Zerkratzen Sie ein verzinktes Geländer, und es passiert nichts. Zerkratzen Sie ein verzinntes Blech, korrodiert der Stahl an dieser einen Stelle schneller, als wenn er gar keine Beschichtung hätte. Dieser Unterschied beruht weder auf der Qualität der Ausführung noch auf der Schichtdicke, sondern auf dem elektrochemischen Potenzial des Metalls, das auf dem Stahl liegt. Zink, Zinn und Chrom gelangen in ähnlichen Verfahren auf die Stahloberfläche und sehen ähnlich aus, schützen sie aber auf völlig unterschiedliche Weise. Nur eines von ihnen wirkt auch nach einer Beschädigung der Schicht weiter.

Warum braucht Stahl einen Überzug aus einem anderen Metall?

Die Korrosion von Stahl in der Atmosphäre ist ein elektrochemischer Prozess: Auf der Oberfläche bilden sich Mikroelemente, in denen Eisen in Lösung geht, und Voraussetzung dafür ist ein Elektrolyt, also ein Feuchtigkeitsfilm. Deshalb steigt die Korrosionsgeschwindigkeit mit der relativen Luftfeuchtigkeit und der Konzentration von Verunreinigungen, vor allem SO₂ und Chloriden. Baustahl bildet von sich aus keinerlei Barriere – der Rost, der sich auf ihm bildet, ist porös und schneidet den Sauerstoffzutritt nicht ab, sodass der Prozess bis zum Verlust des tragenden Querschnitts weiter in das Material fortschreitet.

Ein Überzug aus einem anderen Metall unterbricht diesen Mechanismus, und zwar auf zwei verschiedene Arten:

1. Anodischer Überzug (Opferschicht) – das Metall hat ein niedrigeres elektrochemisches Potenzial als Stahl und korrodiert daher im Schadensfall an seiner Stelle. So wirkt Zink.
2. Kathodischer Überzug (Barriereschicht) – das Metall hat ein höheres Potenzial als Stahl und schützt ihn ausschließlich mechanisch. Eine Beschädigung eines solchen Überzugs ist nicht folgenlos: Es entsteht ein Element, in dem der Stahl zur Anode mit kleiner Fläche wird, und die Korrosion an dieser Stelle beschleunigt sich. So wirken Zinn und Chrom.

Beachten Sie die Begriffe: Ein Zinküberzug ist anodisch, der Schutz, den er dem Stahl bietet, heißt jedoch kathodisch. Das sind zwei Beschreibungen desselben Phänomens von den entgegengesetzten Seiten des Elements – der Name des Verfahrens richtet sich nach der Rolle des geschützten Metalls. (Ein eigener Begriff ist der anodische Schutz, also die Verschiebung des Potenzials in den Passivbereich durch Anodenstrom.)

Zink – der Standard für den Schutz von Stahlkonstruktionen

Zink (Zn) macht den weitaus größten Teil der auf Stahl aufgebrachten Korrosionsschutzüberzüge aus. Sein elektrochemisches Potenzial ist niedriger als das von Eisen, die Produkte seiner Korrosion sind dicht und geschlossen, und das Metall selbst lässt sich mit mehreren Technologien aufbringen, die sich in Kosten und Größenordnung völlig unterscheiden. Hinzu kommt, dass es preiswert und vollständig recycelbar ist.

Der doppelte Wirkmechanismus

Zink schützt Stahl gleichzeitig als Barriere und kathodisch, was es zu einer gegenüber Ausführungsfehlern unempfindlichen Lösung macht. Die Barriere bilden der Überzug selbst und die Patina, also eine dichte Schicht aus Zinkoxiden, -hydroxiden und -carbonaten, die sich im Kontakt mit Luft aufbaut und den weiteren Metallabtrag deutlich verlangsamt. Der kathodische Schutz greift dort, wo keine Barriere mehr vorhanden ist – an Kratzern, Bohrungen und Schnittkanten korrodiert Zink als Anode und schützt den freigelegten Stahl auf einer Strecke von einigen Millimetern.

Verfahren zum Aufbringen von Zinküberzügen

Zink lässt sich auf mindestens 5 Arten auf Stahl aufbringen, und sie unterscheiden sich vor allem in der erzielten Schichtdicke, die sich unmittelbar auf die Lebensdauer auswirkt. Der entscheidende Unterschied verläuft zwischen Verfahren, bei denen der Überzug metallurgisch mit dem Untergrund verbunden wird, und solchen, bei denen er lediglich mechanisch haftet.

Verfahren	Typische Schichtdicke	Merkmale
Feuerverzinken	50 bis über 100 µm	Metallurgisch gebundener Überzug; Konstruktionen, große Abmessungen
Galvanische Verzinkung	3–25 µm	Präzise Schichtdicke, glatte Oberfläche; Kleinteile, Verbindungselemente
Spritzverzinken (thermisches Spritzen)	100–250 µm	Aufbringen am Objekt; poröser Überzug, erfordert Versiegelung
Sherardisieren	15–60 µm	Diffusion im Zinkpulver, verzugsfrei; Gewindeprodukte
Zinklamellen, Zinkstaubfarben	8–40 µm	Ergänzender Schutz und Ausbesserung

Beim Feuerverzinken wird das Bauteil in flüssiges Zink mit einer Temperatur von ca. 450–460 °C getaucht. Es findet eine Diffusion statt, es entsteht eine Eisen-Zink-Legierungsschicht und darauf – nach dem Herausziehen aus dem Bad – eine Schicht aus reinem Zink. Die Schichtdicke hängt nicht nur von der Tauchzeit ab, sondern vor allem von der Stahlzusammensetzung. Am besten lassen sich Stähle mit einem Siliziumgehalt unter 0,03 % oder im Bereich von 0,14–0,25 % verzinken. Bei Silizium im Bereich von 0,03–0,12 % tritt der sogenannte Sandelin-Effekt auf: Die Fe-Zn-Reaktion verläuft heftig, und der Überzug kann fast ausschließlich aus der Legierungsphase bestehen – grau, rau und anfällig für Abplatzungen.

Zinn als Korrosionsschutzüberzug – wo bewährt es sich tatsächlich?

Zinn hat das Symbol Sn, die Ordnungszahl 50 und einen Schmelzpunkt von etwa 232 °C. Es ist weich, plastisch verformbar, chemisch inert und bildet keine toxischen Verbindungen – daher seine Stellung in der Lebensmittelindustrie und der Elektronik.

Zinn wird galvanisch oder im Tauchverfahren aufgebracht. Seine typischen Anwendungen haben einen gemeinsamen Nenner: Es kommt weniger auf den Schutz der Konstruktion an (auch wenn das Verzinnen eine der Methoden zur Korrosionsvermeidung ist), sondern auf chemische Inertheit oder Lötbarkeit. Zu den am häufigsten anzutreffenden zählen:

• Weißblech – dünner, mit Zinn überzogener Stahl, der Grundwerkstoff für Lebensmitteldosen. Zinn reagiert nicht mit dem Produkt und verändert dessen Geschmack nicht.
• Elektronik und Elektrotechnik – das Verzinnen von Leiterbahnen, Anschlüssen und Leitungen sorgt für Lötbarkeit und stabilen elektrischen Kontakt.
• Kupferinstallationen – hier kehrt sich das Verhältnis um. Gegenüber Kupfer und Messing ist Zinn ein anodischer Überzug und schützt sie daher aktiv; gegenüber Eisen ist es kathodisch und wirkt nur als Barriere.
• Karosserieverzinnung – das ausbessernde Ausfüllen von Unebenheiten des Blechs mit einer Zinnlegierung, heute eine Nische, vor allem bei der Restaurierung von Fahrzeugen.

Den Einsatz von Zinn schränken zusätzlich zwei Phänomene ein, die man kennen sollte. Das erste ist die sogenannte Zinnpest: Unterhalb von etwa 13 °C wandelt sich das weiße Zinn (β) spontan in eine spröde, pulverförmige graue Modifikation (α) um, und die einmal ausgelöste Umwandlung schreitet weiter fort. Das zweite sind Zinnwhisker (tin whiskers), also einkristalline Härchen, die aus dem Überzug wachsen und in elektronischen Schaltungen benachbarte Leiterbahnen kurzschließen – das Risiko ist nach dem Wegfall von Blei in Loten gestiegen, da der Pb-Zusatz sie wirksam hemmte.

Das Fazit für Stahlkonstruktionen ist eindeutig: Zinn ist kein Werkstoff für den Korrosionsschutz von Stahl. Es bietet keinen kathodischen Schutz, ist teurer als Zink und weich, und eine Beschädigung des Überzugs beschleunigt die Korrosion des Untergrunds lokal.

Chrom – Härte, Maßhaltigkeit und Passivierung

Chrom wird gern mit Zink in einen Topf geworfen, obwohl es zwei völlig unterschiedliche Rollen erfüllt und nur eine davon Stahl tatsächlich vor Korrosion schützt.

Dekorative Verchromung bedeutet Schichten in der Größenordnung von 0,3–1 µm, die stets auf eine Kupfer-Nickel-Unterlage aufgebracht werden (das System beschreibt PN-EN ISO 1456). Der Chromüberzug ist mikroporös und stellt für sich allein keine Barriere dar; für die Korrosionsbeständigkeit ist in diesem System das Nickel zuständig, das Chrom sorgt für Glanz und Beständigkeit gegen Anlaufen. Hartverchromung – Schichten von 20 bis über 100 µm und eine Härte über 900 HV an Kolbenstangen von Zylindern, Zylindern, Formen und Wellen – verfolgt ein anderes Ziel: Verschleißbeständigkeit und Wiederherstellung des Maßes.

Am wirksamsten ist Chrom als Legierungsbestandteil. Bei einem Chromgehalt von mindestens 10,5 % bildet der Stahl eine sich selbst erneuernde Passivschicht aus Oxiden von wenigen Nanometern Dicke und wird zu nichtrostendem Stahl. Die Schicht baut sich im Kontakt mit Sauerstoff wieder auf, sodass ein Kratzer den Untergrund nicht dauerhaft freilegt.

Wie wählt man den passenden Korrosionsschutz für das eigene Projekt?

In der Projektpraxis steht man in der Regel nicht vor dem Dilemma „Zink oder ein anderes Metall“ – die Wahl läuft auf „welches Verzinkungsverfahren und welche Schichtdicke“ hinaus.

1. Bestimmen Sie die Korrosivitätskategorie nach PN-EN ISO 9223.
2. Stellen Sie die geplante Lebensdauer dem Zinkabtrag in dieser Kategorie gegenüber. Geht die Rechnung nicht auf, wechseln Sie zum Duplex-System.
3. Prüfen Sie die Geometrie. Geschweißte Konstruktionen und Hohlprofile sprechen für das Feuerverzinken, Teile mit Maßtoleranz für das galvanische Verfahren.
4. Berücksichtigen Sie die Stahlzusammensetzung. Silizium und Phosphor beeinflussen Aussehen und Dicke des Überzugs stärker als jeder andere Parameter.
5. Berechnen Sie die Kosten über den Lebenszyklus. Ein Überzug, der 40 Jahre ohne Wartung auskommt, ist günstiger als ein Lackaufbau, der alle 8–10 Jahre erneuert wird.

Sie wissen nicht, ob die Verzinkung allein die geforderte Lebensdauer Ihrer Konstruktion abdeckt? Kontaktieren Sie Strumet – wir berechnen die Schichtdicke für Ihre Korrosivitätskategorie und zeigen Ihnen, worauf Sie bereits in der Projektphase achten sollten.

FAQ – die häufigsten Fragen zu den Unterschieden zwischen Zink, Zinn und Chrom

Rostet Verzinkung?

Nicht im umgangssprachlichen Sinne. Zink oxidiert und bildet dabei eine Patina, bei eingeschränktem Luftzutritt außerdem weiße Korrosionsprodukte, also Weißrost. Das ist ein optischer Mangel; Eisenrost erscheint erst, wenn das Zink an der betreffenden Stelle vollständig aufgebraucht ist.

Kann man einen Zinküberzug lackieren?

Ja, und in den Kategorien C4–C5 wird es sogar empfohlen.

Worin unterscheiden sich Zink und Zinn?

Es sind zwei verschiedene Elemente, die vor allem wegen der ähnlichen Namen verwechselt werden. Zink (Zn) schützt Stahl kathodisch und ist die Grundlage des industriellen Korrosionsschutzes, Zinn (Sn) dient zum Löten sowie für Überzüge auf Blech und Kupfer.

Schützt Zinn Stahl vor Korrosion?

Nur solange der Überzug dicht ist. Ohne kathodischen Schutz verläuft die Korrosion an der Schadstelle schneller als bei ungeschütztem Stahl, weil der freiliegende Stahl als Anode mit kleiner Fläche wirkt.

Schützt Verchromung vor Korrosion?

Der Chromüberzug allein nicht – er ist zu dünn und porös. Die Beständigkeit liefert die Nickelunterlage im Ni-Cr-System oder Chrom, das als Bestandteil von nichtrostendem Stahl in die Legierung eingebracht wird.