Alternatieve namen:  

Galvaniseren, electroplating, zinc plating 

Algemeen:  

Elektrolytisch verzinken is een elektrochemisch proces waarbij een zinklaag neergeslagen wordt op het productoppervlak. Binnen electrolytisch verzinken is een breed scala aan alternatieven voorhanden in laagdiktes, basismaterialen (zink / zink-ijzer / zink-nikkel), passiveringen. De minimale laagdikte is ca 3 μm, en kan oplopen tot ca 30 μm (gecombineerde laag).  Wij hanteren op onze bevestigingsartikelen meestal een minimale laagdikte van 5 μm.   

Een elektrolytisch zinkproces heeft altijd een nabehandeling om aantasting van de zinklaag te voorkomen. Dit heet het passiveren (of ook wel chromateren of bichromatiseren) en vertoond afhankelijk van de behandeling (passiveren) een transparant groengele (geelverzinkt) of metalliek-lichtblauwe tint (blauwverzinkt). Door het passiveren neemt de corrosiebestendigheid sterk toe en wordt het uiterlijk verfraaid. De passiveerlaag is een dun zinkchromaat/zinkoxidelaagje boven op de zinklaag. Bij standaard verzinken geeft dit een metalliek-lichtblauwe tint en bij geel verzinken vertoont de zinklaag een transparant goudkleurige tint. De corrosiebestendigheid van deze twee verschillende passiveringen is vrijwel gelijk maar de geelverzinkte variant is sinds de nieuwe ROHS richtlijn uit 2011 in opspraak geraakt vanwege het schadelijke zeswaardig chroom wat voorheen gebruikt werd bij deze passivering. 

Bij het elektrolytische verzink proces wordt er waterstof op het productoppervlak ontwikkeld. Zeker bij geharde staalkwaliteiten met een hoge sterkte, met name vanaf 8.8 en hoger, kan de in het staal opgenomen waterstof een aanzienlijk verlies aan ductiliteit veroorzaken (de zogenaamde waterstofbrosheid). 

Toepassingsgebied:  

Het toepassingsgebied van elektrolytisch verzinkte bevestigingsmaterialen is divers vanwege de diverse corrosiewerende eigenschappen door de laagdikte. 

Verzinkte bevestigingsmaterialen worden doorgaans voorzien van een beschermende zinklaag volgens ISO A2A met een minimale laagdikte van 5 Mu. In principe geldt hoe dikker de zinklaag op stalen bevestigingsmateriaal, hoe langer het duurt voordat hij weg gecorrodeerd is; de gemiddelde atmosferische corrosie voor alle zinktypes in Nederland in de buitenatmosfeer bedraagt momenteel 0,42 μm/jaar (gegevens TNO, Rijkswaterstaat en TU Delft); dat komt gemiddeld overeen met een corrosie klasse C2 in Nederland.  
De zinklaag wordt aangetast door de hoeveelheid Chloride en SO2 (zwavel) in de omgeving. Het water maakt deze aantasting mogelijk. SO2 heeft een grote invloed op het corrosiegedrag en daardoor op de duurzaamheid van stalen - verzinkte producten.  Het corrosieklimaat in West-Europa wordt wel steeds minder agressief door de drastische afname van het SO2-gehalte in de lucht. Het SO2 gehalte in Nederland is door allerlei maatregelen en wetten in Europees verband, zoals eisen aan autobrandstoffen, uitstoot van energiecentrales, etc. vanaf 1980 geleidelijk gaan dalen tot een verwaarloosbaar niveau. 
Naast SO2 speelt Choride een belangrijke rol bij corrosievorming van zink. Chloride maakt de oxidelaag op het zink sneller oplosbaar in water, waardoor de zink-corrosiesnelheid toeneemt. Als het zink (plaatselijk) is verdwenen, neemt ook de ijzercorrosiesnelheid toe in aanwezigheid van Chloriden. Nederland heeft voornamelijk in een smalle strook van ca. 750 meter langs de kust een hoog chloridegehalte; echter uit veiligheidsoverwegingen nemen we 10 km om ook de invloed van de zeewind mee te nemen.  
Onder normale condities wordt gebruik van verzinkte bevestigingsartikelen geadviseerd in beschermde condities (binnen gebruik). 

Corrosiewerendheid:  

Tot 24 uur in zoutsproeitest volgens ISO 9227 voor A2A tot circa 240 uur voor speciale zink- ijzer legeringen. 

Maximale toepassings temperatuur:  

80 graden Celcius 

Aanduiding elektrolytische zinklagen conform ISO 4042 

In ISO 4042 is de aanduiding van elektrolytische zinklagen vastgelegd. Aanduiding vindt plaats middels een code van twee letters & een cijfers (bijvoorbeeld: A2F) In dit voorbeeld staat de A voor zink (Zn), de 2 voor een laagdikte van 5 μm en de F voor een heldere passivering. De volgende tabellen geven de diverse onderdelen van de code weer: 

Normale leveringscondities in bevestigingsmaterialen: 

Electrolytisch verzinkt:  ca. 5 μm  A2A / A2B / A2E / A2F. Zonder specifieke overeenkomst tussen leverancier en afnemer kan een willekeurige variant geleverd worden 

Geel verzinkt:  ca. 5 μm   A2C / A2G / A2L. Zonder specifieke overeenkomst tussen leverancier en afnemer kan een willekeurige variant geleverd worden 

Voor de juiste keuze van voorspankracht en aandraaimoment, is het van groot belang dat men het juist wrijvingscoëfficiënt µ kent. Maar door de veelvoud aan materialen en even zoveel verschillende oppervlaktebehandelingen, is het heel lastig om deze vast te stellen. Hier komt nog bij dat het gebruik van smeermiddelen de wrijvingscoëfficiënt µ kan verlagen. 

Hieronder vind je een richtlijn van wrijvingscoëfficiënten bij verschillende staten van oppervlakte en smering van stalen bevestigingsartikelen. 

De manier van aandraaien is ook van invloed op het aandraaimoment, die kan dus ook in meer of mindere mate een grote invloed hebben op de eindwaarden. 
Voor het bepalen van de het juiste aandraaimoment heb je de  

Bouten worden gemaakt van rond stafstaal. De staven krijgen de gewenste dikte door ze door een hardmetalen mal te trekken. Vervolgens wordt er in enkele stappen een zeskantige kop op geperst, waarna de onderkant van de bout wordt afgeschuind en de schroefdraad erop wordt gerold. Moeren worden gemaakt door eerst een zeskantige moer te persen, waarna  de binnendraad er in wordt getapt. Daarna worden de zwarte bouten voorzien van een oppervlaktebehandeling om het staal te beschermen tegen corrosie. Als bouten en moeren worden verzinkt neemt de diameter van de schroefdraad van de bout wat toe en die van de moer wat af.  
 
Elektrolytisch verzinkten 
Bij elektrolytisch verzinkte bouten en moeren is de dikte van de zinklaag zo gering dat er geen passingsproblemen optreden. Bij het elektrolytisch verzinken wordt de zinklaag vanuit een waterige oplossing van zink neergeslagen langs elektrolytische weg (stroom door product en vloeistof ). De laagdikte wordt bepaald door de stroomdichtheid en de tijdsduur in de oplossing en varieert van ongeveer 5-20 μm. Vanwege de dunne zinklaagdikte zijn elektrolytisch verzinkte bouten en moeren uitsluitend geschikt voor binnentoepassingen. 

Thermisch verzinken 

Bij thermisch verzinkte bouten en moeren ligt dat anders. Bij het thermisch verzinken worden de bouten en moeren ondergedompeld in een bad met vloeibaar zink. Na verloop van tijd slaat er op het materiaal een zinklaag neer met een gemiddelde dikte van ongeveer 60-200 μm (= 0,06-0,20 mm), afhankelijk van de dikte van de bouten en moeren en van de samenstelling van het staal. Deze laagdikte biedt voor buitentoepassingen voldoende bescherming.  
Doordat deze zinklaag zo dik is moet de binnendraad van de moer of de buitendraad van de bout worden aangepast om de dikte van de zinklaag te compenseren. Het is anders namelijk onmogelijk een thermisch verzinkte moer op een thermisch verzinkte, onbewerkte bout te draaien. Voor thermisch verzinkte bouten en moeren zijn er twee groepen:  

- ISO-passende bouten  en moeren  

- Overmaatse bouten en moeren. 

Bij thermisch verzinkte, ISO-passende bouten en moeren voldoen de afmetingen van zowel de bout als die van de moer ná het verzinken aan de ISO-normen. Dat betekent dus dat de buitendraad van de bout vóór het verzinken wat dunner moet zijn gerold en dat de binnendraad van de moer ná het verzinken precies volgens de ISO-waarde is getapt.  
Bij thermisch verzinkte, overmaatse bouten en moeren zijn de bouten ISO-passende zwarte bouten die ná het verzinken iets dikker zijn geworden: ze krijgen dus een ‘overmaat’. De moeren worden na het persen eerst verzinkt, waarna de binnendraad wordt getapt, rekening houdend met de maximale dikte (dus niet de gemiddelde dikte!) van de zinklaag op de buitendraad van de bouten. De binnendraad moet dus groter worden getapt dan die van ISO-passende moeren: dus ook de moeren zijn overmaats. Deze overmaat is niet genormeerd en bedraagt 0,2-0,3 mm, afhankelijk van de boutdiameter (hoe dikker de bout des te dikker de zinklaag op de bout) en van de zorgvuldigheid waarmee de fabrikant de binnendraad tapt. De speling tussen de buiten- en binnenschroefdraad is in principe gelijk voor ISO-passende en voor overmaatse bouten en moeren 

De gegevens in de lijst met aandraaimomenten en voorspankrachten voor stalen boutverbindingen dienen uitsluitend als richtlijn, waaraan dus geen aansprakelijkheid ontleend kan worden. Bij kritische toepassingen raden wij aan om de exacte waarden proefondervindelijk vast te stellen. 

De waarden onder de laagste wrijvingscoëfficiënt dienen bij voorkeur aangehouden te worden. 

Men dient er uitdrukkelijk rekening mee te houden dat door een andere wrijvingscoëfficiënt een grote verscheidenheid in voorspankrachten of aandraaimomenten kan optreden. De waarden zijn verkregen door een beproeving bij 90% van de minimum rekgrens.  

De hieronder opgegeven waarden gelden allen voor zeskantbouten volgens ISO 4014 en ISO 4017 en voor cilinderkopschroeven met binnenzeskant volgens ISO 4762. 

De opgegeven waarden gelden dus niet voor bevestigingsartikelen met een zwakkere kop- of steelvorm zoals DIN6912, DIN7964, DIN7991, ISO7380 en ISO10642. 

Metrisch grof:  NEN-ISO 898 deel 2 

Metrisch fijn: NEN-ISO 898 deel 6 

Mechanische en fysische eigenschappen bij een omgevingstemperatuur van 10° C tot 35° C. 

Systeem voor aanduiding van sterkteklassen voor normale moeren: 

style 1, moerhoogte >0,8XD of hoge moeren,  

style 2, moerhoogte >0,9XD of lage moeren 

style 0, moerhoogte >0,45XD en <0,8XD. 

Normale en hoge moeren: 

De aanduiding voor de sterkte klasse bestaat uit een getal. Dit getal komt overeen met het linker getal van de max. sterkte klasse van de bouten waarmee ze gecombineerd kunnen worden. 

Lage moeren: 

De aanduiding voor de sterkte klasse van lage moeren bestaat uit twee getallen. Het eerste getal is 0 dat aangeeft dat de belastbaarheid van de moer beperkt is. Het tweede getal komt overeen met 1/100 van de nominale belastbaarheid in MPa of N/mm² onder proefspanning. 

Nagenoeg alle maten, vorm & plaatstoleranties en eigenschappen van standaard bevestigingsmaterialen zijn vastgelegd in het ISO stelsel. Een groot deel van deze normen is gebaseerd op (en vaak letterlijk overgenomen uit) het Duitse DIN stelsel. 

Het normeringstelsel is als volgt opgebouwd. 

– Product standaarden (bijvoorbeeld: DIN 931 / ISO 4014 – DIN 934 / ISO 4032): 

Informatie over de vorm van het product, tolerantieklassen & maatvoering. Alle productstandaarden bevatten referentielijsten naar toegepaste ‘basisstandaarden 

– Basis standaarden (bijv. DIN 13, DIN 267, ISO 898, ISO 4759, ISO 3269): 

Deze standaarden geven algemene maatvoeringen & toleranties aan (DIN 13: schroefdraad) op het gebied van oppervlaktebehandelingen, mechanische eigenschappen etc. Normen omvatten alleen algemene standaarden voor ‘normaal gebruik van mechanische bevestigingsmaterialen (als vastgelegd in ISO 3269 / 8992). Indien hogere voorwaarden gesteld worden aan bevestigingsmaterialen, dan dient dit altijd vooraf tussen gebruiker & leverancier afgestemd te worden. 

De sterkte van een bout-moer-combinatie kun je testen door deze te beproeven in een zogenaamde trekbank. De trekbelasting van de boutverbinding wordt via de binnendraad in de moer overgedragen op de buitendraad van de bout. De vorm en afmetingen van bouten en moeren liggen vast in ISO-normen (vroeger DIN-normen) en zijn zodanig bepaald dat de moer met een geringe speling passend op de bout kan worden gedraaid. Verzinken De twee belangrijkste methoden om bouten en moeren voor staalconstructies te verzinken zijn het thermisch en het elektrolytisch verzinken.  
Ten opzichte van een zwarte ISO-passende bout hebben een thermisch verzinkte, overmaatse bout en een thermisch verzinkte ISO-passende bout theoretisch een iets lager capaciteit op trekbelastingen. De twijfel in de praktijk over de betrouwbaarheid van thermische verzinkte zeskantbouten werd versterkt door de inhoud van art. 5.4.1.3 (bout-moercombinaties) in NEN-ENV 1090-1, waarin verbindingsmiddelen met een metallische deklaag een uitzonderingspositie hebben. 

Om dit in de praktijk te testen zijn er enkele jaren geleden praktijktesten  gedaan naar de trekbelastingen van de verschillende bout-moer-combinaties. Voor de bout-moercombinaties is de nominale treksterkte (norm) van de bout vergeleken met het testresultaat van de treksterkte.  Deze proefresultaten lieten de volgende uitkomsten zien. 

- Elektrolytisch verzinkte bout-moercombinaties hebben in het algemeen de grootste capaciteit bij gelijke afmetingen. 

- Verzinkte combinaties – zowel elektrolytisch als thermisch verzinkt (ISO-passend én overmaats) – van bouten klasse 8.8 met moeren klasse 8 voldoen geheel aan de norm. Hieruit volgt dat ook de combinatie bouten klasse 8.8 bouten met moeren klasse 10 voldoen. 

- Zowel thermische verzinkte, ISO-passende bout-moercombinaties als thermisch verzinkte overmaatse bout-moercombinaties voldoen geheel aan de norm. De eerste hebben geen of slechts een marginaal hogere capaciteit.  

Bovenstaande uitkomsten leiden automatisch naar de algemene conclusie dat de geteste verzinkte bout-moercombinaties aan alle eisen voldoen. De voorwaarde is uiteraard dat de bouten en moeren zijn vervaardigd volgens de daarvoor geldende normen. Helaas zijn er in de handel nog volop verbindingsmiddelen verkrijgbaar waarvan de prijs weliswaar zeer aantrekkelijk is, maar die kwalitatief niet aan de norm voldoen. Het is daarom verstandig om bij twijfel een partij te laten testen. Gerenommeerde handelaren beproeven regelmatig hun assortiment en kunnen altijd gecertificeerde testresultaten overleggen.