Aizn10-Beschichtungspulver im Jahr 2026: Eigenschaften und industrielle Anwendungen

Kurzantwort

AlZn10-Auftragschichtpulver ist ein kugelförmiges Ausgangsmaterial aus einer Aluminium-Zink-Legierung, das zu etwa 10% aus Zink besteht, der Rest ist Aluminium. Es wird in erster Linie beim thermischen Spritzen (Lichtbogen-, Flammen- und atmosphärisches Plasmaspritzen) sowie beim Laserauftragschweißen eingesetzt, um opfernde Korrosionsschutzbeschichtungen auf Stahlkonstruktionen aufzubringen und hochfeste Aluminiumkomponenten zu beschichten oder zu reparieren. Sein technischer Nutzen beruht auf der Elektrochemie: Durch den Zusatz von 10%-Zink verschiebt sich das Korrosionspotenzial der Legierung um etwa 100–200 mV in den negativeren Bereich als bei reinem Aluminium, sodass die Beschichtung als Opferanode wirkt und den darunterliegenden Stahl selbst an Kratzern und Schnittkanten kathodisch schützt, während das Aluminium in der Matrix eine stabile, langsam korrodierende Barriereschicht bildet, die die Lebensdauer der Beschichtung im Vergleich zu reinem Zink erheblich verlängert. Typisches handelsübliches Pulver wird für das thermische Spritzen in Korngrößen von 15–45 oder 20–53 Mikrometer und für das Laserauftragschweißen in Korngrößen von 45–106 Mikrometer geliefert, mit einer Sphärizität von über 90%, einem Sauerstoffgehalt von unter 0,10 Gew.-%, und einem Hall-Fluss unter 50 s/50 g. Die aufgebrachten Beschichtungen erreichen Dicke von 100–500 Mikrometer pro Durchgang, Haftfestigkeiten von über 10–20 MPa auf sandgestrahltem Stahl und Lebensdauern im jahrzehntelangen Bereich bei mariner und atmosphärischer Beanspruchung. Käufer sollten die Chargenzertifikate hinsichtlich Zinkgehalt (9–11%), Sauerstoffgehalt, Partikelgrößenverteilung (PSD) mittels Laserdiffraktion und Durchflussrate überprüfen und die Pulverkörnung an das zu qualifizierende Spritz- oder Auftragschweißverfahren anpassen.

Was ist AIZn10-Auftragschichtpulver und welche Vorteile bietet es für den industriellen Einsatz?

AlZn10-Auftragschichtpulver ist ein Pulver aus einer Aluminium-Zink-Legierung, das eher für die Oberflächenbearbeitung als für die Massenfertigung von Bauteilen entwickelt wurde: Es ist dazu bestimmt, auf ein Substrat aufgeschmolzen, aufgesprüht oder aufgeschweißt zu werden, damit die beschichtete Oberfläche Korrosionsschutz, Verschleißschutz oder wiederhergestellte Abmessungen erhält, die das Substratmaterial allein nicht bieten kann. Die nominelle Zusammensetzung – 10% Zink in Aluminium – ordnet die Legierung in ein bewusst gewähltes elektrochemisches Fenster ein: Sie ist zinkreich genug, um Stahl durch Opferkorrosion zu schützen, und aluminiumreich genug, um langsam zu korrodieren und haftende schützende Oxidschichten zu bilden.

Innerhalb der Familie der Aluminiumlegierungspulver AlZn10 wird für das Thermospritzen, das Auftragschweißen und additive Verfahren geliefert und füllt die Nische der korrosionsbeständigen Beschichtungen aus. Strukturelle Aluminiumpulver wie AlSi7Mg und AlSi10Mg sind für Bauteile optimiert; AlZn10 ist für deren Schutz sowie für den Schutz der weitaus größeren Mengen an Stahlinfrastruktur optimiert, die praktisch nicht verzinkt oder lackiert werden können, um eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten zu gewährleisten.

Zu den Vorteilen, die den Einsatz von AlZn10-Beschichtungspulver in der Industrie begünstigen, gehören:

• Doppelter Korrosionsschutzmechanismus: Die Beschichtung fungiert gleichzeitig als Barriereschicht und als Opferanode, sodass beschädigte Stellen, Kanten und Schweißnähte auch dort geschützt bleiben, wo reine Barrierebeschichtungen versagen.
• Lange Lebensdauer bei Einsatz im maritimen Umfeld und unter Witterungseinflüssen: Al-Zn-Thermospritzbeschichtungen halten in Offshore- und Küstenumgebungen in der Regel 20 bis 40 Jahre bis zur ersten Wartung und schneiden in salzhaltigen Atmosphären besser ab als reines Zink.
• Keine durch Wärmeeinwirkung verursachte Verformung des Substrats: Thermisches Spritzen und Plattieren bei Substrattemperaturen, die die metallurgischen Eigenschaften der Grundstruktur aus Stahl oder Aluminium nicht verändern.
• Hervorragende Verträglichkeit mit Lacken und Versiegelungen: Das Profil der bespritzten Oberfläche eignet sich für Versiegelungen und Zweikomponenten-Lacksysteme, die die Lebensdauer im Unterwasserbetrieb weiter verlängern.
• Reparatur- und Maßwiederherstellungsfähigkeit: Abgenutzte Wellen, Gehäuse und bearbeitete Oberflächen können mit demselben Pulver, das auch zum Korrosionsschutz verwendet wird, wiederhergestellt werden.

Für Käufer bedeutet dies in der Praxis, dass ein einziger Rohstoff für die Märkte Offshore-Windenergie, Brückenbau, Schifffahrt und allgemeine industrielle Instandhaltung genutzt werden kann, wobei die Zulassung auf seit langem etablierten Standards für das thermische Spritzen von Zink- und Aluminiumbeschichtungen basiert.

Analyse der chemischen Zusammensetzung und Aufschlüsselung der Rolle der wichtigsten Elemente

Die chemische Zusammensetzung von AlZn10 ist bewusst einfach gehalten: Die Leistungsfähigkeit beruht auf dem Zinkgehalt und dem Verzicht auf Elemente, die das elektrochemische Verhalten der Beschichtung beeinträchtigen. Die Pulverspezifikationen sehen einen engen Bereich für den Zinkgehalt vor, da sowohl das Korrosionspotenzial als auch die Beschichtungsintegrität davon abhängen.

Chemische Zusammensetzung von AlZn10

Element	Min (%)	Max (%)	Rolle
Zink (Zn)	9.0	11.0	Verändert das Korrosionspotenzial in den negativen Bereich; bietet Opferschutz für Stahl
Aluminium (Al)	Waage	Waage	Barriere-Matrix; bildet ein stabiles Schutzoxid; verlangsamt den Verschleiß der Beschichtung
Eisen (Fe)	–	0.50	Verunreinigung; begrenzt, um galvanische Stellen und spröde intermetallische Verbindungen zu vermeiden
Silizium (Si)	–	0.40	Verunreinigungen aus dem Schmelzprozess; ein Überschuss verringert die Duktilität der Beschichtung
Kupfer (Cu)	–	0.10	Verunreinigung; deutlich edler als die Matrix, begünstigt lokale Korrosion
Blei (Pb)	–	0.05	Verunreinigung; aus Umwelt- und Leistungsgründen eingeschränkt
Cadmium (Cd)	–	0.01	Gemäß Umweltvorschriften verbotene Verunreinigung
Sauerstoff (O, Pulver)	–	0.10	Durch Zerstäubung entstandenes Zwischenraumpulver; beeinflusst den Zusammenhalt der Beschichtung

Zink bei 9-11% ist das funktionale Element. Reine Aluminiumbeschichtungen auf Stahl bieten einen hervorragenden Barriereschutz, jedoch nur eine begrenzte Opferwirkung bei atmosphärischer Beanspruchung, da der Passivfilm des Aluminiums dessen Potenzial nahe an das des Stahls anhebt; reine Zinkbeschichtungen bieten zwar Opferschutz, lösen sich jedoch in mariner Atmosphäre schnell auf. Die Zinkzugabe 10% trifft genau den richtigen Mittelweg: Sie senkt das freie Korrosionspotential der Legierung ausreichend (typischerweise auf etwa -1,0 V gegenüber einer gesättigten Kalomel-Elektrode in Meerwasser), um den kathodischen Schutz des freiliegenden Stahls an Defekten zu gewährleisten, während die Aluminiummatrix die eigene Abtragungsrate der Beschichtung niedrig hält. Unterhalb von 9% Zink schwächt sich die Opferwirkung ab; oberhalb von 11% steigt die Verbrauchsrate der Beschichtung und das Sprühverhalten wird gröber, weshalb der Spielraum eng ist und Käufer den Zinkwert auf jedem Zertifikat überprüfen sollten.

Aluminium als Ausgleich sorgt für die Barrierefunktion und das sprühfreundliche Schmelzverhalten. Sein Oxidfilm stabilisiert die Beschichtungsoberfläche, und die Korrosionsprodukte des Al-Zn-Systems sind dicht und haftfest, sodass sie dazu neigen, die Poren in der sprühgeformten Lamellenstruktur in den ersten Monaten der Exposition zu verschließen – eine Selbstheilungsfähigkeit, die in Langzeitversuchen unter marinen Bedingungen nachgewiesen wurde.

Eisen, Silizium und Kupfer sind die kontrollierten Verunreinigungen. Kupfer stellt im Betrieb die größte Gefahr dar: Da es edler ist als die Matrix, entstehen bereits bei geringen Mengen galvanische Mikropaare, die zu Lochfraß an der Beschichtung führen. Sauerstoff Bei der Pulverphase ist Folgendes zu beachten: Durch die Zerstäubung entstehen Oberflächenoxide, die als Oxidstränge zwischen den Lamellen in die Beschichtung gelangen, und ein Sauerstoffgehalt von über 0,10 Gew.-% verringert nachweislich die Kohäsion und die Haftfestigkeit der Beschichtung.

Bei der Plattierung von Aluminiumuntergründen erfüllt dieselbe chemische Zusammensetzung einen anderen Zweck: Zinkhaltige Aluminium-Plattierungslegierungen bieten einen Opferschutz für hochfeste Konstruktionen der 7xxx-Reihe und übertragen damit die Logik, die Hersteller von Knetlegierungen bei plattierten Blechen anwenden, auf Reparatur- und additive Plattierungsanwendungen.

Physikalische und mechanische Eigenschaften: Dichte, Festigkeit, Härte

Das Datenblatt zu AlZn10 ist in Konstanten der Grundlegierung und Eigenschaften der aufgebrachten Beschichtung unterteilt, und Käufer benötigen beide: erstere für die Prozessauslegung, letztere für die Leistungsspezifikation. Die nachstehenden Werte beziehen sich auf die Legierung sowie auf lichtbogengespritzte oder plasmaspritzte Beschichtungen bei Raumtemperatur.

Wichtige Eigenschaften

Eigentum	Wert	Einheit
Dichte (Legierung)	2.85-2.90	g/cm3
Schmelzbereich	590-645	°C
Korrosionspotential (Meerwasser gegenüber SCE)	ca. -1,0	V
Wärmeleitfähigkeit (Legierung)	120-140	W/m*K
Elektrische Leitfähigkeit	30-35	% IACS
Beschichtungshärte (im Spritzzustand)	60-90	HV
Haftfestigkeit auf sandgestrahltem Stahl	10-20+	MPa
Porosität der Beschichtung (im Spritzzustand)	3-8	%
Typische Schichtdicke	100-500	um
Zugfestigkeit der Beschichtung (freistehend)	120-180	MPa

Die Dichte von 2,85–2,90 g/cm³ liegt zwischen Aluminium und Zink, wobei die Ähnlichkeit zu Aluminium so groß ist, dass die Handhabung des Pulvers, die Kalibrierung der Zuführung und die Einstellungen der Spritzpistole direkt aus der Praxis mit reinem Aluminium übernommen werden können – ein kleiner, aber echter betrieblicher Vorteil für Betriebe, die beide Werkstoffe verarbeiten.

Die Schmelzbereich von 590–645 °C legt das Temperaturfenster für alle Aufbringungsverfahren fest. Beim Lichtbogen- und Flammspritzen schmilzt das Draht- oder Pulver-Ausgangsmaterial vollständig und wird in Tröpfchen zerstäubt, die sich beim Aufprall innerhalb von Mikrosekunden abflachen und erstarren, wodurch die lamellare Beschichtungsstruktur entsteht; beim Laserauftragschweißen ermöglicht der im Vergleich zu Stahlsubstraten niedrige Schmelzbereich eine vollständige Verschmelzung der Auftragschicht bei minimaler Substratverdünnung, sofern die Energiezufuhr kontrolliert wird. Der Zinkanteil erfordert eine besondere Vorsicht beim Verfahren: Zink siedet bei 907 °C, sodass eine übermäßige Überhitzung bei der Plasma- oder Laserbearbeitung Zink bevorzugt verdampft, wodurch sich die Beschichtungschemie verändert und Rauch entsteht; streng festgelegte Parameterfenster halten die Zusammensetzung der abgeschiedenen Schicht innerhalb der Spezifikation.

Beschichtungshärte von 60–90 HV und eine Zugfestigkeit im freistehenden Zustand von 120–180 MPa kennzeichnen eine von Natur aus weiche, duktile Beschichtung. AlZn10-Beschichtungen sind keine Verschleißoberflächen; sie verformen sich bei Biegung des Untergrunds und bei Temperaturwechselbeanspruchung, anstatt zu reißen, und ihre mechanische Nachgiebigkeit ist einer der Gründe, warum sie jahrzehntelang auf Brücken und Offshore-Konstruktionen halten, die sich ausdehnen, zusammenziehen und vibrieren. Wo auch Verschleißfestigkeit erforderlich ist, dient die AlZn10-Schicht als Korrosionsschutzgrundlage unter härteren Deckschichten.

Haftfestigkeit über 10–20 MPa auf ordnungsgemäß sandgestrahltem Stahl übersteigt die Haftfestigkeit der meisten Lacksysteme um ein Vielfaches, und Porosität von 3-8% Im Spritzzustand wird die Porosität kontrolliert, aber nicht beseitigt: Die miteinander verbundenen Poren werden im Betrieb durch Korrosionsprodukte und in Duplex-Systemen durch organische Versiegelungsmittel verschlossen, was bei Anwendungen unter Wasser gängige Praxis ist.

Sortiervorschriften, Größenbereiche und Qualitätskontrollstandards

Das AlZn10-Auftragspulver wird in auf die gängigen Spritz- und Auftragverfahren abgestimmten Abmessungen geliefert, wobei die Qualitätsdokumentation den in der Thermospritzbranche üblichen Konventionen entspricht.

Verfügbare Spezifikationen

Parameter	Standard/Wert
PSD für das thermische Spritzen (Flamme/Plasma)	15–45 µm oder 20–53 µm
PSD für das Laserauftragschweißen / DED	45–106 µm
PSD für Kaltversprühung	15–53 µm (enge Verteilung)
Sphärizität	>= 90%
Durchflussmenge im Hall-Kanal	<= 50 s/50 g
Scheinbare Dichte	>= 1,30 g/cm³
Sauerstoffgehalt	<= 0,10 wt% (Prämie <= 0,06 wt%)
Luftfeuchtigkeit	<= 0,05 wt%
Chemie	Zn 9–11%, Rest Al
Verpackung	Vakuumversiegelte oder mit Argon gefüllte Behälter mit einem Gewicht von 10–25 kg

Thermische Spritzschneidverfahren mit einer Korngröße von 15–45 und 20–53 Mikrometern werden in Flamm- und Plasmaspritzpistolen eingesetzt, wobei die Verteilungsbreite direkten Einfluss auf die Schmelzkonsistenz hat: Übergroße Partikel gelangen halbgeschmolzen auf das Substrat und verringern die Kohäsion, während ein Übermaß an Feinanteilen das Zink überhitzt, oxidiert und verdampft. Enge, zertifizierte Verteilungsbreiten mit angegebenen D10/D50/D90-Werten sind daher keine reine Formalität, sondern dienen der Prozesskontrolle. Für das Plasmaspritzen von Korrosionsschutzbeschichtungen ist ein D50-Wert von etwa 30–35 Mikrometer mit enger Streuung das übliche Qualifikationsziel.

Laserauftragschweißen mit einer Korngröße von 45–106 Mikrometern fließen zuverlässig durch Pulverdosierer mit Trägergas und eignen sich für die größeren Schmelzbäder bei Laserauftragschweißarbeiten an Wellen, Flanschen und bei Strukturreparaturen. Kaltes Sprühen, ein aufstrebendes Verfahren für Korrosionsschutzbeschichtungen auf Aluminiumbasis, bei dem die Zinkverdampfung vollständig vermieden wird, nutzt Partikel mit einer engen Größenverteilung von 15–53 Mikrometer und hoher Rundheit, da die Effizienz der Kaltnebelabscheidung entscheidend von der Partikelgeschwindigkeit und der Morphologie abhängt.

Qualitätskontrollstandards Für jede Charge sollte Folgendes enthalten sein:

• Zink- und Verunreinigungsanalyse mittels ICP-OES oder XRF, wobei der Zinkgehalt auf zwei Dezimalstellen genau angegeben wird.
• Sauerstoffgewinnung durch Inertgasfusion.
• PSD mittels Laserbeugung gemäß ISO 13320.
• Hall-Fließzahl gemäß ASTM B213 und Schüttdichte gemäß ASTM B212.
• Morphologische Aufnahmen mittels Rasterelektronenmikroskopie zur Überprüfung der Sphärizität und des Satellitengehalts.
• Rückverfolgbarkeit der Charge von der Zerstäubungswärmezahl bis zur verpackten Charge.

Bei Qualifizierungsprogrammen für Infrastruktur- und Offshore-Anwendungen ist die Validierung auf Beschichtungsebene wichtiger als die Pulverdaten allein: Sprühversuche mit der Qualifizierungscharge, bei denen die Haftfestigkeit gemäß ASTM C633, die Porosität mittels Metallographie sowie das Korrosionsverhalten gemäß Normen für Salznebel- oder zyklische Belastungsprüfungen geprüft werden, schließen den Kreis zwischen Pulverqualität und Beschichtungsleistung. Seriöse Lieferanten untermauern dies durch die Aufbewahrung von Chargenproben und eine über alle Nachbestellungen hinweg gleichbleibende Zerstäubungspraxis.

Herstellungsschritte vom Schmelzen bis zur fertigen Pulverform

AlZn10-Plattierungspulver wird im industriellen Standardverfahren durch Gaszerstäubung hergestellt, wobei die Prozesskette auf die Flüchtigkeit von Zink und die Oxidationsempfindlichkeit von Aluminium ausgelegt ist.

Schmelzen Ausgangsmaterial sind Primäraluminiumblöcke (99,7%+) und hochreines Zink (99,99%, SHG-Qualität), die unter Schutzgas in Induktions- oder Widerstandöfen beschickt werden. Da Zink bei den Schmelztemperaturen von Aluminium stark verdampft, wird bei der Ofenführung die Überhitzungszeit minimiert und das Zink erst spät unter leichtem Rühren zugegeben, gefolgt von einer Analyse vor dem Gießen, um den Zinkbereich von 9–11% vor dem Abguss zu bestätigen. Die Kontrolle der Verunreinigungen, insbesondere von Kupfer und Eisen, erfolgt bereits bei der Auswahl der Chargen, da diese später nicht mehr entfernt werden können.

Gaszerstäubung (GA) wandelt die Schmelze in kugelförmiges Pulver um: Die Schmelze fließt durch eine feuerfeste Düse in konvergierende Hochdruck-Stickstoff- oder Argonstrahlen, die den Strom in Tröpfchen zerlegen, die sich unter dem Einfluss der Oberflächenspannung zu Kugeln formen und während des freien Falls im geschlossenen Turm erstarren. Die Stickstoffzerstäubung ist Standard für Aluminium-Plattierungssorten und wirtschaftlich vorzuziehen; Argon wird für hochwertige, sauerstoffarme Chargen verwendet. Die geschlossene, inerte Turumgebung ist für diese Legierung in doppelter Hinsicht wichtig: Aluminiumpulver ist als Feinstaub brennbar, und die im System wiederkondensierenden Zinkdämpfe müssen kontrolliert werden, um eine Abweichung der Zusammensetzung zwischen der Schmelze und dem gesammelten Pulver zu verhindern. Bei gut durchgeführten Produktionsläufen liegt der Sauerstoffgehalt bei 0,04–0,08 Gew.-% und die Sphärizität bei 90–94 %.

Klassifizierung durch Mehrdeck-Siebung und Luftklassierung wird die zerstäubte Partikelverteilung in handelsübliche Größenbereiche aufgeteilt. Die Klassierung von Aluminiumlegierungen erfolgt unter inerter Atmosphäre mit explosionsgeschützten Anlagen – ein wichtiger Aspekt, der seriöse Hersteller auszeichnet, da es sich bei den in diesem Schritt entfernten Feinanteilen genau um den brennbaren Anteil handelt.

Qualitätskontrolle und Verpackung Vervollständige die Kette:

1. Stichprobenentnahme für chemische Analyse, Sauerstoffgehalt, PSD, Durchflussrate und Schüttdichte.
2. Morphologische Untersuchung mittels Rasterelektronenmikroskopie hinsichtlich Rundheit, Satellitenpartikeln und Hohlpartikeln.
3. Durch Mischen werden der Zinkgehalt und die Zinkverteilung über den gesamten Produktionszeitraum hinweg homogenisiert.
4. Verpackung in vakuumversiegelten oder mit Argon gefüllten, feuchtigkeitsundurchlässigen Behältern mit Trockenmittel, da das hygroskopische Oberflächenoxid des Aluminiumpulvers bei Lagerung unter feuchten Bedingungen die Fließfähigkeit und die Sprühkonsistenz beeinträchtigt.

Lieferanten mit integrierten Schmelz-, Zerstäubungs- und Klassifizierungsverfahren sowie mit umfassender Prozesskompetenz durch eigene PREP-Pulverherstellungstechnologie Bei Speziallegierungsfraktionen können wir die Partikelgrößenverteilung (PSD) und die chemische Zusammensetzung genau auf die spezifischen Anforderungen des Kunden hinsichtlich Spritz- oder Auftragschweißverfahren abstimmen, anstatt lediglich Material aus dem Katalog zu liefern.

Anwendungen nach Branchen: Medizin, Luft- und Raumfahrt sowie Energieerzeugung

AlZn10-Auftragspulver wird vor allem zum Korrosionsschutz großer Bauwerke eingesetzt, daneben auch zur Reparatur und zur Beschichtung von Bauteilen. Typische Anwendungsbeispiele sind im Folgenden sowie auf der Website des Herstellers zusammengefasst. Anwendungen seite.

Typische Anwendungsbereiche nach Branche

Industrie	Typische Anwendungsbeispiele	Warum AlZn10-Pulver?
Offshore und Schifffahrt	Plattformkonstruktionen, Windkraftanlagentürme, Schiffsrümpfe und Decks	Opferanode plus Barriereschutz in salzhaltigen Umgebungen
Infrastruktur	Brücken, Schleusentore, Hafenkräne, Wasseraufbereitungsanlagen	20–40 Jahre wartungsfreie Lebensdauer der Beschichtung
Stromerzeugung	Strommasten, Umspannwerksanlagen, Druckrohrleitungen von Wasserkraftwerken	Schutz vor atmosphärischer Korrosion, elektrische Leitfähigkeit
Öl und Gas	Tankaußenkonstruktionen, Fackelausleger, Stützen für Küstenpipelines	Beständigkeit gegen CUI und Haltbarkeit unter marinen Einwirkungen
Luft- und Raumfahrt	Verkleidung und Instandsetzung von hochfesten Aluminiumkonstruktionen	Eine Opferschicht aus Al-Zn schützt 7xxx-Substrate
Industrielle Instandhaltung	Überholung von Welle und Gehäuse, Wiederherstellung der Maßgenauigkeit	Reparaturgeometrie und Korrosionsschutz in einem Arbeitsgang

Offshore und Schifffahrt ist der Kernmarkt. Thermisch gespritzte Al-Zn-Beschichtungen auf Fundamenten von Offshore-Windkraftanlagen, Plattform-Jackets und Schiffskonstruktionen bieten jahrzehntelangen Schutz in der Spritzwasserzone und vor Witterungseinflüssen, und der Opferschutzmechanismus sorgt weiterhin für Schutz an Schweißnähten, Kanten und Stellen mit mechanischen Beschädigungen, an denen Lacksysteme zu Korrosion unter der Beschichtung führen. Duplex-Systeme, bestehend aus einer AlZn10-Beschichtung plus Versiegelung, sind die Standardausführung für den Einsatz im Unterwasserbereich und in der Spritzwasserzone.

Infrastruktur folgt derselben Logik in noch größerem Maßstab: Bei Brücken, Stahlbauwerken im Wasserbau und Hafenausrüstung, die für eine Lebensdauer von 50 bis 100 Jahren ausgelegt sind, wird thermisch gespritztes Al-Zn als primäres Korrosionsschutzsystem eingesetzt, dessen Leistungsfähigkeit in Langzeit-Expositionsprogrammen dokumentiert ist und damit Argumente hinsichtlich der Lebenszykluskosten untermauert, mit denen Farbe nicht mithalten kann.

Stromerzeugung und -übertragung Die Beschichtungen werden auf Gittermasten, Stahlkonstruktionen in Umspannwerken und Druckrohrleitungen von Wasserkraftwerken aufgetragen, wobei die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung einen zusätzlichen Vorteil für erdungsrelevante Bauwerke darstellt und ihre Langlebigkeit Ausfälle aufgrund von Nachbeschichtungsarbeiten überflüssig macht.

Luft- und Raumfahrt sowie hochfestes Aluminium In diesen Anwendungen kommt die andere Seite der Legierung zum Einsatz: Per Laser aufgebrachte Al-Zn-Schichten auf Strukturen der 7xxx-Serie stellen den Korrosionsschutz an reparierten oder zusammengesetzten Stellen wieder her und erweitern damit das Prinzip der plattierten Bleche auf die Instandhaltung und die additive Reparatur.

Industrielle Instandhaltung verzeichnet steigende Absatzmengen bei der Überholung von Wellen, Bohrungen und Gehäusen, bei der eine einzige Pulverbeschichtung die Maße wiederherstellt und eine korrosionsgeschützte Oberfläche hinterlässt.

In all diesen Branchen gilt dieselbe Beschaffungslogik: Wo Stahl oder hochfestes Aluminium jahrzehntelang im Freien, in salzhaltiger Luft oder unter Wasser standhalten muss und wo der Zugang für Wartungsarbeiten kostspielig ist, verwandelt eine AlZn10-Beschichtung den Korrosionsschutz von wiederkehrenden Wartungskosten in eine einmalige Investitionsentscheidung.

Leistungsvergleich mit alternativen Werkstoffsorten

Bei der Auswahl einer Korrosionsschutzbeschichtung wird AlZn10 mit den reinen Metallen, aus denen es sich zusammensetzt, sowie mit der zinkreicheren Legierung verglichen, mit der es im Wettbewerb steht.

AlZn10 im Vergleich zu alternativen Materialien für das thermische Spritzverfahren

Eigentum	AlZn10	Reines Zink	Reines Al	Zn-15Al
Nominale Zusammensetzung	Al-10% Zn	Zn > 99,91 TP3T	Al >99,51 TP3T	Zn-15% Al
Schutzmechanismus	Barriere + Opferschicht	Opferbereit	Barriere (+leicht opfernd)	Barriere + starkes Opfermaterial
Verbrauchsrate der Beschichtung (Schifffahrt)	Niedrig	Hoch	Sehr niedrig	Mäßig
Opferbereitschaft für Stahl	Gut	Stark	Schwach	Stark
Lebensdauer (Meeresklima)	20–40 Jahre	10–20 Jahre	20–40 Jahre	15–30 Jahre
Eignung für den Einsatz in Meerwasser	Gut (mit Versiegelung)	Mäßig	Gut (mit Versiegelung)	Gut
Kompatibilität mit Sprühverfahren	Flamme, Plasma, Lichtbogen, Laser, Kaltspritzen	Flamme, Lichtbogen	Flamme, Lichtbogen, Kaltzerstäubung	Flamme, Lichtbogen
Relative Materialkosten	Mittel	Niedrig	Niedrig bis mittel	Niedrig bis mittel

Reines Zink ist der historische Standard für den Stahlschutz und nach wie vor die kostengünstigste Lösung pro Kilogramm; allerdings schränkt sein hoher Verbrauch in maritimer Umgebung die Lebensdauer ein, und seine Korrosionsprodukte nehmen in salzhaltigen Umgebungen viel Platz ein. Zink ist nach wie vor die beste Wahl für kurze bis mittlere Lebensdauern sowie für atmosphärische Beanspruchungen, bei denen die Kosten im Vordergrund stehen und die mit einer verzinkten Ausführung vergleichbar sind.

Reines Aluminium Es bildet langsam eine Schutzschicht und ist im maritimen Einsatz langlebig, doch sein Passivfilm schwächt die Opferschichtwirkung an Defekten im atmosphärischen Einsatz, wodurch Schnittkanten und Kratzer anfällig bleiben. Es zeichnet sich bei Hochtemperaturoxidation (bis ~500 °C) aus, wo zinkhaltige Beschichtungen nicht einsetzbar sind – eine klare Trennlinie: Bei Betriebstemperaturen über 300–350 °C sollte Aluminium und nicht AlZn10 spezifiziert werden.

Zn-15Al nähert sich demselben Kompromiss von der zinkreichen Seite her an und bietet eine stärkere Opferwirkung bei längerer Lebensdauer als reines Zink, doch seine zinkreiche Matrix wird in marinen Atmosphären immer noch schneller abgetragen als AlZn10. Die beiden Pseudolegierungen umrahmen den Konstruktionsraum: Zn-15Al, wo die Opferstärke am wichtigsten ist, und AlZn10, wo die Langlebigkeit der Beschichtung und das aluminiumreiche Barriereverhalten im Vordergrund stehen.

Die Auswahlregel: reines Zink für einen kostengünstigen Schutz mit kurzer Lebensdauer, Zn-15Al für maximale Opferwirkung, reines Aluminium für den Einsatz bei hohen Temperaturen oder in Tauchumgebungen sowie AlZn10 als ausgewogene Standardlösung für maritime und atmosphärische Konstruktionen mit einer vorgesehenen Lebensdauer von 20 Jahren und mehr, wobei reine Metallpulver unter Berücksichtigung der Alternativen mit einem einzigen Element, sofern diese in der Konstruktion vorgesehen sind.

Unser Unternehmen

Shanghai Truer Technology Co. Ltd. ist ein in China ansässiger Anbieter von Lösungen für die additive Fertigung, der PREP-Pulverherstellungsanlagen und hochwertige kugelförmige Metallpulver aus einer Hand anbietet. Das 2009 gegründete Unternehmen bietet sowohl Gaszerstäubung (GA) sowie PREP-Fertigungskapazitäten für Nickellegierungen, Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen, rostfreie Stähle, Kobaltlegierungen, Kupferlegierungen, Hochentropie-Legierungen und Spezialwerkstoffe.

Als Ausgangsmaterial für das thermische Spritzen und das Auftragschweißen liefert Truer neben reinem Aluminium, Zink-Aluminium-Pseudolegierungen und Aluminium-Baustoffgüten auch AlZn10 und verwandte Aluminium-Zink-Legierungen in Partikelgrößen, die auf Flammspritz-, Plasmaspritz-, Laserauftragschweiß-, DED- und Kaltspritzverfahren abgestimmt sind. Jede Charge wird mit einem Analysezertifikat ausgeliefert, das den Zinkgehalt auf zwei Dezimalstellen genau, den Sauerstoffgehalt mittels Inertgasfusion, die Partikelgrößenverteilung (PSD) mittels Laserdiffraktion, den Hall-Durchfluss, die scheinbare Dichte sowie auf Anfrage die SEM-Morphologie umfasst. Dies unterstützt Qualifizierungsprogramme für Beschichtungen und gewährleistet die Konsistenz bei Nachbestellungen.

Das Unternehmen bietet zudem die Entwicklung maßgeschneiderter Legierungen an, einschließlich der Anpassung des Zinkgehalts innerhalb und außerhalb des 9-11%-Bereichs, sowie die Fertigung von Prototypen in kleinen Stückzahlen und die Serienproduktion für Kunden aus den Bereichen Offshore, Infrastruktur, Energie und industrielle Instandhaltung. Ein gemeinsames Innovationszentrum für den 3D-Metalldruck, das in Zusammenarbeit mit führenden Forschungseinrichtungen betrieben wird, unterstützt Kunden bei der Entwicklung von Parametern für das Laserauftragschweißen und das Kaltspritzverfahren für Beschichtungssysteme auf Aluminiumbasis.

Bei Fragen zu den Spezifikationen des AlZn10-Auftragspulvers, zur Probenentnahme oder zu kundenspezifischen Zusammensetzungen, Wenden Sie sich an das Team mit Angaben zu Ihrem Spritz- oder Verkleidungsverfahren, dem angestrebten PSD und der geschätzten Jahresmenge.

FAQ

Frage 1: Wie sieht die typische Partikelgrößenverteilung bei AlZn10-Auftragschichtpulver aus? A: Die Sorten für das thermische Spritzen werden in den Korngrößenbereichen 15–45 oder 20–53 Mikrometer geliefert, die für das Laserauftragschweißen und DED in den Bereichen 45–106 Mikrometer und die für das Kaltspritzen in engen Korngrößenverteilungen von 15–53 Mikrometer. Sonderzuschnitte können so klassifiziert werden, dass sie den spezifischen Anforderungen der Spritzpistole und des Zuführsystems entsprechen.

Frage 2: Kann AlZn10-Pulver sowohl in Thermospritz- als auch in Laserauftragschweißanlagen verwendet werden? A: Ja, wobei die PSD auf das jeweilige Verfahren abgestimmt sein muss: feinere Fraktionen für das Flamm- und Plasmaspritzen, gröbere Fraktionen im Bereich von 45 bis 106 Mikrometer für das Laserauftragschweißen. Die Laserbearbeitung erfordert eine kontrollierte Energiezufuhr, um die Zinkverdampfung zu begrenzen und die chemische Zusammensetzung der aufgebrachten Beschichtung innerhalb der Spezifikation zu halten.

Frage 3: Über welche Zertifizierungen verfügt AlZn10-Pulver? A: Der Standardlieferumfang umfasst ein Analysezertifikat mit Angabe des Zinkgehalts auf zwei Dezimalstellen sowie der chemischen Zusammensetzung der Verunreinigungen, des Sauerstoffgehalts mittels Inertgasfusion, der Partikelgrößenverteilung (PSD) mittels Laserdiffraktion, der Hall-Durchflussrate und der scheinbaren Dichte. Für Infrastruktur- und Offshore-Qualifizierungsprogramme sind SEM-Morphologieberichte und die Rückverfolgbarkeit der Zerstäubungswärme verfügbar.

Frage 4: Wie hoch ist die Mindestbestellmenge für AlZn10-Pulver? A: Für Sprühversuche und die Qualifizierung von Beschichtungen stehen Mustermengen von 10–20 kg zur Verfügung. Produktionsaufträge beginnen in der Regel bei 50 kg, wobei für laufende Sprühprogramme ab 200 kg Mengenrabatte gewährt werden.

Frage 5: Kann die Zusammensetzung des AlZn10-Pulvers individuell angepasst werden? A: Ja. Der Zinkgehalt kann innerhalb oder außerhalb des Bereichs von 9–11% angepasst werden, und entsprechende Al-Zn-Legierungen können auf derselben Zerstäubungsplattform hergestellt werden. Für kundenspezifische Legierungen sind eine Mindestmenge pro Zerstäubungsdurchlauf und ein kurzer Entwicklungszyklus erforderlich.

Frage 6: Wie lang ist die übliche Lieferzeit für AlZn10-Pulverbestellungen? A: Standard-Thermospritzschnitte sind in der Regel ab Lager lieferbar oder innerhalb von 1–2 Wochen erhältlich. Sonderzusammensetzungen und große Serienmengen erfordern in der Regel 3–6 Wochen, abhängig von der Planung der Schmelz- und Zerstäubungsvorgänge.