Brünieren

 
Laut DIN 50983 ist Brünieren ein Fertigungsverfahren mit Umwandlung der Metalloberfläche, also keine Beschichtung. Dazu wird das Bauteil in eine alkalische oder saure Lösung eingetaucht und erhitzt.
 
Durch eine chemische Reaktion zwischen dem Brüniermittel und dem Werkstoff bildet sich nun der so genannte Edelrost – eine schwarze Mischoxidschicht an der Bauteiloberfläche. Diese Schicht ist nur ca. 1 μm dick und hat keinen Einfluss auf die Maßhaltigkeit.
 
Für die Brünierung von Metallen sind eine Vorbehandlung und eine Nachbehandlung notwendig. Folgender Ablauf hat sich etabliert:
 

Vorbehandlung

Um Stahl erfolgreich zu brünieren, muss das Werkstück zunächst von Rückständen und Verunreinigungen befreit und gründlich gereinigt werden. Dazu sind folgende Schritte notwendig: Entfetten, Spülen, Beizen, erneutes Spülen
 

Brünieren

Um das Brünierbad anzusetzen, wird Brüniersalz in kaltes Wasser gerührt. In Kombination mit einer Hitzezufuhr lassen exotherme Prozesse die Temperatur bis zum Siedepunkt ansteigen.
 
Jetzt folgt der eigentliche Prozess des Brünierens. Dazu wird das Bauteil mit Hilfe von Trommeln, Gestellen oder Sieben in die Brüniersalzlösung eingetaucht, bis sich die Oberfläche tiefschwarz färbt. Während des gesamten Vorgangs wird das Brünierbad auf Siedetemperatur gehalten. Dieser Vorgang kann fünf bis dreißig Minuten dauern. Das ist abhängig von der Bauteilgeometrie, der Werkstoffsorte und dem Einsatzzweck.
 

Nachbehandlung

Um das Metall nach dem Brünieren von Salzresten zu befreien, wird das Werkstück erneut gespült, in der Regel mit heißem Wasser und Ultraschall. Danach wird ein Korrosionsschutz auf der Oberfläche aufgebracht.
 
INFO: Beständigkeit und Schutzwert der Brünierung
Ihren Korrosionsschutz erhält die Brünierschicht durch Konservierungsöle oder -fette. Dann hält sie mechanischen Belastungen wie Biegen und Drücken stand und ist beständig gegen Hitze bis zu 300 °C. Auch Beanspruchungen aus dem alkalischen Millieu, also gängige Schmierstoffe, Lacke und Lösemittel, greifen die behandelte Schicht nicht an.
Brünierte Werkstücke eignen sich daher gut für die Nutzung in Innenräumen. Dagegen lösen Säuren die Brünierschicht auf. Für eine Verwendung im Außenbereich müssen behandelte Teile also zusätzlich geschützt werden.

Die Brünierung als Oberflächenbehandlung bringt eine Reihe von Vorteilen für ein
Werkstück:

• Die charakteristische Schwarzfärbung beim Brünieren lässt den Stahl Antik wirken und gilt als optische Aufwertung
• Das Brünieren schützt vor Korrosion, vor allem in Verbindung mit Ölen und Fetten
• Die Brünierschicht ist hochgradig abrieb- und biegefest und bis zu 300 °C temperaturbeständig
• Kaum Beeinträchtigung der Maßhaltigkeit und damit kein Verzug
• Keine Beeinträchtigung der Leitfähigkeit

Brünieren findet Anwendung im Maschinen- und Anlagenbau, um die Lebensdauer von Bauteilen zu erhöhen. Das spielt insbesondere für Wälzlager eine große Rolle, aber auch Federn, Spannbacken, Schrauben, Beschläge und Bedienelemente sowie Bauteile für Handfeuerwaffen werden häufig brüniert. Zudem werden Teile aus optischen Gründen brüniert, um sie durch das Schwarzfärben Antik wirken zu lassen.

INFO: Schwarzfärben
Neben dem Brünieren bezeichnet das Schwarzfärben noch weitere Methoden. Es dient auch zum Korrosionsschutz von Schmiedeprodukten und Kochgeschirr aus Eisen. Dazu wird Leinöl auf der Eisenoberfläche abgebrannt. Das Werkstück wird in glühender Kohle auf 400 °C bis 700 °C erhitzt und mit Leinöl abgeschreckt oder erst mit Öl bestrichen und dann erhitzt. Das Öl verflüchtigt sich in Form von Rauch. Mehrere Durchgänge sind nicht ungewöhnlich für das gewünschte Ergebnis. Der Vorgang wird auch als Schwarzbrennen oder Einbrennen bezeichnet.

Oxidierbare Metalle wie zum Beispiel Stahl, Kupfer oder Messing und Gusseisen eignen sich zum Brünieren. NE-Metalle und rostbeständiger Stahl eignen sich nicht zur Brünierung, weil sie keine Mischoxidschicht bilden können.

Ein Überblick über einige geeignete Werkstoffe:

Während beim Chromatieren und Phosphatieren die jeweilig namensgebenden Elemente in die Oberflächenschicht eingelagert werden, lagert sich beim Brünieren ausschließlich Sauerstoff ein. Die Oxidschicht entsteht, eine Schicht aus Eisenoxyduloxid bzw. eine Eisen(II)- oder Eisen(III)-Oxidschicht.

Nach DIN 8580 ist das Brünieren keine Beschichtung gemäß Hauptgruppe 5, sondern eine Änderung der Stoffeigenschaften gemäß Hauptgruppe 6.3. Es werden also Teilchen in die Oberfläche eingebracht, statt auf die Oberfläche aufgetragen. Aus diesem Grund ändern sich die Abmessungen des Bauteils kaum.

Die individuellen Parameter beim Brünieren haben einen entschiedenen Einfluss auf die nachhaltige Qualität dieser Oberflächenbehandlung. Nur mit viel Erfahrung kann die wichtige Balance zwischen Temperatur, Zeit, Chemikalien und Konzentration perfekt auf Ihre Werkstücke abgestimmt werden. Moderne Anlagen stellen sicher, dass die sensiblen Parameter genau eingehalten werden. Auf diese Weise können wir bei Härtha immer für Ihre gewünschten Produkteigenschaften garantieren, auch bei einem sehr engen Toleranzbereich.

Unsere Anlagen eignen sich für eine maximale Werkstückgröße von bis zu:
2.700 mm x 400 mm x 600 mm

Unsere interaktive Standortübersicht verrät Ihnen, wo wir das Brünieren in Deutschland und Europa anbieten.

• Eine höhere Farbtiefe kann durch eine mehrstufige Brünierung erreicht werden (DIN 50 938).
• Nur Eisen oxidiert beim Brünieren – der Eisenanteil entscheidet also über die Tiefe der Schwarzfärbung. Eine höhere Konzentration anderer Legierungsbestandteile führt folglich zu helleren und gegebenenfalls rötlichen Färbungen.
• Bei Edelstählen wird die Brünierung Schwarzfärbung bzw. Edelstahlschwarzfärbung genannt.
• Durch die chemische Natur des Verfahrens können problemlos Innenbereiche und Bohrungen brüniert werden.
• Bei der so genannten Schnellbrünierung wird die Brünierlösung manuell auf das Werkstück aufgetragen.

Wir freuen uns, dass Sie Ihre Bauteile bei uns brünieren lassen wollen. Dazu benötigen wir im ersten Schritt die Werkstoffbezeichnung sowie Angaben über thermische Vorbehandlungen. Unsere Experten kommen dann umgehend auf Sie zu.