Schwarzfärben bleifreier Messingoberflächen

In der Literatur gibt es zahlreiche Verfahren und Rezepte, um Buntmetalle zu färben [1]. Die von Ihnen beschriebene Beize deutet auf folgende Rezeptur hin:

Ammoniak: NH₄OH, 1 L

Kupfercarbonat: CuCO₃ 200 g

Sie arbeitet i. d. R. bei Raumtemperatur und erzeugt eine schwarze bis blauschwarze Färbung. Es muss immer ein Überschuss von Kupfercarbonat vorhanden sein, der sich auf dem Boden absetzt. Bei unzureichender Färbung wird die Temperatur erhöht, wodurch allerdings der Verbrauch von Ammoniak ansteigt. Hinzu kommt natürlich die Geruchsbelästigung.

Was uns stutzig macht, ist der große optische Unterschied zum bleihaltigen Messing. Solche Messingsorten sind Ausscheidungslegierungen. Das Blei liegt ungelöst im Messing vor, ist somit nicht gleichmäßig wie Kupfer und Zink verteilt, weshalb eine gleichmäßige Schwarzfärbung aufgrund der Bleiverteilung unrealistisch erscheint.

Es gibt in der Tat Schwarzfärbungen mit Blei, sog. Lüstersude. Diese basieren allerdings auf Bleiacetat, Natriumthiosulfat und – je nach Rezept – auf Kaliumhydrogentartrat (Weinstein). Mit dem Lüstersud erhält man eine ganze Reihe unterschiedlicher Farben, da sich das Bleisulfid in Schichten wachsender Dicke auf der Metalloberfläche abscheidet und Interferenz nach Art der Anlauffarben auslöst. In den Sud eingetauchte Messing- oder Tombakteile nehmen nach wenigen Sekunden zunächst eine tiefgoldgelbe Färbung an, die auch als so genannte Falschvergoldung bekannt ist. Dabei muss der Sud ständig in Bewegung sein. Bei längerer Expositionszeit erscheint eine hellrote, danach violette und schließlich dunkelblaue Färbung, weshalb der Lüstersud häufig auch als Blausud bezeichnet wird. Wird die Tauchzeit noch weiter verlängert, entsteht schließlich eine hellblaue beziehungsweise graue Farbe. Da sich die Überzüge bei längerer Lagerung an der Luft verändern, sollten sie zusätzlich mit einem transparenten Lack geschützt werden.

Bezogen auf Ihr Problem schlagen wir zunächst vor, mit den Parametern Zeit, Temperatur und Kupfercarbonatkonzentration zu arbeiten. Möglicherweise wurde am Messing nicht nur das Blei entfernt, sondern auch das Kupfer zu Zink Verhältnis verschoben, weshalb die Färbung länger dauert und neue Parameter ermittelt werden müssen. Auf die Umstellung auf ein Lüstersud-Verfahren raten wir ab, da wir davon ausgehen, dass es kontraproduktiv ist, das bleifreie Messing mit einer bleihaltigen Schicht zu versehen.

Die meisten Schwarzfärbeverfahren beruhen auf der Bildung von Kupfer(II)oxid (CuO), außerdem dem vorhin genannten Lüstersud und Verfahren mit Silbernitrat. Wenn die Anpassung der Parameter nicht ausreicht, wird Ihnen nichts anderes übrig bleiben, als auf ein anderes Verfahren auszuweichen. Da Blei ausscheidet, bleiben nur noch Verfahren übrig, die CuO bilden oder AgNO₃ enthalten. In [1] erhalten Sie zahlreiche Rezepte. Alternativ bieten die meisten Chemielieferanten entsprechende Verfahren.

Literatur

[1] Rezepte für die Metallfärbung, O. P. Krämer / T. W. Jelinek, Eugen G. Leuze Verlag, ISBN 978-3-87480-232-1