Brünieren E-Book

Olaf J. Günther

• Herausgeber: epubli
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 147

Veröffentlichungsjahr: 2018

Beschreibung

Vorliegendes Werk gibt einen Überblick über das gesamte Gebiet des Brünierens als Oberflächenbehandlung. Dabei werden sowohl viele historische als auch etliche der neueren Rezepturen und Arbeitsmethoden vorgestellt. Zahlreiche Farbfotos und Arbeitsanleitungen inclusive einer Auswertung der älteren Literatur sowie einer Übersicht der das Thema tangierenden Literatur runden das Werk ab. Auf die Vor- und Nachbehandlung der Oberflächen wird ausführlich eingegangen. Aus dem Inhalt: Geschichtliches / Kleine Rostkunde / Vorarbeiten / Entrosten, Beizen / Entfetten / Schleifen – Polieren / Werkstoffkunde / Arbeitsplatz und Werkzeuge Färbemethoden durch Anwendung von Wärme (Thermische Verfahren) / Streich- und Ankochmethoden / . Braunfärbung / Schwarzfärbung / Fehlermöglichkeiten und Schwachstellen bei den Streichverfahren / Schnellbrünierungen / Inoxidationsverfahren / Echte Brünierungen / Nachbehandlung / Brünierung mit Salzschmelzen / Erzeugung einer bestimmten Färbung / Elektrochemische Färbeverfahren / Literatur

Leseprobe

Olaf J. Günther

Brünieren

Ein Überblick zu historischen und neueren Verfahren

Mit über 90 Rezepturen und zahlreichen Anleitungen

48 Farbfotos

© O.J. Günther 2012-2014

www.chema-shop.de

[email protected]

Copyright: © 2012-2014 Olaf J. Günther

Verlag: epubli GmbH, Berlin, www.epubli.de

ISBN 978-3-7375-1863-5

Inhalt

Vorwort

Kap. 1 Geschichtliches

Kap. 2 Kleine Rostkunde

Kap. 3 Vorarbeiten

0.1. Entrosten, Beizen

0.2. Entfetten

0.3. Schleifen – Polieren

0.4. Werkstoffkunde

3.4.1. Schleiffunkenanalyse

3.4.2. Tüpfelmethoden

3.4.2.1. Nachweis verschiedener Metalle

3.4.2.2. Unterscheidung von wichtigen Stahlsorten mit Hilfe der

Tüpfelmethoden

3.4.2.3. Prüfung des Chromgehaltes von Stählen

0.5. Arbeitsplatz und Werkzeuge

Kap. 4 Färbemethoden durch Anwendung von Wärme (Thermische Verfahren)

Kap. 5 Streich- und Ankochmethoden

5.1. Braunfärbung

5.2. Schwarzfärbung

5.2.1. „Brünierlösungen“

5.2.1.1. Schweizer Brünierungen

5.2.2. Färbeverfahren durch Anwendung von Schwefel, Arsen,

Antimon und Kupfer, Silber usw.

5.2.3. Färbeverfahren mit Tannin, Gallussäure usw.

5.3. Fehlermöglichkeiten und Schwachstellen bei den Streichverfahren

Kap. 6 Schnellbrünierungen

Kap. 7 Inoxidationsverfahren

Kap. 8 Echte Brünierungen

8.1. Brünierung mit heißer Lauge und Oxidationsmittel

8.1.1. Wirkungsweise

8.1.2. Werkstoffe

8.1.3. Rezepturen

8.1.4. Fehlermöglichkeiten

8.1.5. Nachbehandlung

8.2. Brünierung mit Salzschmelzen

8.3. Erzeugung einer bestimmten Färbung

Kap. 9 Elektrochemische Färbeverfahren

Literatur

Warum brünieren?

Das vorliegende Werk soll weniger der industriellen Verwendung der Brüniermethode gewidmet sein, die Industrie verwendet fertige Mittel, die auf große Stückzahlen eingestellt sind und bei denen eine Variation der Parameter meist nicht gewünscht ist. Es wendet sich eher an den Kunsthandwerker, Schmied, Bastler, der nach Anregungen und Beispielen sucht. Dabei sollen die zahlreichen Rezepturen und Beschreibungen von Arbeitsweisen Anregungen zu eigenen Versuchen geben.

Eine Brünierung verleiht einem eisernen Gegenstand, egal, ob es ein Waffenteil oder ein ganz anderer Gegenstand sein sollte, einen Hauch von althergebrachtem, etwas, was sich mit keiner anderen Oberflächentechnik erreichen lässt. Diese Sichtweise mag ein wenig übertrieben sein, aber sie hat zweifellos ihre Berechtigung. Warum ist das so? Es liegt zum Einen vielleicht daran, dass eine gute, haltbare Brünierung nicht ganz einfach herzustellen ist, zum Anderen gibt es sehr viele, teilweise recht alte Methoden und Rezepturen, von denen längst nicht alle gute Ergebnisse bringen. Noch schwieriger wird es, wenn ein spezieller Farbton gewünscht wird und es sich um etwas größere Teile handelt. Auch ist die Entstehung einer guten Brünierung sehr materialabhängig, denn es handelt sich ja um eine chemische Reaktion an der Metalloberfläche, bei welcher durch den Einfluss oxidierender Substanzen die Brünierungsschicht aus dem Grundmetall selbst entsteht. Der besondere Reiz der Brünierungen liegt also darin, dass die Optik aus dem Metall selbst entsteht, und keine fremde Beschichtung von außen aufgebracht wird. Die Verwandtschaft mit „gewachsener“ Patina bei Buntmetallen wie Bronze ist offensichtlich.

Es besteht eine enge Verwandtschaft zu alten Techniken der Oberflächenveredlung, wie zum Beispiel dem sog. Bläuen und dem Bunthärten, dazu wird später noch mehr auszuführen sein.

Natürlich steht neben der Schönheit der Oberfläche auch ein praktischer Aspekt im Vordergrund: nämlich ein gewisser Korrosionsschutz, vor allem im Zusammenwirken mit regelmäßigem Einölen. Da die Schicht, welche die Brünierung bildet, sich aus dem Grundmetall bildet, wird die Maßhaltigkeit des Werkstückes so gut wie nicht verändert, auch sind die Eisenoxidbeläge ziemlich hart und widerstandsfähig, Kratzer bilden sich auf ihnen nicht so leicht wie bei organischen Schichten (Farbbeläge etc.)

Die Brünierung ist durch ihre relativ hohe Härte mechanisch sehr widerstandsfähig und nicht leicht zu zerkratzen, außerdem springt sie bei Temperaturunterschieden nicht ab.

Brünierung von nichtrostendem Stahl

Es erscheint zunächst widersinnig, Edelstähle (resp. Nichtrostende bzw. Chromnickelstähle) zu brünieren, denn schließlich ist das Brünieren ursprünglich ein Verfahren, das Metall vor dem Rosten zu schützen. Also warum sollte man rostfreien, korrosionsbeständigen Stahl brünieren wollen? Das hat rein dekorative Gründe, im Vordergrund steht die Färbung des Metalls, als vorteilhaft erweist sich hier die nicht hohe Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls, auf diese Weise wir die Färbung nicht vom Rost unterwandert. Diese Korrosionsbeständigkeit macht die Ausführung der Brünierung aber gleichzeitig anspruchsvoll, denn es handelt sich ja um einen beschleunigten Korrosionsprozess.

1. Geschichtliches

Brünieren und Schwarzfärben – ist das nicht das Selbe?

Nein, denn im historischen Sinn bedeutet der Begriff folgendes: " Brünieren" kommt vom Wort ‚bräunen' bzw. ‚bräunieren', und bezieht sich hier ausschließlich auf das Braunfärben nicht nur von Eisen und Stahl, sondern auch auf die entsprechende Färbung der Buntmetalle (sowie des Silbers):

„Unter ,,Brünieren“ ist nämlich nichts anderes als Braunfärben zu verstehen und es wäre sehr zu wünschen, wenn mit der fälschlichen Auslegung dieses Wortes, ja selbst in Fachkreisen, endlich aufgeräumt würde. Vielfach wird damit, ganz ohne jede Berechtigung, auch das Schwarzfärben, namentlich von Eisen, benannt und es gibt sogar ein Handbuch der Metallfärbung, in dem der Verfasser das Wort ,,Brünieren" als Braunfärben auslegt, dann aber in demselben Kapitel unter den Ausführungsvorschriften Rezepte über Schwarzfärbungen bringt.“

Der Wunsch des Autors ging nicht in Erfüllung, im Gegenteil: diese Auffassung hat sich stark verändert, wann genau, lässt sich nicht ermitteln. Zwar werden heute auch blaue, graue und blauschwarze Schichten als Brünierung bezeichnet, grundsätzlich versteht man heute unter Brünierung aber hauptsächlich die Schwarzfärbung, und zwar speziell die von Stahl.

Die Definition des Brüniervorgangs als Braunfärbung wird in vielen älteren Nachschlagwerken vertreten:

Brünieren (frz.), Bräunen, eine technische Operation, die bezweckt, Metallwaren mit einem braunen Überzuge, einer künstlichen Rostschicht, zu versehen, um ihnen den Glanz zu benehmen und sie vor dem natürlichen Rosten zu schützen.

Interessant ist auch diese Definition nach (12-1), S. 71:

„Die Eisenbrünierung wird hauptsächlich in den Gewehrfabriken, von Waffenschmieden und von Kunstschlossern verwendet, um dem Eisen eine grünlichbraune oder rötlichbraune Farbe zu erteilen“

Auch hier wird also die braune Färbung in ihrer Bedeutung hervorgehoben.

Um die Jahrhundertwende 19./20. Jhdt. werden auch Brünierungs-Lösungen zum Aufstreichen als Bräunerbeizen bezeichnet.

Die Zahl der für die Erzeugung einer Brünierung angegebenen Rezepturen ist unüberschaubar groß, und bei weitem nicht alle davon liefern brauchbare Ergebnisse. Manche Zutaten sind wahrscheinlich entbehrlich, da es vor allem auf ein Anrosten des Metalls ankommt, speziell bei den Streichbrünierungen. Ganz besonders wichtig ist die sorgfältige Vorbereitung der Oberfläche, es dürfen sich keine Reste von Oxidbelägen oder Fett usw. darauf befinden. Das gilt ausnahmslos für sämtliche Verfahren und Arbeitweisen.

Ob die ersten, aus dem 17. Jhd. stammenden Waffen und Rüstungen, bei denen Bläuungen bzw. Brünierungen bekannt sind, dazu dienten, den blanken Stahl besser zu tarnen, ob rein optische Gründe oder ein gewisser Rostschutz die Hauptrolle spielten, wird sich nicht mehr sicher klären lassen. Erstmalig in breiterem Maßstab führten die Briten um etwa 1740 die Streichbrünierungen auf Ölbasis für das damals in Dienst stehende Steinschloss-Vorderladergewehr im Kaliber .75 ein, die volkstümliche Bezeichnung „Brown bess“ könnte durchaus auf deren gebräunten Lauf zurückzuführen sein. Farblich dürften die mit den zur Verfügung stehenden Mitteln erzielten Oberflächen rotbraun – dunkelbraun gewesen sein, schwarz war unüblich. Die zahlreichen Rezepturen für die sog. Englische Brünierung bzw. Bronzierung gehen auf diese Zeit zurück. Da der gesamte Arbeitsprozess recht arbeits- und zeitaufwendig und damit für eine Massenfertigung nicht unbedingt geeignet war, wurde intensiv nach Alternativen gesucht, die den Brüniervorgang schneller machten. Die in England übliche Bronzierung mit Antimontrichlorid und ähnlichen Stoffen dauerte mindestens 14 Tage, je nach den herrschenden Wetterbedingungen, die für die Trocknung enorm wichtig waren.

2. Kleine Rostkunde

Eisen rostet an der feuchten Luft, das weiß jeder. Der Prozess des Verrostens ist jedoch ein vielgestaltiger und relativ komplizierter Vorgang, und da er für das Verständnis der Brünierung von Wichtigkeit ist, sei an dieser Stelle etwas darauf eingegangen. Man mag es kaum glauben, aber über die Korrosion des Eisens bzw. der Stähle sind dicke Bücher geschrieben worden. Wer sich mit dieser (zugegeben, ziemlich trockenen) Materie näher befassen möchte, entsprechende Literaturhinweise sind im Anhang zu finden).

Eisen in reiner Form ist ein relativ unedles Metall, sein sog. Normalpotential beträgt -0,44V (Fe → Fe2+ + 2 e-) An der (immer etwas feuchten), kohlendioxidhaltigen Luft bedeckt sich das blanke Metall zunächst mit einer rotbräunlichen bis orangefarbenen Schicht aus Eisen-3-oxidhydroxid FeO(OH), diese bildet sich durch Oxidation aus den ganz zuerst auftretenden Eisencarbonaten, welche durch den Einfluss der kohlensauren Luft entstehen:

Fe + 2 H2CO3 → Fe2+ + 2 HCO3- + H2

Oxidation: 2 Fe2+ + 4 OH- + ½ O2 → 2 FeO(OH) + H2O

Eigentlich besteht diese Verbindung aber aus einem Gemenge von mehreren verschiedenen Varianten, dem Alpha - Eisenhydroxid (Goethit) und dem Gamma - Eisenhydroxid (Lepidokrokit, Rubinglimmer). Im Prinzip sind alle diese Verbindungen unterschiedliche Modifikationen von wasserhaltigem Eisen–3–oxid (Fe2O3 x H2O) Es existiert noch die Beta – Modifikation, die aber selten auftritt. Das Eisen–3–oxid wird auch Hämatit genannt und stellt eine dunkelrote bis schwarzbraune Verbindung dar. Das besondere an diese Verbindungen insgesamt ist, das sie im Gegensatz zu der Patina der Bronze beispielsweise schlecht am Metall haften und wenig Schutz vor weiterer Korrosion bilden. Der Rost, so bezeichnet man ja bekanntlich dieses komplizierte Gemenge, haftet unter anderem so schlecht am Grundmetall, weil seine Kristallstruktur völlig verschieden von der des Eisens ist, außerdem ist die Dichte des Rostes viel geringer. Da diese Rostschicht so porös ist, lässt sie die angreifenden Stoffe ungehindert durch, das geht bis zur völligen Umwandlung des Metalls in ein Rostgemenge. Nur unter bestimmten Bedingungen bilden sich schützende, dichtere Schichten aus stabilen Eisenoxiden, beispielsweise beim Glühen oder Warmwalzen, dabei entsteht der sog. Zunder, sind die Zunderschichten entsprechend dick und lückenlos, haben sie eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit. Die Ähnlichkeit mit den Heißbrünierungs - Methoden ist dabei offensichtlich. Auch und besonders die unter Kap.7 abgehandelten Inoxidations-Verfahren erzeugen außerordentlich beständige, dicke Schichten aus Eisenoxiden.

Die Eisenoxide:

Bezeichnung

Farbe

Dichte g/cm3

Eigenschaften

FeO „Wüstit“, Eisen-2-oxid

schwarz

5,74

schwarzes, amorphes Pulver

Fe2O3 „Hämatit“, Eisen-3-oxid

rotbraun. dunkelbraun

5,25

kommt als α und γ Form vor, geglüht in Säuren sehr schwer löslich

Fe3O4 bzw. FeO x Fe2O3 „Magnetit“, Eisen-2,3-oxid

schwarz

5,2

schwarz, magnetisch, chemisch beständig

Eisen-3-oxidhydrat Fe2O3 x H2O „Rost“

rotbraun

ca. 3,5

relativ locker und mechanisch wenig widerstandsfähig, in Säuren löslich

Das sich bildende Rostgemenge hat eine viel geringere Dichte als das massive Eisen, außerdem wird das Volumen während des weiteren Rostvorganges ständig durch zunehmende Porosität weiter vergrößert, ideale Vorraussetzungen für den ungehinderten Zutritt von Wasser und anderen aggressiven Stoffen zum Metall.

Genau dieser Rostvorgang wird (zumindest im Anfangsstadium) aber auch für die Erzeugung von diversen Streichbrünierungen ausgenutzt, der „Trick“ besteht darin, ihn rechtzeitig abzubrechen und das Rostgemenge zu stabilisieren (Bräunen) bzw. in ein stabiles Eisenoxid umzuwandeln. (Schwärzung)

Empfehlenswerte Literatur:

H. Klas und H. Steinrath: "Die Korrosion des Eisens und ihre Verhütung";

Bd. 13 der Stahleisen-Bücher. Düsseldorf, Verlag Stahleisen 1956.

Karl-Helmut Tostmann: „Korrosion - Ursachen und Vermeidung“; Wiley-VCH , Weinheim 2001

0.6. Vorarbeiten

Über den Erfolg oder Misserfolg einer ansehnlichen Brünierung entscheiden die Vorarbeiten an der Metalloberfläche in beträchtlichem Ausmaß, die Notwendigkeit einer gründlichen Reinigung und Entfettung, die Erstellung einer absolut sauberen Metalloberfläche kann nicht oft genug betont werden. Beinahe jedes Staubkorn kann zu schlechten Ergebnissen Veranlassung geben, das mag pedantisch klingen, ist aber die Wahrheit. Auch in dieser Sparte macht Übung und Erfahrung den Meister, es ist unerlässlich, an verschieden geformten Metallteilen zunächst einmal seine Fähigkeiten und Maßstäbe, in Bezug auf die zu leistenden Vorarbeiten, zu erproben. Mitunter kann es sehr frustrierend sein, trotz (vermeintlich) sorgfältiger Vorarbeiten ein schlechtes Ergebnis zu erzielen, gerade dann kommt es aber darauf an, beharrlich den Fehler zu finden. Nicht aufgeben, es kann sich um eine ganz geringfügige Nachlässigkeit handeln, welche man mit wenig Aufwand beseitigen kann!

Was will ich brünieren, bzw. wie soll das Ergebnis aussehen?

Eine scheinbar ziemlich banale Frage, aber dennoch wichtig. Es sollte geklärt werden, welcher Werkstoff sich überhaupt für das Verfahren eignet, und bis zu welcher Größe es durchführbar ist. Waffenteile machen in Bezug auf die Größe sicherlich weniger Probleme, vor allem, wen es sich um Faustfeuerwaffen handelt. Bei Gewehren sieht es auf Grund der Länge der Läufe schon etwas anders aus.

0.7. Entrosten, Beizen

Entrosten kann man auf verschiedene Art, mechanisch und chemisch. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, bei kleineren Teilen ist oft die chemische Entrostung am bequemsten, während diese bei größeren Stücken problematisch wird. Die chemischen Entroster werden vorrangig als Tauchbad angewendet, das gesamte Werkstück muss also im bad Platz haben. Die mechanische Entrostung mittel Schleifen oder Sandstrahlen erfordert dem gegenüber etwas mehr Arbeitsaufwand.

Phosphorsäure:

Verwendung:

Meist für gelötete Teile und verwunderte Schmiedestücke. Konzentration beim Beizen:

15 %, Temperatur 45 - 60 °C

Vorteil: metallisches Eisen wird wenig angegriffen

Nachteil ist die Sättigungsgrenze an aufgelöstem Eisen, bei Konz. über 25 g / l wird Eisenphosphat ausgeschieden.

Salzsäure:

Als Bad in 15 % iger Lösung, Zusatz von etwas Tensid (Netzmittel) empfehlenswert.

 Stärkerer Zunder 1:1 bis1:2 verdünnt, sonst etwa 10 % ig, Anwendung meist kalt - warm, bei niedrigen Temperaturen .Höhere Konzentration der Säure hat schnelleres Beizen zur Folge, der Temperatureinfluss ist nicht so hoch.

Vorteile: Geringe Beiztemperatur, sehr gute, glatte, glänzende Oberfläche bei Eisen. Relativ hohe Beizgeschwindigkeit.

Nachteil:  stark korrosiv, bei Erwärmung giftige HCl - Dämpfe

Schwarze Korrosionsschichten auf Eisen (Magnetit) lassen sich manchmal schwer entfernen, dann sollte das entsprechende Entrostungsbad bei höherer Temperatur angewandt werden.

Schwefelsäure:

Verwendung:

Meist zum Vorbeizen von verzunderten, geschweißten Teilen bzw. gelöteten Objekten, Gehalt etwa 25 % ig, Anwendung bei max. 60 °C, die maximale Beizwirkung wird bei einer Konzentration von 30 % erreicht.

Vorteile: Geringer Verbrauch, Geruchsbelästigung niedrig.

Nachteil: Gegenüber Salzsäure ist die Beizgeschwindigkeit meist etwas geringer. Gefahr der Beizsprödigkeit durch Wasserstoffaufnahme. Deshalb sollten sog. Sparbeizen (Inhibitoren) zugegeben werden. (max. 1 %)

Salpetersäure:

Verwendung:

 Weißbeizen, Blankbeizen von Gussteilen, Eisen, Stahl und legiertem Stahl. Gute Beizgeschwindigkeit, Anwendung bei 30 °C, Konz. 50 – 65 %

Nachteil: Bildung giftiger nitroser Gase.

Flusssäure:

Verwendung:

Zugabe beim Beizen von Edelstahl, Konzentration 25 % ig. Außerdem verwendet zum Beizen von Gussteilen. (10% ig)

Nachteil: Extrem korrosiv, giftige Dämpfe (HF).

Säuremischungen:

Königswasser

Gemisch aus 3 Teilen konz Salzsäure und 1 Teil konz. Salpetersäure, löst Gold, Goldlegierungen, Platin und viele andere Metalle auf und kann zur Reinigung dieser verwendet werden. Diese Mischung eignet sich auch zum Beizen von Stahl.

Gemische von Flusssäure und Salzsäure werden als 'Kaiserwasser' bezeichnet und wirken noch stärker als Königswasser.

VORSICHT!

Gemische von Salpetersäure mit Salz- u. Flusssäure wirken außerordentlich stark ätzend! Unbedingt Schutzausrüstung erforderlich! Chlorwasserstoff, Nitrose Gase und Fluorwasserstoff sind giftig. Fluorwasserstoff greift Glas und Keramik an, bei Arbeiten mit Flusssäure keinesfalls Gefäße aus Glas oder Keramik verwenden. Geeignet sind Behälter aus Polyethylen (PE), Teflon, Polypropylen (PP) und verbleite Gefäße.

Teilweise ist es vorteilhaft, den Beizen Inhibitoren (Hemmstoffe) zuzusetzen. Diese werden auch als Sparbeizen bezeichnet. Für Salzsäure empfiehlt sich 1,4-Butindiol.

Elektrolytisches Rostentfernen bei Eisen und Stahl

Gearbeitet wird bei Stromdichten von 0,5 - 2,5 A / dm2, Temperaturen von 25 - 40 °C und bei einer Spannung von 6 - 24 Volt. Objekt als Kathode schalten, Anode Edelstahl oder Nickelblech.

Elektrolyt: 

R 1

Bezeichnung

Menge / Anteil / Bedingung

Einheit

Natriumhydroxid (oder Kaliumhydroxid) NaOH bzw. KOH

30 - 50

g

Destilliertes Wasser

1000

ml

Zusatz geringer Menge Netzmittel (Tensid) ist empfehlenswert.

Zur Beseitigung von sehr harten, Magnetit- oder Hämatithaltigen Eisenkorrosionsschichten ist das Elektrolytische Verfahren sehr gut geeignet, allerdings sollte dann die Elektrolysezeit verlängert sowie die Temperatur des Bades auf etwa 30 - 40 Grad erhöht werden.

Elektrolytisches Beizen kann mit dem elektrolytischen Entfetten kombiniert werden.

Geringere Roststellen oder Verwunderungen werden in 10 % iger alkalischer Lösung (Soda, Natriumhydroxid) mit einer Stromdichte von 5 - 10 A / dm2 behandelt. Temperatur dabei 25 - 55 °C. Stärkere Beläge sollten bei 30 % Laugenkonzentration und max. 25 - 30 A / dm2 entfernt werden. Die Polung kann während der Elektrolyse mehrfach gewechselt werden. Hauptsächlich jedoch anodisch arbeiten. (Objekt als Anode)

Als Gegenelektrode sollte Edelstahl oder Nickel verwendet werden.

 Weiterhin besteht die Möglichkeit der elektrolytischen Beize in saurem Elektrolyt.[Fußnote 1]

R 2

Bezeichnung

Menge / Anteil / Bedingung

Einheit

Schwefelsäure, konz. H2SO4

85

ml

Salzsäure, konz. HCl

28

ml

Natriumchlorid (Kochsalz) NaCl

6

g

Wasser

875

ml

Temperatur

60-80

°C

Spannung

6-8

V

Stromdichte

5-10

A/dm2

Als Anode dient Hartblei.

Weitere Verfahren arbeiten bei Stromdichten von 5 - 20 A / dm2 mit 25 - 50% iger Schwefelsäure, bzw. mit Mischungen von 20 % konz Schwefelsäure, 75 % konz. Phosphorsäure und 5 % Oxalsäure bei Temperaturen von 25 - 60 °C.

3.2. Entfetten

Fett und Öl auf der Metalloberfläche sind der natürliche Feind einer fleckenlosen Brünierung, ganz besonders bei den Streich-und Ankochverfahren, aber auch bei allen anderen Methoden. Um die störenden Beläge von der Oberfläche weg zu bekommen, gibt es eine Reihe von Entfettungsmethoden.

Lösungsmittel

Besonders gutes Lösevermögen für Fette und Öle haben halogenierte Kohlenwasserstoffe:

Trichlorethylen (Tri), Perchlorethylen (Per), Tetrachlormethan (Tetra), Methylenchlorid

Diese Lösungsmittel haben zudem den Vorteil der Unbrennbarkeit, allerdings sind alle mehr oder weniger gesundheitsschädlich, besonders die Dämpfe von Tetrachlormehan und Tri. Perchlorethylen ist wegen des hohen Siedepunktes (121 °C.) geeignet zur Warmentfettung.

Die zu entfettenden Teile werden in dem auf ca. 60 - 70 °C. erwärmten Per bewegt, wobei der allergrößte Teil der Fette entfernt wird. Um die Wirkung zu erhöhen, werden neutrale Tenside (Netzmittel) zugesetzt, max. 2 %)

Auch die Anwendung von Testbenzin und Aceton ist möglich, hier ist jedoch die Feuergefährlichkeit zu beachten. Außerdem können explosive Dämpfe entstehen.

Generell wird das Lösungsmittel als Bad angewandt, bei größeren Stücken auch in Form eines saugfähigen, mit dem Lösungsmittel getränkten Schwammes oder ähnlich. Dabei ist unbedingt für gute Belüftung zu sorgen, bei brennbaren Lösungsmitteln ist auch große Vorsicht geboten, da schon ein Funke ausreichen kann, die Dämpfe zu entzünden! Aus diesem Grund unbrennbare LM oder hochsiedende, deren Flammpunkt entsprechend hoch liegt. (siehe Anhang, Tabelle Lösungsmittel)

Die Wirksamkeit der Entfettung mit Lösungsmitteln wird durch einen beim verdampfen zurückbleibenden, sehr dünnen Fettfilm allerdings eingeschränkt. Als alleinige Entfettungsmethode daher nicht ausreichend.

Alkalische Reiniger

Für die Entfettung von Stahl und Eisenteilen wird konz. Natronlauge bzw. Kalilauge verwendet, welche auf 90 - 100 °C erwärmt wird. Zur Entfettung der empfindlicheren Nichteisen und Buntmetalle kann heiße Sodalösung verwendet werden, welcher Phosphate und Tenside zugesetzt sind. Gute Ergebnisse bei der Entfettung von Eisen und Stahlteilen liefert diese Rezeptur:

R 3

Bezeichnung

Menge / Anteil / Bedingung

Einheit

Kaliumhydroxid KOH

60

g

Natriumhydroxid NaOH

50

g

Natriumdiphosphat Na

4

P

2

O

7

50

g

Natriumdisilkat (Wasserglas) Na

2

Si

2

O

5

50

g

Tensid (Netzmittel) , neutral

20

g

Wasser

1000

ml

Es lassen sich aber mit gutem Erfolg auch einfache zusammengesetzte alkalische Reiniger aus Natronlauge und Netzmittel zusammenstellen:

R 4

Bezeichnung

Menge / Anteil / Bedingung

Einheit

Natriumhydroxid NaOH

200

g

Trinatriumphosphat Na

3

PO

4

x 12 H

2

O

50

g

Tensid (Netzmittel)

20

g

Wasser

1000

ml

Als Netzmittel können alle handelsüblichen neutralen oder basischen Tenside verwendet werden. Als einfachste Variante kommt die Verwendung heißer Natronlauge von ca. 10 % in Betracht. Bei allen Reinigungsmethoden, gleichgültig, ob mit Lösungsmitteln oder mit alkalischen Reinigern, wird die Wirksamkeit durch intensives Bewegen, Abbürsten usw. stark erhöht. Auch Ultraschall lässt sich vorteilhaft einsetzen.

Elektrolytische Entfettung