Stahl oxidieren

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021

Das Oxidieren von Stahl, auch Brünieren genannt, verändert die Oberfläche des Metalls und kann ihm eine einzigartige dunkle Farbe verleihen. Aber wie genau funktioniert dieser Prozess und welche Eigenschaften hat das Ergebnis? In diesem Artikel erfahren Sie alles Wichtige über das Oxidieren von Stahl, beispielsweise seinen Nutzen im Korrosionsschutz und in welchen Industriezweigen es Anwendung findet.

Beim Oxidieren von Stahl entsteht dunkler Edelrost

AUF EINEN BLICK

Was passiert beim Oxidieren von Stahl?

Stahl oxidieren, auch als Brünieren bekannt, ist ein Verfahren, bei dem Stahl in eine alkalische oder säurehaltige Lösung getaucht wird, um eine dünne Schicht aus Eisenoxiden (Edelrost) zu bilden. Diese Schicht verleiht dem Stahl eine dunkel-schwärzliche Färbung, verbessert die Haftgrund-Eigenschaften und bietet einen gewissen Korrosionsschutz.

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Funktionsweise des Oxidierens

Wenn man Stahl in eine alkalische oder säurehaltige Lösung taucht, bildet sich sogenannter Edelrost. Edelrost ist chemisch gesehen eine Mischung aus FeO und F2o3, also aus verschiedenen Eisenoxiden. Alternativ können auch sogenannte Salzschmelzen für das Brünieren verwendet werden.

Der Begriff „Brünieren“ kommt aus dem Französischen und bedeutet „Bräunen“. Gemeint ist damit die Farbveränderung der Werkstücke, weil der Edelrost dem Stahlwerkstück eine dunkel-schwärzliche Färbung verleiht.

Konversionsschicht

Brünierung ist keine Beschichtung im klassischen Sinn. Es kommt zu einer echten Umwandlung der Oberfläche in eine Schicht aus anderem Material. Diese sogenannte „Konversionsschicht“ ist aber lediglich rund 1 µm dick.

Maßhaltigkeit

Da es sich bei der Bildung von Edelrost um einen recht einfachen chemischen Vorgang handelt, bleiben die ursprünglichen Dimensionen des Werkstücks erhalten, es kommt zu keinen wesentlichen Form- und Strukturveränderungen (außer an der Oberfläche).

Korrosionsschutz durch Brünieren

Das Brünieren der Oberfläche bietet einen gewissen Korrosionsschutz, allerdings ist die Schutzwirkung nur gering. Ein Verzinken von Stahlteilen ist im Hinblick auf den Korrosionsschutz wesentlich wirksamer. Man kann brünierte Oberflächen allerdings befetten, was den Korrosionsschutz danach deutlich verbessert.

Veränderte Materialeigenschaften an der Oberfläche

Die sich bildende Edelrost-Schicht ist spröde, aber abriebfest. Außerdem weist sie eine einigermaßen hohe Biegefestigkeit auf. Die Temperaturbeständigkeit der Oberfläche liegt nach dem Brünieren bei rund 300 °C.

Anwendungsmöglichkeiten für das Brünieren

Brünierte Stähle kommen vor allem im Werkzeugbau zum Einsatz. Auch im Maschinenbau ist die Anwendung häufig. Besonders oft sieht man brünierte Teile bei Pistolen oder Revolvern, auch bei Gewehren. In Einzelfällen wird Brünieren auch dazu verwendet, um „antik“ aussehende Beschläge herzustellen. Normalerweise verwendet man für das Brünieren nur niedrig legierte oder unlegierte Stähle.

Normen für das Verfahren

Für das Brünierverfahren gilt eine spezielle deutsche Norm, die DIN 50938. Sie regelt die einzelnen Anwendungsarten beim Brünieren, die Materialien und Verfahrensweisen. In der Norm wird unterschieden zwischen der Einbad- und der Mehrbad-Brünierung (zwei oder drei Brünierbäder).

Tipps & Tricks

Eine einfache Möglichkeit zum Brünieren besteht mit Essigessenz. Auch sie führt zu einem ähnlichen Effekt und zu einer deutlichen Schwarzfärbung von Stahl- oder Eisenoberflächen.