Oxidieren
Doppelhärten ist eine leistungsstarke Wärmebehandlung für Stahl, die eingesetzt wird
Beim Oxidieren von Stahl einem bewährten Verfahren der Wärmebehandlung, wird gezielt eine dünne, dichte Oxidschicht auf der Oberfläche eines Werkstücks erzeugt. Diese Schicht schützt den Stahl vor Korrosion, verbessert das Verschleißverhalten und sorgt für eine gleichmäßige, dunkelgraue bis tiefschwarze Oberfläche. Das Verfahren ist wirtschaftlich, maßhaltig und besonders für funktionale Industriebauteile geeignet.
Beim Oxidieren wird das Bauteil in einem Ofen auf Temperaturen zwischen 350 °C und 550 °C erhitzt. Gleichzeitig ist die Oberfläche einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, die meist aus Luft oder Wasserdampf besteht. Durch die chemische Reaktion des Eisens mit dem Sauerstoff entsteht eine fest haftende Oxidschicht aus Eisenoxid (Magnetit). Diese Schicht ist sehr dünn, verändert die Abmessungen des Bauteils nicht und bietet dennoch wirksamen Schutz vor Rost.
Neben dem Korrosionsschutz verbessert die Oxidschicht auch die Gleit- und Einlaufeigenschaften von Bauteilen. Dadurch eignet sich das Oxidieren besonders für bewegte oder mechanisch beanspruchte Komponenten, bei denen Reibung und Verschleiß reduziert werden sollen.
In der Praxis unterscheidet man zwischen Voroxidieren und Nachoxidieren. Das Voroxidieren wird vor dem Nitrieren oder Nitrocarburieren eingesetzt und dient dazu, die Oberfläche des Stahls zu aktivieren. Die dabei entstehende Oxidschicht ist nur wenige Nanometer dick und unterstützt einen gleichmäßigen Ablauf der nachfolgenden Wärmebehandlung. Das Nachoxidieren erfolgt meist im Anschluss an diese Verfahren. Hier füllt die Oxidschicht feinste Poren in der Oberfläche, was den Rostschutz weiter erhöht und die tribologischen Eigenschaften verbessert. Die ideale Schichtdicke liegt dabei unter 1 Mikrometer, um eine stabile Haftung sicherzustellen. Zu „dicke“ Oxidschichten können ihre Haftung verlieren und bei mechanischer Belastung abblättern oder abgerieben werden.
Das Oxidieren ist für viele unlegierte und niedriglegierte Stähle geeignet und wird häufig mit einer Nitrierbehandlung kombiniert. Ausgenommen sind hochlegierte Stähle mit einem Chromgehalt über 12 Prozent, da sie andere Oxidschichten bilden. Insgesamt bietet das Oxidieren eine ideale Kombination aus Schutz, Funktionalität und ansprechender Optik.