Oxidieren von Werkstoffen
zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit

Das Oxidieren ist eine Form der Oberflächenbehandlung, bei der mithilfe von Sauerstoff eine Oxidschicht auf dem Werkstück erzeugt wird, um seine Oberfläche widerstandsfähiger gegenüber Korrosion zu machen. Das Verfahren schließt sich unmittelbar an die Oberflächenbehandlung durch Nitrieren oder Nitrocarburieren an.  

Grundlagen der Oxidation: So entsteht die Oxidschicht

Per Definition bezeichnet der Terminus Oxidation in der Chemie eine Reaktion, bei der Atome, Ionen oder Moleküle Elektronen abgeben und so ihre Oxidationszahl erhöhen. Die Elektronen werden von einem anderen Stoff aufgenommen – diesen Prozess bezeichnet man als Reduktion. Beide Vorgänge zusammen werden Redoxreaktion genannt.

Wird davon gesprochen, dass ein Werkstoff oxidiert, denken nicht wenige zuerst an die Reaktion von Eisen mit Sauerstoff in Gegenwart von Wasser. Was man umgangssprachlich als Rost bezeichnet, ist eigentlich ein Gemisch aus verschiedenen Eisenoxiden. Während dieses Gemisch den Werkstoff porös und weniger widerstandsfähig macht, sorgt das Eisenoxid Magnetit (Fe3O4) für einen erhöhten Korrosionsschutz. Diesen Effekt macht man sich in der Oberflächenbehandlung von Stahl zunutze.

Wie läuft die Oberflächenbehandlung durch Oxidation ab?

Voraussetzung für das Erzeugen einer Oxidschicht ist, dass der Werkstoff zuvor nitriert oder nitrocarburiert wurde. Bei der Nitrierung diffundiert Stickstoff in die Oberfläche des Werkstoffs, beim Nitrocarburieren sind es Stickstoff und Kohlenstoff. Durch diese Behandlung entsteht in der Nitridschicht Eisennitrid, auf dem die Oxidschicht deutlich besseren Halt findet als auf Ferrit, das sich vor dem Nitrieren bzw. Nitrocarburieren in der Oberfläche befindet.

Die in der Verbindungsschicht enthaltenen Eisennitride reagieren zusammen mit den durch die Oxidation entstehenden freien Eisenmolekülen auf den Sauerstoffspender, indem sie eine Schicht aus stabilem Eisenoxid bilden. Diese Schicht ist 1–2 μm dick und chemisch widerstandsfähig.

Ziel des Oxidierens ist die Erzeugung reinen Magnetits (Fe3O4), da dies eine maximale Korrosionsbeständigkeit sicherstellt. Die Magnetit-Schicht verleiht dem Werkstoff, dessen Oberfläche oxidiert wurde, ein anthrazitfarbenes bis schwarzes Aussehen. 

Welche Vorteile hat eine oxidierte Oberfläche?

Durch die erzeugte Oxidschicht erhöht sich der Widerstand der Oberfläche gegenüber gegenüber tribologischen und dynamisch mechanischen Beanspruchungen. Folglich wird der Werkstoff (noch) unempfindlicher gegenüber Korrosion.

Weitere Informationen zum Oxidieren »

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