Passivieren von Edelstahl – Definition und Prozessdetails
Das Passivieren ist ein Veredelungsverfahren für Stahl und andere Metalle. Durch die Entfernung von freiem Eisen und die damit verbundene Erhöhung des Chromgehalts im Metall verbessert die Passivierung die natürliche Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl.
Was ist Passivierung?
Passivierung ist ein Veredelungsverfahren für Edelstahl und andere metallische Werkstücke. Die Passivierung ist ein nicht-elektrolytisches chemisches Verfahren, bei dem eine äußere Schicht aus Schutzmaterial erzeugt wird. Dabei wird freies Eisen durch die Anwendung von Salpetersäure oder Zitronensäure von der Oberfläche entfernt. Dadurch können die Stahlteile weniger mit Luft reagieren und weisen daher eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.
Infolge der Entfernung von freiem Eisen und der damit verbundenen Erhöhung des Chromgehalts im Metall wird durch das Passivierungsverfahren eine dickere Chromoxidschicht erzielt. Dies führt zu einer deutlich verbesserten Korrosionsbeständigkeit von Stahl und anderen Metallen.
Warum sollten nichtrostende Stahlsorten passiviert werden?
Nichtrostender Stahl weist von Natur aus eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Dennoch ist er nicht völlig immun gegen Korrosion, insbesondere gegen Rost. Die hohe Korrosionsbeständigkeit verdankt nichtrostender Stahl dem hohen Chromgehalt in der Legierung. Durch die chemische Reaktion von Chrom und Sauerstoff bildet rostfreier Stahl eine schützende, dünne Chromoxidschicht auf der Oberfläche. Trotz der Oxidschicht können jedoch kleine Stellen auf der Oberfläche zu rosten beginnen. Dies geschieht, weil Wassermoleküle aufgrund von Korngrenzen oder Fremdkörpern in der Lage sind, einen Teil des Eisens an den Stellen zu oxidieren. Dieser Vorgang wird als Rouging bezeichnet.
Die Entfernung der Verunreinigungen und der Prozess des Oxidwachstums werden als Passivierung bezeichnet.
Edelstahl passivieren – Wie funktioniert das Verfahren?
Für die Passivierung von Stahl und anderen Metallen gibt es je nach den verschiedenen Normen (ASTM A967, AMS2700, ASTM A380) verschiedene Spezifikationen. In der Regel haben die verschiedenen Passivierungsnormen einige Schritte gemeinsam. Zunächst wird der Stahl von Fremdstoffen und Eisenpartikeln gereinigt. Zweitens wird das Werkstück durch Eintauchen chemisch behandelt. Dieser Schritt findet in einem Säurebad statt, in der Regel Salpeter- oder Zitronensäure. Abschließend wird die Edelstahloberfläche geprüft, ob die chemische Behandlung erfolgreich war.
Das Verfahren der Passivierung beschleunigt den natürlichen Prozess, der abläuft, wenn das Material dem Sauerstoff der Atmosphäre ausgesetzt wird. Dadurch wird der Aufbau der inerten Oxidschicht beschleunigt. Außerdem wird die aufgebaute Schutzschicht wesentlich dicker als in der Natur.
Passivieren von Edelstahl – Der Prozess im Detail
Wie bereits erwähnt, haben die verschiedenen Passivierungsverfahren die folgenden Schritte gemeinsam. Der erste Schritt im Passivierungsverfahren ist die Reinigung des Werkstücks. Der Stahl muss vollkommen frei von Verunreinigungen sein, da nur bei metallisch reinen Oberflächen die schützende Passivschicht ausgebildet wird. Dieser Umstand wird durch einen Validierungstest nachgewiesen. Nach der Reinigung werden die Teile in ein saures Passivierungsbad gelegt. Je nach Edelstahlsorte kann eine der folgenden Methoden angewandt werden: Passivierung mit Salpetersäure, Passivierung mit Salpetersäure und Natriumdichromat oder Passivierung mit Zitronensäure. Die Dauer der Passivierung, die in der Regel mindestens 20 bis 30 Minuten beträgt, und die Temperatur, die zwischen Raumtemperatur und 60° C liegt, sind vorgegeben. Anschließend werden die Teile durch ein Bad mit wässriger Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Schließlich wird das Stahlwerkstück mit sauberem Wasser abgespült und getrocknet. Um die Ergebnisse des Passivierungsverfahrens zu bestätigen, wird die Oberfläche einem Testverfahren mit Feuchtigkeit, erhöhter Temperatur oder Salznebel unterzogen.
Martensitischer nichtrostender Stahl muss jedoch einer besonderen Behandlung unterzogen werden, da er sich nur schwer passivieren lässt.
Wie lässt sich die Verschleißfestigkeit weiter verbessern?
In bestimmten Anwendungsbereichen reicht die natürliche Passivierung möglicherweise nicht aus, um das Material vor Korrosion und Verschleiß zu schützen. In diesen Fällen bietet BorTec die perfekte Lösung. Die EKABOR® Technologie erhöht den Verschleißschutz von unlegierten und niedrig legierten Stählen durch Borierung. Darüber hinaus erhöhen Borocoat® Diffusionsschichten die Schichthärte und verbessern die Beständigkeit gegen abrasiven und adhäsiven Verschleiß von Stahl. Für weitere Informationen über unsere Produkte, zögern Sie nicht uns zu kontaktieren!
