Dem Edelstahl die richtigen Eigenschaften verleihen

Oberflächenbehandlungen sind eine hervorragende Möglichkeit, die Eigenschaften eines Werkstoffs zu verbessern. Dies gilt auch für nichtrostenden Stahl. Lassen Sie sich nicht von dem Begriff "Edelstahl" täuschen, auch dieses Material ist Witterungseinflüssen und chemischen Substanzen ausgesetzt, die ihre Spuren hinterlassen. Daher gibt es je nach Budget und den vorgegebenen Anforderungen verschiedene Oberflächenbehandlungen, die angewendet werden können. Metaalvak listet die wichtigsten davon auf.

Rostfreier Stahl ist keineswegs immun gegen Oxidation oder Aufladung. Diese Legierung aus Eisen, Chrom und Nickel enthält immer noch mehr als 70% Eisen. Zwar bildet die Chromoxidhaut eine Schutzschicht um das Material, doch kann es mit der Zeit zu Rostbildung kommen. Dies ist zum Teil auf mechanische Beschädigungen zurückzuführen (verschiedene Metallbearbeitungen wie Schweißen oder Schneiden), aber auch die Elemente hinterlassen ihre Spuren auf der Chromoxidhaut oder Verunreinigungen verursachen Schäden. Wer sichergehen will, dass nichtrostender Stahl ein Leben lang rostfrei bleibt, sollte sich für eine Oberflächenbehandlung entscheiden. Aber auch zusätzliche Funktionalitäten können hinzugefügt werden.

Beispiel für gebeizte Gefäße zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie.

Beizen und Passivieren

Die beliebtesten Oberflächenbehandlungen für rostfreien Stahl sind Beizen und Passivieren. Durch diese Behandlung wird die Oxidschicht wiederhergestellt und der nichtrostende Stahl wieder passiviert. Dies ist eine Behandlung, die wirklich immer durchgeführt werden sollte. Beim Beizen wird mit einem Beizmittel (u. a. Flusssäure und Salpetersäure) gearbeitet, um Karbide, Eisenpartikel, Verunreinigungen und Schweißverfärbungen zu entfernen. Wenn dann mit kaltem, sauerstoffhaltigem Wasser unter hohem Druck gereinigt wird, ist das Material wieder offen für die Reaktion mit Sauerstoff. Die Folge? Die korrosionsbeständige Deckschicht kann nachwachsen. Bei der Passivierung wird nur Salpetersäure verwendet, so dass die Wirkung bereits nach einer halben Stunde statt nach 48 Stunden eintritt. Nach dieser Behandlung korrodiert der Edelstahl nicht mehr. Beide Behandlungen können auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden: Tauchen, Umwälzen oder Sprühen (Nebeln).

Für Außenanwendungen hat sich das Elektropolieren aufgrund des höheren Korrosionsschutzes als Standard durchgesetzt.

Elektrolytisches Polieren

Die Tatsache, dass das elektrolytische Polieren in den letzten Jahren auf dem Vormarsch ist, hat damit zu tun, dass nach dem Prozess eine neue homogene, metallische und geschlossene Chromoxidhülle entsteht. Daraus ergeben sich wesentliche Vorteile wie geringere Oberflächenrauhigkeit, höhere Korrosionsbeständigkeit durch Chromanreicherung, geringere Schmutzanhaftung und geringerer Reibungswiderstand. Das elektrolytische Polieren erfolgt in mehreren aufeinanderfolgenden Bädern durch die Anwendung der Elektrolyse. Man taucht einen elektrisch leitenden Träger ein, an dem das zu behandelnde Produkt befestigt ist. Der elektrisch leitfähige Träger ist mit der positiven Seite der Stromquelle, der Anode, verbunden. Die Kathode wiederum ist ein Stück aus rostfreiem Stahl oder Kupfer, das ungefähr die gleiche Form hat wie das zu behandelnde Teil. Wenn der Strom eingeschaltet wird, entsteht im Säurebad ein elektrischer Stromkreis, und die Chemikalien lösen die Metallionen aus dem zu behandelnden Teil und transportieren sie zur Kathode. Je nach der genauen Zusammensetzung des Säurebades und in Abhängigkeit von Spannung, Stromstärke, Dauer und Temperatur wird die Oberfläche des behandelten nichtrostenden Stahls umgestaltet, um bessere Eigenschaften zu erzielen. Das elektrolytische Polieren kann nur bei austenitischen Varianten angewandt werden, die den Großteil der Anwendungen auf dem Markt ausmachen.

Beispiel vor und nach dem Elektropolieren. (Bild: Nick Szabo)

Amorphisierung

Wie beim Elektropolieren erfolgt auch beim Amorphisieren eine elektrochemische Behandlung. Bei dieser Technik wird die poröse obere Schicht des Edelstahls entfernt und eine neue, glatte und geschlossene amorphe Oberfläche geschaffen. Dies verhindert nicht nur das Anhaften von Verunreinigungen am Material, sondern auch das Wachstum von Bakterien, da eine amorphe Oberfläche wenig Wasserstoff enthält. Dabei werden vor allem hervorragende antiadhäsive und selbstreinigende Eigenschaften erzielt. Diese Technik ist in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sehr gefragt, damit die Produkte leichter aus den Maschinen und von den Förderbändern gleiten und nicht kleben bleiben, damit sie besser gereinigt werden können.

Wärmetauscher nach der Amorphisierung gegen Verkleben und Aufladung geschützt.

Elektrolytische Entschwefelung

Edelstahl ist ein Werkstoff mit sehr guten Eigenschaften, aber er hat auch eine dunkle Seite. Und zwar im wahrsten Sinne des Wortes. Reibung an Edelstahl kann nämlich eine schwarze Verfärbung auf den Produkten selbst verursachen. Durch ein elektrochemisches Entschwefelungsbad für Edelstahl kann diese schwarze Verfärbung verhindert werden.

Mikro-Odulat

Das Prinzip der Mikromondulierung besteht darin, die Kontaktfläche zu verringern. Nach Beim Mikro-Ultraschleifen entsteht eine Oberfläche mit einer wellenförmigen Struktur im rostfreien Stahl. Durch die höhere Grundrauheit als beim Elektropolieren entsteht ein Luftkisseneffekt zwischen der Gefäßwand und dem Produkt. Diese abgerundete Wellentextur sorgt somit für stark verbesserte Gleiteigenschaften und einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Außerdem weist sie die gleiche hohe Korrosionsbeständigkeit und Reinigungsfähigkeit auf wie das Elektropolieren. Diese Behandlung hat sich bereits bei internen Transport- und Verpackungsprozessen in der Lebensmittelindustrie durchgesetzt. Denken Sie an Rutschen, Trichter, Schächte, Wiegebunker ...

Die Amorphisierung verringert den Reibungswiderstand und verbessert die Reinigungsfähigkeit.

Polieren und Schleifen

Schließlich sind Polieren und Schleifen in vielen Fällen wünschenswert, um eine gewisse Rauheit des Materials zu erreichen. Außerdem kann man durch Polieren den Produkten Hochglanz verleihen. Dabei sind verschiedene Grade der Veredelung möglich. Darüber hinaus ist das Polieren und Schleifen eine Möglichkeit, Kratzer oder Beschädigungen, die nach mehreren Monaten oder Jahren des Gebrauchs aufgetreten sind, zu beseitigen.