Brünierverfahren

Wenn wir die Begriffe „Schwärzen“ und „Brünieren“ aus einer streng chemischen Perspektive betrachten, handelt es sich um das Eintauchen des Materials in geschmolzene Salze, in Säuren oder in Lauge (zum Beispiel NaOH). Danach bildet sich auf der Oberfläche des beschichteten Gegenstands eine dünne Schicht aus Eisen(II,III)-oxid Fe3O4 (auch bekannt als „Magnetit“), die die Farbe des Stahlgegenstands in schwarz, braun oder dunkelblau ändert.

Trotzdem ist das Brünieren oder Schwärzen keineswegs ein Prozess, der den betreffenden Stahlgegenstand in einer bestimmten Farbe färbt. Stattdessen handelt es sich um die sogenannte „chemische Passivierung seiner Oberfläche“. Zudem ist diese Schutzschicht auf dem Metall äußerst dünn (ca. nur 1 µm), sodass sich die Maße des Gegenstands mit bloßem Auge praktisch nicht ändern. Eine gute Eigenschaft dieser Schicht ist auch, dass sie sehr gut ölabweisend ist, weshalb sie als Korrosionsschutz hervorragend funktioniert.

Wie wird Brünieren / Schwärzen durchgeführt?

In unseren Breiten kommt oft ein Produkt in pulverförmiger Form namens „Brunigal“ zum Einsatz. Der erste notwendige Schritt des Schwärzungsprozesses ist jedoch das Entfetten in einem heißen Bad mit Tensiden (oberflächenaktive Substanzen), das durch Eintauchen in die kochende Lösung von Brunigal durchgeführt wird. Darauf folgt im Herstellungsprozess das Spülen mit Wasser, gefolgt von einer Behandlung mit Diesel oder Petroleum. Wer das Stahlprodukt dauerhaft konservieren möchte, kann ein geeignetes Konservierungsöl wie Konkor verwenden.

Beim Schwärzungsprozess ist auch darauf zu achten, dass bei Gegenständen mit Gewinde oder Blindlöchern alles vor der Konservierung mit Luft durchgeblasen werden muss, da sonst die verbleibenden Reste in der Schwärzungslösung über einen längeren Zeitraum starke Korrosion verursachen können.

Können beim Brünieren / Schwärzen auch Oberflächenfehler und ungleichmäßige Verfärbungen auftreten?

Ja, sicher, und zwar in der Regel in folgenden Formen:

Graue Verfärbungen – Wenn im Schwärzungsprozess graue ungleichmäßige Verfärbungen entstehen, treten sie vor allem bei nitrierten Stählen (Stähle, deren Oberfläche durch Stickstoffanreicherung gehärtet wurde) auf und können nach einem feinen Korundstrahlen behandelt werden.

Rote Verfärbungen – Wenn die ungleichmäßige Verfärbung rot ist, enthält der Stahl zu viel Chrom. Entfernen lassen sich diese Verfärbungen erneut durch Sandstrahlen oder vor dem eigentlichen Schwärzungsprozess durch Schleifen mit feinem Stahlgranulat.

Braune Verfärbungen – Ungleichmäßige braune Verfärbungen deuten darauf hin, dass das erschöpfte Bad mit Eisen verunreinigt ist, oder dass die Schwärzungszeit zu lang war; eventuell sind noch einige Legierungen im Stahl vorhanden. Braune Flecken auf schwarzem Hintergrund sind jedoch glücklicherweise die einzige Farbe, die sich (zumindest ein wenig) mit einem in Diesel, Petroleum oder einer ähnlichen Substanz getränkten Tuch abwischen lässt.

Welche anderen Arten des Brünierens / Schwärzens werden in der heutigen Zeit noch verwendet?

Bevor wir beginnen, müssen wir uns eines bewusst machen, das jedoch eine klare Tatsache bleibt – es ist der Brünier- / Schwärzungsprozess, der uns bei Stahlprodukten das beste Ergebnis liefert, dank der höchsten Qualität der schwarzen Oberfläche. Andere alternative Verfahren haben keinen so großen Schutz- oder ästhetischen Effekt, ganz zu schweigen von der mechanischen Widerstandsfähigkeit. Brünieren hat jedoch einen wesentlichen Nachteil: Die anschließende umweltgerechte Entsorgung von entstandenen Schlämmen und erschöpften Bädern ist äußerst anspruchsvoll.

Schmiedeschwärzen – auch „Carbonitrieren“ genannt. Es handelt sich um einen recht einfachen Prozess – der betreffende Gegenstand wird glühend erhitzt und dann in einem nahe gelegenen Ölbad (es ist egal, ob biologischer oder mineralischer Herkunft) eingetaucht. Hier bildet sich auf der Oberfläche eine Schicht aus unvollständig verbranntem Öl (auch „Carbon“ genannt). Der so geschwärzte Gegenstand muss jedoch noch heiß gründlich von Ölresten abgewischt werden, und dabei müssen auch die nicht fest haftenden Carbonreste entfernt werden.
Kaltfärbung – es kann mit Hilfe einer Lösung von Selensäure mit Kupfersulfat in Alkohol durchgeführt werden. Dies sorgt zwar für eine grüne oder graue Farbgebung, aber es gibt ein Problem: Alle Präparate auf dieser Basis sind stark giftig und werden daher in der Tschechischen Republik überhaupt nicht produziert.
Spezielle Schwärzungsverfahren – für Stähle und andere Metalle werden zur Herstellung einer schwarzen Oberfläche und für diverse Korrekturen im kalten Zustand heute verschiedene einzigartige Marker (vor allem Sprays und Stifte) produziert und verwendet, die auch als aktive Korrosionsinhibitoren fungieren (Substanzen, die die korrosive Wirkung auf das Material verringern).

Wo wird das Schwärzen / Brünieren heutzutage in der Praxis eingesetzt?

Im Allgemeinen findet es im Maschinenbau Anwendung (insbesondere bei der Herstellung von Präzisionswerkzeugen), außerdem dient es als Unterlage für Lackierungen und bei Handfeuerwaffen wird es verwendet, um ein Reflektieren und damit die ungewollte Entdeckung der Position des Schützen zu vermeiden (unerwünscht sowohl im Militär, bei der Polizei als auch bei Jägern).

Lässt sich schlechtes Brünieren / Schwärzen erneut reparieren?

Haben wir auf der geschwärzten Oberfläche einmal so unschöne Dinge wie Rostspuren oder zahlreiche Kratzer, sind jegliche Reparaturen relativ komplex. Es geht hauptsächlich darum, dass die beschädigte Oberfläche nicht mit Farbe repariert werden kann! Diese wird dort nämlich nicht haften, da eine alkalische Reaktion (hervorgerufen durch den Schwärzungs- / Brünierungsprozess) stattgefunden hat.

Im Wesentlichen lässt sich sagen, dass ein moderner Mensch mit dem Wunsch nach einer Brünier- / Schwärzungsreparatur im Wesentlichen zwei Möglichkeiten hat – entweder verwendet er Produkte für die Kaltfärbung (deren Qualität ist allerdings nicht beeindruckend und es ist ohnehin nur eine kurzfristige Lösung, bei der zudem Flecken entstehen), oder man kann einen Profi beauftragen, um den gesamten Brünier- / Schwärzungsprozess des Gegenstands zu wiederholen.

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