Brünieren

by test01 Juli 09, 2019

Das Brünieren stellt ein Oberflächenverfahren zur Herstellung einer schwarzen Schutzschicht auf eisenhaltigen Oberflächen dar. Ziel des Brünierens ist primär der Schutz vor Korrosion, wobei häufig auch eine dekorative, antike Optik erzielt wird.

Das Fertigungsverfahren Brünieren wird in der Norm DIN 50983 definiert und basiert üblicherweise auf dem Eintauchen des zu behandelnden Werkstücks in eine saure oder alkalische Lösung, dem Brüniermittel. Durch diesen Prozess bildet sich an der Oberfläche des Werkstücks eine schwarze Mischoxidschicht, die auch als „Edelrost“ bezeichnet wird. Beim Brünieren handelt es sich demnach nicht um ein Beschichten, sondern um ein Umwandeln von Material.

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Technische Grundlagen zur Brünierung

Das Verfahren der Brünierung beschränkt sich nicht auf das eigentliche Brünieren des Werkstücks, sondern umfasst darüber hinaus auch eine Vor- sowie eine Nachbehandlung.

Brünierte Metallstäbe der Firma KNEISSLER Brüniertechnik GmbH
Brünierte Metallstäbe der Firma KNEISSLER Brüniertechnik GmbH

In der metallbearbeitenden Industrie hat sich der folgende Verfahrensablauf bewährt:

  1. Vorbehandlung
    • Reinigen der Metalloberfläche: Um optimale Ergebnisse beim Brünieren zu erzielen, wird das Werkstück zunächst von Rückständen, Fetten, Schmutz und anderen Verunreinigungen befreit. Der Reihe nach kommen dabei die Verfahren Entfetten, Spülen, Beizen und noch einmal Spülen zum Einsatz.
  2. Brünieren
    • Ansetzen der Brüniersalzlösung: Unter ständigem Umrühren wird das Brüniersalz in kaltes Wasser gegeben, wobei die Temperatur aufgrund des exothermen Vorgangs stark ansteigt.
    • Brünieren/Färben: Die zu behandelnden Werkstücke werden in Gestellen, Sieben oder Trommeln in das Brünierbad eingetaucht. Die Tauchzeit beträgt je nach Material, Einsatzfall und Werkstück zwischen 5 und 30 Minuten. Die Werkstücke werden aus dem Bad entnommen, sobald sie eine tiefschwarze Färbung angenommen haben.
    • Temperaturkontrolle: Während des gesamten Vorgangs ist darauf zu achten, dass die Brünierlösung stets am Siedepunkt ist.
    • Regenerierung/Wiederinbetriebnahme: Im Anschluss an das Brünieren kann die Beheizung abgestellt und das Bad stillgelegt werden. Bei der Wiederinbetriebnahme wird zunächst Heizleistung zugeführt, um den Siedepunkt zu erreichen. Gegebenenfalls sind darüber hinaus auch weitere Salzzugaben erforderlich.
  3. Nachbehandlung
    • Spülen: Nach dem Brünieren gilt es, zunächst die anhaftenden Salzreste durch gründliches Spülen zu entfernen. Hierbei kommt häufig heißes Wasser in Kombination mit Ultraschall zum Einsatz.
    • Trocknen/Korrosionsschutz: Damit es unmittelbar nach dem Spülen nicht zu Korrosion kommt, wird ein Korrosionsschutz auf der Oberfläche angebracht.

Beim Brünieren entsteht nur eine etwa 1 µm dicke Schicht, weshalb die Maßhaltigkeit nicht beeinträchtigt wird. Neben dem hier vorgestellten Verfahren kann auch die Schnellbrünierung zum Einsatz kommen, wobei eine Brünierlösung manuell direkt auf das Bauteil aufgetragen wird.

Warum brüniert man – Anwendungsgebiete und Branchen

Brünierschichten weisen selbst nur einen schwachen Korrosionsschutz auf, der durch das Auftragen von Fetten oder Ölen aber signifikant verbessert werden kann. Die erzeugte Schicht ist bis zu einer Temperatur von rund 300 °C beständig und eignet sich daher beispielsweise gut für die Anwendung im Maschinen- und Anlagenbau.

Die Liste der geeigneten Bauteile für das Brünieren ist lang und umfasst unter anderem die folgenden Werkzeuge und Maschinenelemente:

  • Bohrer
  • Fräser
  • Spannbacken
  • Federn
  • Flansche
  • Beschläge
  • Schrauben
  • Spindeln
  • Unterlegscheiben
  • Bedienelemente
  • Bohrfutterhülsen

Darüber hinaus erfreut sich das Verfahren auch bei der optischen Aufbereitung von Gegenständen großer Beliebtheit. Durch das Schwarzfärben der obersten Schicht lässt sich ein ansprechender „Antik-Effekt“ erzielen.

Welche Werkstoffe können brüniert werden?

Grundsätzlich kann das Brünieren bei allen oxidierbaren Werkstoffen (z.B. Stahl, Edelstahl, Eisen, Messing, Kupfer, Bronze) beziehungsweise bei Guss verwendet werden. Rostbeständiger Stahl oder NE-Metalle können keine Mischoxidschicht bilden und sind daher nicht für das Verfahren geeignet.

Oberflächenbehandlung mit Brünieranlage bei der Firma KNEISSLER Brüniertechnik GmbH
Oberflächenbehandlung mit Brünieranlage bei der Firma KNEISSLER Brüniertechnik GmbH

Vorteile des Fertigungsverfahrens im Überblick

Das Brünieren zeichnet sich im Vergleich zu anderen Oberflächenverfahren durch eine Reihe von Vorteilen aus:

  • Korrosionsschutz: Durch das Brünieren wird das Bauteil vor Korrosion geschützt. Der anfängliche Schutz ist vergleichsweise gering, kann aber durch Fette oder Öle verbessert werden.
  • Maßgenauigkeit: Da die entstehende Brünierschicht sehr dünn (1 µm) ist, wird die Maßhaltigkeit kaum beeinträchtigt.
  • Beständigkeit: Brünierschichten sind weitgehend biege- und abriebfest und darüber hinaus bis zu 300 °C temperaturbeständig.
  • Optische Aufwertung: Mit dem Brünieren geht eine charakteristische „Schwarzfärbung“ des Bauteils einher. Diese verleiht dem Werkstück ein antikes Aussehen.

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Anfrage Brünieren von Spanplattenschrauben
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Anfrage Brünieren von Bolzen
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