Schwarzoxidbeschichtung: Verfahren, Vor- und Nachteile und ihre Anwendungen

Eine Schwarzoxidbeschichtung ist eine Beschichtung, die in die Kategorie der Konversion fällt, eine Oberflächenbehandlung, bei der ein chemischer Prozess zur Herstellung einer Beschichtung verwendet wird. Der Name „Schwarzoxidation oder Schwärzung“ leitet sich von der Fähigkeit der Beschichtung ab, die Farbe der Metalloberfläche abzudunkeln.

Bei der Schwarzoxid-Oberflächenbehandlung werden bearbeitete Metallteile in eine alkalische Lösung getaucht, wodurch das Eisen auf der Metalloberfläche in eine Verbindung namens Magnetit umgewandelt wird, die eine Schicht auf der Metalloberfläche bildet. Schwarze Beschichtung. Zu den Metallen, die schwarz oxidiert werden können, gehören Edelstahl, Kupfer, Silberlot, Zink usw.
 

Sauber
Der Prozess umfasst die Vorbereitung des Werkstücks für eine schwarze Oxidbeschichtung, wobei Maschinisten die Teile mit einer alkalischen Lösung entfetten und reinigen. Anschließend die alkalische Lösung mit destilliertem Wasser abspülen.

Entrosten/Beizen:

Dieser Vorgang ist nur erforderlich, wenn die Teile verrostet oder verkalkt sind. Dabei werden fertige Teile in einer Säurelösung eingeweicht, um alle Rost- und Oxidflecken von den Teilen zu entfernen.
Neutralisation:Dieser Vorgang ist nur erforderlich, wenn das fertige Teil Sacklöcher aufweist oder das Teil zusammengebaut werden muss. Dazu gehört auch die erneute Reinigung der Teile mit einer alkalischen Lösung. Dadurch wird ein Ausbluten verhindert, das die Oberfläche des Teils beschädigen kann.
Entplattieren:Dieses Verfahren kommt nur zum Einsatz, wenn das fertige Teil mit anderen Materialien (z. B. Chrom, Zink, Cadmium usw.) plattiert wird. Der Maschinist muss das Teil entschichten, da die schwarze Oxidschicht nicht am plattierten Teil haften kann.
Schwarze Oxidationsbehandlung
Hierbei handelt es sich um einen Prozess zur Oberflächenbehandlung mit schwarzem Oxid, bei dem Maschinisten bearbeitete Metallteile in einen Tank tauchen, der verschiedene alkalische Lösungen wie Natriumhydroxid, Nitrate und/oder Nitrate enthält. In dieser Phase gibt es unterschiedliche Temperaturen, die die Art der Beschichtung auf der Oberfläche des Teils bestimmen.

Bei hohen Temperaturen (141 Grad) hinterlässt der Prozess eine Magnetitschicht (Fe2O3) auf dem Teil. Bei niedrigen Betriebstemperaturen (90 – 120 Grad) scheidet der Prozess jedoch eine Kupfer-Selen-Beschichtung (Cu2Se) auf der Oberfläche des Teils ab.

Nachbearbeitung
Ohne Nachbearbeitung sind fertige Teile immer noch sehr anfällig für Korrosion. Diese Regel gilt jedoch nicht für schwarz oxidierte Edelstahl- oder Messingoberflächen. Dies liegt daran, dass diese Metalle über inhärente Korrosionsschutzeigenschaften verfügen. Bei anderen Metallteilen ist die Oberflächenbehandlung der Rückseite jedoch sehr wichtig. Zu den gängigen Nachbehandlungsmethoden gehören Öl, Wachs und Lack.

Öl ist ein gängiges Nachbehandlungsmaterial, das von Mechanikern verwendet wird. Es hellt Oberflächen auf und verbessert die Schmier- und Korrosionsschutzeigenschaften. Wachs macht die Oberfläche stumpfer, hat aber bessere Schmier- und Korrosionsschutzeigenschaften. Lackieren ist ebenfalls eine gute Option, muss aber schnell erfolgen, da die schwarze Oxidschicht sehr schnell trocknet.

Wie die meisten anderen Oberflächenbehandlungen hat Schwarzoxid Vorteile, die es für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich machen. Allerdings weist es auch einige Mängel auf. Nachfolgend sind einige der Vor- und Nachteile von Schwarzoxidbeschichtungen aufgeführt.

Diese Oberflächenbehandlung ist eine der kostengünstigsten Oberflächenbehandlungen in der Präzisionsbearbeitung. Im Vergleich zu anderen Verfahren wie der Galvanisierung ist es kostengünstiger.
Dadurch wird die Größe des Teils nur geringfügig vergrößert. Daher ist Schwarzoxid ein Oberflächenbehandlungsverfahren, das für Präzisionsanwendungsmaterialien geeignet ist.
Die Vielseitigkeit dieser Oberflächenbehandlung ermöglicht auch den Einsatz der damit behandelten Teile in einer Vielzahl von Branchen.
Die Nachbehandlung hat schmierende Eigenschaften und erleichtert so die Verbindung des fertigen Teils mit seinen Gegenstücken.

Der kontinuierliche Einsatz von brünierten Teilen in Umgebungen mit hohen Temperaturen kann dazu führen, dass sich die Oberflächenbeschichtung abnutzt und leicht rostet.

Im Vergleich zu anderen Oberflächenbehandlungen ist die Wirkung der Schwarzoxid-Oberflächenbehandlung relativ einfach.

Da diese Oberflächenbehandlung die Größe präzisionsgefertigter Teile sowie deren Lichtabsorption, Verschleißfestigkeit usw. minimieren kann, macht sie es auch zu einem kostengünstigen Oberflächenbehandlungsverfahren. In diesem Abschnitt haben wir einige Anwendungen von Schwarzoxidbeschichtungen zusammengestellt.

Medizinische Anwendungen
Da Teile mit schwarzen Oxidoberflächen lichtabsorbierende Eigenschaften haben, können sie in lichtempfindlichen medizinischen Geräten wie Röntgengeräten verwendet werden.

Elektrische Bauteile
Abisolierzangen, Zeitschaltuhren, Schneider usw. sind allesamt elektrische Komponenten mit einer schwarzen Oxidoberfläche.

Autoteile
Viele Automobilteile verwenden auch schwarze Oxidbeschichtungen und man findet sie in Ölkanistern, Aufhängungsbuchsen, Zündkerzen, Bremsventilkomponenten und vielem mehr.

Montagewerkzeuge
Präzisionsmaschinenwerkzeuge, die zur Herstellung von Baugruppen verwendet werden, weisen häufig auch eine brünierte Oberfläche auf, wobei Werkzeuge wie Lager, Befestigungselemente und Lehren gute Beispiele sind.