zu können, dünnflüssig sein, und die Gegenstände verbleiben darin so lange, bis sie die Temperatur des dünnflüssigen Zinkes angenommen haben. Vor dem Herausnehmen ist die auf dem Bade schwimmende Oxydschicht sorgfältig abzuziehen, weil die Unreinigkeiten sonst leicht dem Gegenstande anhaften würden. Das Herausnehmen geschieht mit Zangen und Haken, welche nöthigen Falles an Flaschenzügen befestigt sind, und es muß darauf gesehen werden, daß alles überflüssige Zink vor dem Erkalten der Gegenstände in das Bad zurück abläuft. Durch zu rasche Abkühlung wird der Ueberzug dick und ungleich, ebenso wenn das Zink nicht heiß genug oder unrein (eisenhaltig) ist, oder der Gegenstand selbst nicht lange genug im Bade verblieb, um die Temperatur desselben anzunehmen. Kleinere Gegenstände, wie Nägel, Schrauben, Nieten etc. taucht man in einem Drahtnetz oder in durchlöcherten Kellen ein und verhindert beim Herausnehmen durch Schütteln das Zusammenlöthen der Gegenstände. Das Gleiche gilt für das Galvanisiren von Ketten etc. Das Vorstehende genügt, um den Proceß als einen äußerst einfachen zu kennzeichnen. Es läßt sich derselbe im kleinsten Maßstabe ausführen, indem man z. B. Nägel oder Schrauben nach Einwirkung der Säure in über der Lampe geschmolzenes Zink eintaucht. Die praktische Frage bewegt sich natürlich um das ökonomische Resultat und zwar vorzugsweise um den Verbrauch an Zink. Das letztere geht im flüssigen Zustande bei längerer Berührung mit Eisen eine Legirung mit diesem ein, welche schwer schmelzbar ist und bereits bei 4 bis 5 Proc. Eisengehalt, selbst unter Anwendung von Rothglühhitze, dickflüssig und für das Galvanisiren völlig unbrauchbar bleibt. Es ist aus diesem Grunde zunächst das Vortheilhafteste, gutes, reines Zink zur Verwendung zu bringen, und Alles, was die Bildung der Eisenlegirung im Bade befördert, sollte sorgfältig von letzterem ferngehalten werden. Dahin gehört in erster Linie eine zu hohe Temperatur desselben. Wendet man gußeiserne Kessel mit darunter angebrachter directer Feuerung als Behälter des Bades an, so werden diese fast stets, wenn auch nur stellenweise, rothheiß und das Zink wird dadurch rasch unbrauchbar. Man bedient sich deshalb bei constantem Betriebe weit vortheilhafter eines Ofens mit Thonsohle, in welchem das Bad durch überstreichende Gasflammen erwärmt wird. Die Bildung der Eisenlegirung ist natürlich an sich nicht ganz zu vermeiden, indem von den eingetauchten Gegenständen auch bei möglichst niedriger Temperatur stets Eisen aufgenommen wird. Die entstandene Legirung sammelt sich, da sie in der Schmelztemperatur des reinen Zinkes zu erstarren beginnt, ja bei 6 bis 7 Proc. Eisengehalt völlig erhärtet und in Folge dessen specifisch schwerer als das letztere ist, am Boden des Bades an, wo sie eine vollkommen abgegrenzte Masse unter dem flüssigen Zink bildet, so daß sie sich mittels einer durchlöcherten Kelle leicht ausschöpfen läßt. Dieses eisenhaltige Zink wird von den Galvanisirwerken meist wieder als Hartzink in den Handel gebracht und zu diesem Zwecke bei erhöhter Temperatur von Neuem eingeschmolzen. Es füllt die Formen alsdann meist noch schön aus und unterscheidet sich äußerlich hauptsächlich nur im Bruche von dem reinen Handelszink. Unter gelindem, längerem Erwärmen auf der Thonsohle eines passenden Ofens kann man gewöhnlich noch eine Menge flüssigen, brauchbaren Zinkes (nicht selten bis 30 Proc.) daraus abscheiden. (Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1875 S. 19.)