Oberflächenveredelung von Metallen

Aus Schaffenburg
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Hier möchte ich festhalten, wie man ein Finish von Metallen mit Hausmitteln bewerkstelligen kann. Als Finish bezeichne ich chemische Oberflächenbehandlung, die mehr oder weniger fest auf der Oberfläche sitzt und den Charakter des Materials bewahrt bzw verstärkt. -- JanT (Diskussion) 18:39, 3. Jan. 2021 (CET)

Dieses Dokument ist folgendermaßen strukturiert:

  • Auf der ersten Ebene verzweigen wir auf die verschiedenen Materialien: blankes Eisen, Zink, Messung usw.
  • auf der zweiten Ebene werden jeweils die möglichen Finishes aufgelistet
  • die dritte Ebene zeigt dann verschiedene Wege zum (mehr oder weniger) identischen Ziel


Generell

Viele Verfahren erfordern für saubere Ergebnisse sehr sauberes Arbeiten. Handschuhe gegen Chemikalien auf den Händen sowie Hautfett auf den Teilen sind Pflicht. Achtung: Latexhandschuhe sind nicht resistent gegen Öle und Lösungsmittel. Nitrilhandschuhe sind nicht resistent gegen Lösungsmittel. -- PE Handschuhe?

Lack entfernen

Dieser Lösemitteltest beschreibt, wie man herausfindet, um welche Art Lack es sich handelt. Man benötigt dafür Nitroverdünnung sowie Terpentinersatz.

Dicke Lackschichten entfernen sich aber besser mit Hitze oder mechanisch.

Entrosten

Oben: Entrosten mit Essig ergibt einen lila Stich, Unten: entrostet mit Messingbürste

Mechanisch

Klar, grober Schmutz und Dreck kann mit der Bürste weg. Die Messingbürste auf Eisen schien mir teilweise einen goldenen Schleier zu hinterlassen. Ich denke, man sollte je nach Material und gewünschter Oberfläche einfach experimentieren. Schmirgelpapier beschädigt die natürliche Oberfläche stark und sollte nur nach reiflicher Überlegung eingesetzt werden.

Chemisch

Flugrost lässt sich mit Essig restlos entfernen.
Die Mutter war nicht ausreichend entfettet.

Zuerst entfetten, dann für einige Minuten in 5%igem Essig (stinkt) oder Zitronensäure (teurer) einlegen. Gelegentlich umrühren / bewegen.

Interessanterweise wird "altes" Eisen anthrazit. Es sieht fast genauso aus, als wäre es mit Anthrazit-Lack behandelt. "Neues" Eisen dagegen wird irgendwie silberner, glänzender... Jemand ne Erklärung dafür? (siehe Bilder rechts)

Funktioniert das auch für andere Materialien?

Entfetten

Vor den meisten weiteren Bearbeitungsschritten muss entfettet werden. Oft reicht einfaches abwaschen mit Spüli aus. Man kann man aber auch Küchenentfetter oder - wenn es besonders hartnäckig ist - Aceton verwenden. Eventuell auch eins nach dem anderen und kombinieren mit der mechanischen Reinigung. -- Mehr ausprobieren notwendig

Konservierung

Harzfreies Waffenöl - zB Ballistol

Ballistol ist eine harzfreie Naturölmischung, die lange Tradition zur Pflege von Waffen hat. Ein solches Waffenöl ist zu bevorzugen für Präzisionsinstrumente mit beweglichen Teilen. Es muss aber regelmäßig aufgefrischt werden.

Leinölfirnis - zB Owatrol

Leinöl dagegen soll verharzen und ist deshalb nur für grobe Mechanik oder unbewegliche Teile geeignet?? Klassische Leinölfirnis besteht aus

  • gekochtem (für schnelleres Abbinden) Leinöl
  • 50% Lösungsmittel (für das schnellere Eindringen in Holz, bei Eisen wohl überflüssig?)
  • einem Bleisalz als Sikkativ (für schnelleres Abbinden)

Moderner Leinölersatz wie Owatrol besteht aus verschiedenen Naturölen und verwendet als Sikkativ meist ein Mangansalz oder andere Schwermetalle, die weniger giftig sind als Blei. Grundsätzlich ist das kein Problem, denn das Schwermetall ist chemisch fest eingebunden. Für Schneidbretter u. ä. sollte man lieber reines Leinöl verwenden.

Egal welches man nun verwendet, man sollte nach etwa 1 Stunde überflüssiges Leinöl abwischen, damit es nicht klebrig wird wie altes Pommesöl.

Der Vorteil von Leinöl bzw Owatrol ist, dass es restliche Rostpartikel einbindet und ein weiterrosten verhindert.

Auch mit Leinöl behandelte Gegenstände müssen -- zumindest im Freien -- regelmäßig (jährlich?) nachgeölt werden.

Blankes Eisen (Stahl)

Brünierung (engl. Bluing)

Rostbrünierung (engl. Rust Bluing)

H2O2 + NaCl erzeugt braunen Rost
Fett behindert den Prozess

Das Rust Bluing ist ein traditionelles Verfahren, dass weder gefährliche Chemikalien noch große Hitze benötigt und trotzdem eine robuste schwarze Oxidschicht erzeugt.

Vorbereitung:

  • reinigen, entrosten und entfetten
  • 5%igen Essig ansetzen
  • Topf mit Wasser aufsetzen und zum leichten Kochen bringen. Starkes Kochen verhindert Einsicht in den Prozess.
  • 3%iges Wasserstoffperoxid plus Speisesalz (H2O2 + NaCl) ansetzen. Meine Dosierung war: 1 EL H2O2, eine Messerspitze Salz. Zusammen gibt das ein starkes Oxidationsmittel.

Durchführung:

  1. in Essig etwa eine Minute aktivieren, falls nicht gerade erst entrostet
  2. Das blanke Eisen ein paar Minuten einlegen in oder einpinseln mit Wasserstoffperoxid-Lösung
  3. Evtl mit Heißluft erhitzen bis es trocken ist?
  4. Evtl leicht abwaschen? Nicht zu aggressiv reinigen, sonst ist der Rost wieder weg.
  5. Das braune Eisen für etwa eine Minute in einen Topf mit leicht kochendem Wasser legen, bis es schwarz ist.

Nach Wunsch Schritt 2 bis 5 bis zu 10 mal wiederholen

Andere Verfahren

Es gibt ein halbes Dutzend anderer Verfahren, zu finden auf Wikipedia unter Bluing_(steel). Die relevantesten sind wohl folgende:

  • Das Brünieren mit einer fertigen Brünierpaste, wie man sie im Internet bestellen kann. Diese Schicht ist aber weit weniger robust.
  • Das Hotbluing arbeitet mit sehr heißem flüssigem Salz und ist damit deutlich gefährlicher. Die hohen Temperaturen können vorteilhaft für die Eigenschaften des Stahls sein.
  • Man kann die Teile auch einfach rotglühend erhitzen und dann in kaltes Öl werfen. Das zerstört aber definierte Härte bzw Elastizität des Stahls.

Patinieren

Mein eigentliches Ziel war die Erstellung einer dunkelbraunen Schicht, wie man sie auf alten, vielgenutzten Türgriffen findet. Ich habe jetzt einen Tipp bekommen, das Verfahren der Rostbrünierung zu verwenden; die Teile allerdings trocken auf 135°C zu erhitzen. Schauen wir mal.

Verzinkter Stahl

Brünierung

Rotwein

1+2: Neu
3-7: Rotwein, Ergebnis stark schwankend
8: Industriell brüniert

Die Brünierung von verzinktem Stahl funktioniert nicht wie gewohnt. Es gibt aber eine einfache Lösung: Über Nacht in Rotwein legen. Zitat: "Je billiger desto besser!"

Mir ist unklar, was chemisch abläuft. Ich glaube nicht, dass der Zink durch die Tannine gefärbt wird. Ich denke, es bildet sich eine Schicht einer Zinkverbindung. Zinkoxid soll weiß sein, ist es also nicht. Im Wein sind verschiedene Säuren sowie Alkohol. Vermutlich reagieren also die Säuren. -- Warum muss es aber dann Rotwein sein?

Meine Ergebnisse waren bisher sehr ungleichmäßig. Test: entfetten

Die aktiven Komponenten im Rotwein scheinen nach 10 bis 20 Stunden verbraucht zu sein, das kann man an der Schaumbildung erkennen. Soll es dunkler werden, muss man "nachlegen" ;)

Vorher in Essig läßt das Verfahren scheitern.

Brünierpaste

Sehr aufwendig, siehe Verzinkte Teile selbst brünieren (schwärzen)

Entzinken mit Essig

Zu langes Verweilen in Essig beschädigt die dünne Zinkschicht. Evtl kann dieser Effekt verwendet werden, um verzinktes Eisen in blankes Eisen zu verwandeln. Danach könnten dann die Verfahren aus dem Abschnitt Eisen genutzt werden. Allerdings fehlt dann der Rostschutz. -- Ausprobieren!

Messing

Ich glaube, auch Messing kann auf diese Art gedunkelt werden. -- Ausprobieren!

Polieren

Messing kann bis zum hochglanz poliert werden. Allerdings sollte man vorher die Magnetprobe machen. Ist das Messing magnetisch, ist es wohl Eisenblech mit einer Messingbeschichtung. Mir ist noch nicht klar, wie viel man darauf polieren kann, bevor das Messing weg ist.

Ver-Messingen

Grundsätzlich kann man Stahlteile auch wieder mit einer neuen Messingschicht überziehen. Habe ich aber nicht ausprobiert.

Quellen und weitere Lektüre