Schwarzoxid: Der komplette Leitfaden

Sie fragen sich bestimmt, was Schwarzoxid ist? Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine schwarze Oxidschicht, die dazu dient, bearbeiteten Bauteilen eine gute Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. Nun stellt sich die Frage: Was ist die Schwarzoxid-Formel und wie beschichtet man ein Material damit? In diesem Artikel erhalten Sie alle Antworten zum Thema Schwarzoxidbeschichtung. Der folgende Artikel wird seine Vorgehensweise, Klassifizierungen, Verwendungszwecke sowie seine Vor- und Nachteile hervorheben. Nach der Lektüre dieses Artikels werden alle Ihre Neugier und alle Zweifel an der Schwarzoxidbeschichtung beseitigt sein und Sie verfügen über alle wesentlichen Informationen über Schwarzoxid, die Sie für Ihr Projekt benötigen.

Was ist schwarzes Oxid?

Schwarzoxid ist eine Methode, die mit der Konversionsbeschichtung zusammenhängt. Bei diesen Beschichtungsarten handelt es sich um chemische Reaktionen zur Beschichtung der Bauteile. Der Name „Schwarzes Oxid“ ist auf die Farbe dieses Prozesses auf jedem Material zurückzuführen, das matt oder schwarz ist und ein schwarzes Metallmaterial ergibt. Es wird hauptsächlich an bearbeiteten Teilen durchgeführt, da bei polierten Teilen eine präzise Bearbeitung unerlässlich ist. Dies verbessert die Lebensdauer und das Erscheinungsbild der Bearbeitungskomponenten. Ein Problem, das bei fertigen Teilen auftritt, ist jedoch die Änderung der Abmessungen des Endprodukts. Dies kann den Betrieb und die Funktion genau dimensionierter Teile beeinträchtigen. Die schwarze Beschichtung von Stahl bietet diesbezüglich einen Vorteil. Weil es ein besseres Satin-Finish bietet und der polierte Teil nur minimale Dimensionsänderungen aufweist. Die Schwarzbeschichtungsschritte sind Reinigen, Spülen, Entkalken von Rostteilen, Schwarzoxidieren und Nachbearbeitungsschritt.

Schwarzes Oxid-Finish

Schwarzes Metall wird durch ein Verfahren beschichtet, bei dem Stahl in alkalischen Lösungen getränkt wird. Dadurch wird Eisen in Magnetit umgewandelt. Diese Verbindung verleiht der polierten Oberfläche die schwarze Farbe. Metalle wie Kupfer, Zink, Stahl und Silber können schwarz beschichtet werden. Das Verfahren kommt bei drei verschiedenen Temperaturen zum Einsatz: 141 °C (heiße Temperatur) und 90–120 °C (mittlere Temperatur). Bei niedrigeren Temperaturen bildet sich eine Magnetitschicht auf dem Metall. Bei der Kaltbeschichtung entsteht eine Kupfer-Selen-Schicht (Cu₂Se ₎ auf der seidenmatten Oberfläche. Anschließend wird das Metall mit Ölen, Wachsen und Lacken behandelt. Ohne diesen Schritt wäre das schwarze Metall sehr korrosionsanfällig. Daher ist die Schwarzbeschichtung unerlässlich für den Korrosionsschutz.

Was bewirkt die Schwarzoxidbeschichtung?

Zweck der schwarzen Oxidbeschichtung ist es, polierten oder satinierten bearbeiteten Teilen Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Die geschwärzten Teile sind ästhetisch ansprechend und weisen eine minimale Lichtreflexion auf. Die mit Öl versehene Nachbearbeitungsstufe sorgt für eine glänzende Oberfläche und verbessert die Schmier- und Korrosionseigenschaften. Wachs sorgt für ein mattes Aussehen mit höherer Korrosionsbeständigkeit. Der Lack verleiht geschwärzten Teilen ein seidenmattes Finish und trocknet nach dem Auftragen leicht.

Rostet Schwarzoxid?

Nein, es rostet nicht. Die geschwärzten Teile verfügen über angeborene Korrosionsschutzeigenschaften und können nicht oxidiert werden. Der mit Ölen, Wachsen und Lacken durchgeführte Nachbearbeitungsschritt sorgt für Korrosionsschutzeigenschaften mit ansprechender Optik. Eine schwarze Beschichtung auf Stahl ist weniger anfällig für Korrosion.

Klassifizierung von Schwarzoxiden

Die schwarze Oxidbeschichtung wird anhand der Betriebstemperatur klassifiziert. Diese Temperaturen sind je nach Schwarzbeschichtungsverfahren unterschiedlich. Alle Temperaturen sorgen für verschiedene Satin-Finishs auf Materialien.

Heißes schwarzes Oxid

Dies ist die berühmte Kategorie der schwarzen Beschichtung. Bei diesem Verfahren wird das Material bei einer höheren Temperatur von bis zu 141 °C mit oxidierten Salzen getränkt. Diese Lösungen sind Nitrite und alkalische Salzbäder. Ein Autotransporter transportiert die Materialien in diese Lösungen. Die Temperatur muss in diesem Bereich gehalten werden, da niedrige Temperaturen den Vorgang verlängern können und hohe Temperaturen dazu führen können, dass das Teil oxidiert. Die oxidierte Salzmischung kann auf der Materialoberfläche Magnetit bilden. Eine andere Methode, die nur zur Schwarzbeschichtung von Stahlprodukten angewendet wird, ist das Einweichen des Teils in Chloridbädern. Bei diesem Verfahren wird ein Teil wiederholt in oxidierten Salzen eingeweicht und anschließend in ein heißes Wasserbad gegeben.

Schwarzes Oxid bei mittlerer Temperatur

Die Schritte des Prozesses sind die gleichen wie beim Hochtemperaturprozess, nur mit dem Unterschied im Temperaturbereich. Dieser Bereich liegt zwischen 90 und 120 °C. Dabei findet auch die Umwandlung von Magnetit statt. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, dass bei dieser Lackierung keine ätzenden Dämpfe entstehen.

Kaltes schwarzes Oxid

Dieser Prozess wird bei Raumtemperatur durchgeführt und unterscheidet sich von den beiden anderen Prozessen. Kupferselenid ist die schwarze Oxidformel, die über das Material aufgetragen wird und eine schwarze Beschichtung auf dem Material ergibt. Dieses Satin-Finish weist keine hohe Abriebfestigkeit auf, die Nachbearbeitung kann jedoch seine Eigenschaften verbessern.

Eigenschaften von oxidiertem Material

Geschwärzter Stahl

Geschwärzte Stähle werden einem Schmelzverfahren unterzogen und dem Stahl wird Kohlenstoff zugesetzt. Das Endprodukt hat eine satinierte Oberfläche und eine höhere Härte als das Grundmetall. Es ist auch sehr spröde. Geschwärzter Stahl hat eine matte Oberfläche und kann nicht leicht korrodieren. Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit sind vergleichbar, was es für strukturelle Anwendungen geeignet macht. Allerdings ist die Bearbeitung von geschwärztem Stahl aufgrund der hohen Härte schwierig.

Geschwärztes Kupfer

Geschwärztes Kupfer ist Kupfer mit Eisenoxid und Nichteisenelementen, die aus Sulfiden und Oxiden bestehen. Wenn Kupfer zu mehr als 80 % in der Zusammensetzung vorhanden ist, wandelt es sich in Anoden- oder Blasen-Cu um. Geschwärztes Kupfer weist Korrosionsbeständigkeit und Härte auf.

Titan

Titan wird durch den Erhitzungsprozess oder die Zugabe von Legierungsmitteln wie Eisenoxiden geschwärzt. Auf dem geschwärzten Titan befindet sich keine Beschichtung. Schwarzes Titan weist im Vergleich zu normalem Titan viele fortschrittliche Eigenschaften auf. Es ist ästhetisch ansprechend und weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Im Vergleich zu anderen ist es ein vergleichsweise seltenes Material.

Eisen

Schwarzes Eisen wird zur Beschichtung keramischer Werkstoffe verwendet. Chemisch ist es als Magnetit bekannt. Es verfügt über eine hohe Korrosionsbeständigkeit und ein angenehmes Aussehen. Es wird hauptsächlich als Baumaterial für Brücken und Türme verwendet. Sie sind ungiftig und auch für kosmetische Anwendungen geeignet. Für diese Zwecke werden sie jedoch synthetisch hergestellt. Dadurch werden Verunreinigungen und Einschlüsse im Oxid vermieden.

Edelstahl schwärzen

Geschwärzter Edelstahl entsteht durch Eintauchen in oxidierte Salze bei bestimmten Temperaturen. Diese Produkte weisen eine gute Maßhaltigkeit auf. Aufgrund der fortschrittlichen Korrosionsbeständigkeit und der ästhetischen Annehmlichkeit sind sie für viele Anwendungen geeignet.

Anwendung einer schwarzen Oxidbeschichtung

Produkte mit schwarzer Oxidbeschichtung verfügen über maßgenau bearbeitete Komponenten; Daher hat dieses Finish viele Anwendungsmöglichkeiten. Korrosionsbeständigkeit, gute Reflexionseigenschaften und Kosteneffizienz tragen zusätzlich zu den Vorteilen des großflächigen Einsatzes dieser Oberfläche bei.

Schwarzoxid- vs. Titanbohrer

Der Hauptunterschied besteht darin, dass schwarze Oxidbohrer für Holz und Kunststoffe geeignet sind, während Titanbohrer für Metalle und Legierungen geeignet sind. Der Grund dafür ist, dass Titan eine höhere Zähigkeit aufweist als die schwarze Oxidbeschichtung. Daher bevorzugen Holzarbeiter Titanbohrer. Sie weisen eine hohe Härte und Robustheit auf und eignen sich für großflächige Industriearbeiten.

Schwarze Oxidschrauben

Diese Schrauben haben viele Vorteile. Die Maßhaltigkeit ist präzise und es gibt keine Eckendicke oder Stapelung an den Ecken. Die Korrosionsschutzeigenschaften sind bei hoher Abriebfestigkeit am besten. Die Haltbarkeit ist hoch, deshalb sind sie langlebig und haben ein dekoratives, poliertes Aussehen. Durch die satinierte Oberfläche passt es gut zum Material.

Schwarze Edelstahlverschlüsse

Edelstahl wird zur Herstellung von Verbindungselementen mit schwarzer Oxidbeschichtung verwendet. Um einige Eigenschaften, insbesondere die Farbe, zu verändern, ist eine chemische Behandlung vorgesehen. Diese Behandlung bietet einige zusätzliche Eigenschaften wie Korrosions- und Abriebfestigkeit und verfügt über gute Reflexionseigenschaften. Eine Wachs- oder Ölbeschichtung sorgt für Korrosionsbeständigkeit.

Tiefschwarze Konversionsbeschichtung auf Stahlbauteilen

Tiefschwarze Konversionsbeschichtung ist ein Oberbegriff für ein Beschichtungsverfahren, bei dem Metalle und Legierungen chemisch behandelt werden. Diese elektrochemische Behandlung erzeugt auf der Metalloberfläche Schichten aus verschiedenen Verbindungen. Die oxidierten Salze verbinden sich mit dem Metall, wobei schwarzes Eisenoxid (Magnetit, Fe₃O₄) entsteht . _{Das Eisenoxid} bildet eine Schicht auf der Oberfläche, die lediglich eine Bindung eingeht und nicht chemisch reagiert. Die Maßgenauigkeit bleibt nach diesem Prozess erhalten. Das Verfahren wird auch bei anderen Metallen wie Stahl, Kupfer und Titan angewendet.

Vorteile von Schwarzoxid

Schwarzes Oxid bietet verschiedene Vorteile. Einige von ihnen sind:

1. Die Polierbehandlung ist für alle bearbeiteten Komponenten kostengünstig im Vergleich zum Galvanisierungsprozess, der relativ kostspielig ist und weitere Schritte erfordert.
2. Die Maßgenauigkeit ist besser als bei jedem anderen Beschichtungsverfahren und es werden nach dem Verfahren nur wenige mm Material verändert. Dadurch eignet es sich perfekt für präzise Anwendungen.
3. Durch das Veredelungsverfahren entstehen Produkte mit vielseitigen Eigenschaften, die sich für viele industrielle Anwendungen eignen.
4. Die im Nachbearbeitungsschritt bereitgestellte Schmierung erleichtert den Zusammenbau der Teile und erleichtert deren Verbindung.
5. Die Schwarzoxidbeschichtung ist ästhetisch ansprechend und verleiht einem Teil ein besseres Aussehen als jede andere Galvanikmethode.

Nachteile von Schwarzoxid

Dieser Prozess hat auch einige Nachteile:

1. Die kontinuierliche Verwendung von brünierten Bauteilen unter warmen Bedingungen kann zu einem Verschleiß der Oberfläche und zu Korrosion führen.
2. Dieser Veredelungsprozess ist im Vergleich zu anderen Beschichtungen schwächer und weist eine geringe Härte und Zähigkeit auf.

Schwarzoxidbeschichtete Teile, geeignet für Ihr eigenes Projekt

Die Oberflächenbehandlung bearbeiteter Bauteile ist ein wichtiger Schritt zur Steigerung der Qualität. Die Schwarzoxidbeschichtung ist eine relativ kostengünstige Methode und wird häufig für bearbeitete Teile verwendet. Dies sorgt für ein hervorragendes Finish der Teile und sorgt für eine lange Lebensdauer der Komponente. Die Maßgenauigkeit ist ein zusätzliches Merkmal, das den Beschichtungsvorgang verkürzt und für viele Anwendungen geeignet ist. Abgesehen davon ist es im Vergleich zu galvanisierten Materialien optisch ansprechend. Daher ist es wichtig, dass die bearbeiteten Teile mit einer Beschichtung wie schwarzen Oxiden versehen werden.

Fazit

Schwarzoxid ist eine Beschichtungsmethode, die mit der Art der Konversionsbeschichtung verwandt ist. Diese Art der Beschichtung erfordert eine chemische Reaktion, um den Beschichtungsprozess durchzuführen. Der Name „Schwarzes Oxid“ ist auf die Farbe dieses Prozesses auf jedem Material zurückzuführen, das matt oder schwarz ist und ein schwarzes Metallmaterial ergibt. Es wird hauptsächlich an bearbeiteten Teilen durchgeführt, da bei polierten Teilen eine präzise Bearbeitung unerlässlich ist. Dies verbessert die Lebensdauer und das Erscheinungsbild der Bearbeitungskomponenten. Zweck der schwarzen Oxidbeschichtung ist es, polierten oder satinierten bearbeiteten Teilen Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Die geschwärzten Teile sind ästhetisch ansprechend und weisen eine minimale Lichtreflexion auf.

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Häufig gestellte Fragen

Schwarze Oxidformel

Die Standardformel für schwarzes Oxid ist Magnetit, das sich in Gegenwart von oxidierten Salzen relativ gut mit der Oberfläche bearbeiteter Teile verbindet und die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften verbessert.

Schwarzoxid-Beschichtungsset

Oxidiertes Salz, bei dem es sich um Natronlauge handelt, ist das wichtigste Schwarzoxid-Beschichtungsset, das bei unterschiedlich hohen Temperaturen durchgeführt wird. Dadurch bildet der Magnetit eine Bindung auf der Oberfläche eines Teils des schwarzen Oxids und bietet Korrosionsschutz.

Wie man Stahl schwärzt

Die Oberfläche des brünierten Stahls wird durch Einweichen in die oxidierten Salze veredelt. Die bearbeiteten Teile sind normalerweise mit einer schwarzen Oxidbeschichtung versehen. Die Lösung lagert das Eisen auf der Oberfläche des Teils ab und dieses Eisen bildet als Magnetit eine schwarze Beschichtung auf dem Stahl.