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ALLES ÜBER DIE OBER-FLÄCHENVEREDELUNG (TEIL 2)Nachdem wir im ersten Teil die

verschiedenen metallischen Über-

züge und ihre Eigenschaften

unter die Lupe genommen

haben, beschäftigen wir uns

diesmal mit nichtmetallischen

Überzügen. Mit diesen wird ein

temporärer Korrosionsschutz

erreicht.

Haltbar gemacht

Gerade die Oberflächen von Verbindungsteilen sind den unterschiedlichsten Anforderungen ausgesetzt

und müssen den widrigsten Umständen standhalten. Oberflächenschutz, inklusive Korrosionsschutz, und Dekoration von Gegenständen sind seit Jahrhunderten die klassischen Aufgaben für nichtmetallische Beschichtungen. Dabei wird hauptsächlich zwischen zwei Verfahren unterschieden:n Brünieren: Beim Brünieren wird eine

schwarze Schutzschicht aus Eisenoxiden auf eisenhaltigen Oberflächen gebildet, die dem Korrosionsschutz dient. Durch die geringe Umwandlungsschicht von ca. 1 µm bleiben die Werkstücke maßhaltig, sollten aber anschließend beölt oder befettet werden.

n Phosphatieren: Beim Phosphatieren wird eine schwerlösliche Metallphosphatschicht auf der Oberfläche ausgebildet. Dabei wird unterschieden zwischen verschiedenen

Phosphatierungsarten, insbesondere Eisenphosphat, Zinkphosphat und Manganphosphat.

Das Brünieren eignet sich sowohl für dekorative als auch für technische Anwendungen. In der technischen Anwendung wird es vorwiegend im Maschinen und Werkzeugbau eingesetzt. Besonders im technischen Bedarf wird das Brünieren für den temporären Korrosionsschutz benutzt, um die Lagerfähigkeit von Werkstücken zu erhöhen. Im dekorativen Bereich wird das Brünieren sehr vielfältig eingesetzt. Es reicht dabei von Schrauben und Federn über Knöpfe bis hin zu Waffenteilen. Brünierschichten sind tiefschwarz und sehr gleichmäßig in ihrer Färbung. Die gründlich gereinigten Werkstücke werden bei Temperaturen von über 130 o C in die Brünierlösung getaucht, in der sofort eine chemische Reaktion an der Oberfläche

Korrosion ist ein Phänomen, das in allen technischen Bereichen auftritt – und einen hohen Wertverlust bedeutet. Dem gilt es gegenzusteuern.

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des Werkstückes erfolgt. Eine Brünierschicht besteht vorwiegend aus verschiedenen Eisenoxiden und besitzt eine Schichtstärke von bis zu 1,5 µm, wobei die Maßhaltigkeit der Werkstücke nahezu unberührt bleibt, da es sich um Umwandlungsschichten handelt. Die ferromagnetischen Eigenschaften des Grundsubstrates werden praktisch nicht beeinflusst. Da es sich um ein chemisches Verfahren handelt, werden die Werkstücke auch in Bohrungen und Vertiefungen gleichmäßig beschichtet – ausgenommen Sacklochbohrungen sowie Vertiefungen mit einem Durchmesser unter 1 mm. Die erzeugten Schichten sind sehr duktil, grifffest und temperaturbeständig bis ca.  300 o C ohne sich zu verfärben. Der Korrosionsschutz eines brünierten Stahlteils ist temporär, lässt sich aber durch anschließendes Ölen, Fetten oder Wachsen der Werkstücke erheblich verbessern. Brünierschichten sind nach DIN 50938 genormt.

Phosphatschichten vermindern dagegen die Reibung zwischen Reibpartnern und dienen zur elektrischen Isolation sowie als Haftgrund für Farben, Lacke und Öle. Die Farbe dieser im Tauchverfahren auf chemischem Wege erzeugten Schicht variiert von einem hellgrauen Belag (Zinkphosphat) bis hin zu einer matt dunkelgrauen, fast schwarzen

Schicht (Manganphosphat). Die Schicht ist fest mit dem Grundmaterial verwachsen und von zahlreichen Kapillaren und Hohlräumen durchzogen, welche die Schicht überaus saugfähig machen. Die Duktilität der Phosphatschichten ist nicht sonderlich gut. Beim Biegen des Werkstückes um 180 o C reißen die Schichten auf, ohne sich jedoch vom Grundmaterial zu lösen. Die erzeugte feinkristalline Salzschicht aus Schwermetallphosphaten setzt sich zu 95 – 98 Prozent aus sekundären und tertiären wasserunlöslichen Zink oder Manganphosphaten und zu 2 – 5 Prozent aus Eisenphosphaten zusammen. Ohne Nachbehandlung haben Phosphatschichten nur einen Korrosionsschutz von beschränkter Dauer. Das kommt daher, weil selbst im Idealfall des Schichtaufbaus mindestens 0,5 Prozent der Gesamtoberfläche des Werkstückes trotz der erzeugten Phosphatschicht durch die eingelagerten Kapillaren und Hohlräume ungeschützt bleiben. Binnen kürzester Zeit würde Flugrost entstehen, der sich dann zu Rotrost entwickeln würde und die Schicht von unten unterwandern kann. Gegenüber Wasser sind Phosphatschichten weitestgehend unlöslich. Sie werden jedoch von sauren und basischen Lösungen binnen kürzester Zeit vollständig aufgelöst. Das Phosphatieren von Metallen ist in der DIN EN 12476 genormt. n

Optisch sehr ähnlich, dennoch völlig anders behandelt: Links sind brünierte Oberflächen zu sehen, die Werkstücke rechts dagegen sind phosphatiert.

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Korrosionsschutz und optische Aufwertung.

BELASTUNG FÜR DIE UMWELTNeben vielen Vorteilen

bringen Phosphatbeschich-

tungen einen großen

Nachteil mit sich.

Die bei der Phosphatierung

anfallenden Abwässer und Ver-

fahrensschlämme müssen als

Sondermüll entsorgt werden.

Daher muss das Verfahren unter

ökologischen Gesichtspunkten

kritisch betrachtet werden. Es

befinden sich jedoch bereits

phosphatfreie Konversionsschich-

ten, etwa für Fahrzeug-Lackie-

rungen, in der wissen schaftlichen

Entwicklung. n

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