Bronze: Definition, Zusammensetzung, Legierungen & Unterschiede zu Messing
Bronze: Definition, Zusammensetzung und gängige Legierungen (Aluminium-, Blei-, Silizium-, Phosphor-Bronze). Unterschiede zu Messing, Eigenschaften und typische Anwendungen erklärt.
Bronze ist eine Metalllegierung, deren Hauptbestandteil in der Regel Kupfer ist. Klassischerweise wird der Kupferanteil mit etwas Zinn legiert (gewöhnlich zwischen etwa 5 % und 20 % Zinn), um Festigkeit, Härte und Gießbarkeit zu erhöhen. In der Praxis bezeichnet der Begriff „Bronze“ meist Legierungen, bei denen Kupfer die dominante Komponente ist; wenn ein zweiter Name vor oder nach „Bronze“ steht (z. B. „Aluminium-Bronze“), weist dieser auf das jeweils zusätzlich verwendete Element hin.
Zusammensetzung und Varianten
Die Zusammensetzung von Bronze ist sehr variabel und wird gezielt an die vorgesehenen Eigenschaften angepasst:
- Zinnbronzen (klassische Bronzen): Kupfer mit 5–20 % Zinn. Sie sind gut gießbar, verschleißfest und korrosionsbeständig.
- Phosphorbronzen: Kleine Zusätze von Phosphor (häufig zusammen mit Zinn) verbessern die Festigkeit, das Federverhalten und die Verschleißfestigkeit; Verwendung z. B. für Federn, Lager und elektrische Kontakte.
- Aluminiumbronzen: Durch Aluminium als Hauptlegierungselement wird die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit (insbesondere in Meerwasser) erhöht; sie sind härter als viele Zinnbronzen.
- Siliziumbronzen: Silizium verbessert die Gießbarkeit und Korrosionsbeständigkeit; verwendet z. B. in Kunstguss und maritimen Anwendungen.
- Bleibronzen: Kleine Bleizusätze erhöhen die Zerspanbarkeit und werden bei Teilen eingesetzt, die leicht bearbeitet werden müssen (z. B. in der Maschinenbranche).
- Aluminium-Bronze
- Bleibronze
- Silizium-Bronze
- Phosphor-Bronze
Eigenschaften
Bronze zeichnet sich durch eine Kombination aus mechanischen und chemischen Eigenschaften aus, die sie für viele Anwendungen geeignet macht:
- Mechanisch: Gute Festigkeit und Verschleißfestigkeit, je nach Legierung zäh bis hart.
- Korrosionsbeständigkeit: Sehr gute Beständigkeit gegenüber atmosphärischer Korrosion; bestimmte Bronzen (z. B. Aluminiumbronzen) sind auch seewasserbeständig.
- Gute Gießbarkeit: Viele Bronzen lassen sich ausgezeichnet gießen, weshalb sie häufig für Gussteile verwendet werden.
- Elektrische und thermische Leitfähigkeit: Schwächer als reines Kupfer, aber in vielen Anwendungen ausreichend.
- Patina: Bronze bildet im Laufe der Zeit eine charakteristische Oberfläche (Patina), die metallisch-braun bis grünlich sein kann und oft als schützend wahrgenommen wird.
- Schmelzbereich: Der Schmelzbereich hängt von der Legierung ab, liegt aber typischerweise im Bereich von etwa 800–1.000 °C.
Unterschiede zu Messing
Bronze wird oft mit Messing verwechselt. Wichtige Unterschiede sind:
- Grundlegende Zusammensetzung: Bronze ist meist eine Kupfer-Zinn-Legierung, Messing ist eine Kupfer-Zink-Legierung (Zink).
- Farbe: Messing ist oft heller, gelbgoldener; Bronze erscheint rötlich-brauner bis bräunlich-grünlich bei Patina.
- Eigenschaften: Bronze ist in vielen Varianten verschleißfester und beständiger gegen bestimmte Korrosionsarten (z. B. Meerwasser) als normales Messing; Messing ist dagegen meist besser zerspanbar und hat oft eine bessere elektrische Leitfähigkeit.
- Anwendungen: Messing wird häufig für Armaturen, Zierbeschläge und Leitungen verwendet; Bronze für Lager, Buchsen, Skulpturen, Münzen, Waffenkomponenten und maritime Bauteile.
Verwendung
Bronze hat ein sehr weites Anwendungsspektrum:
- Kunst und Skulptur: Wegen guter Gießbarkeit und attraktiver Patina.
- Maschinenbau: Lagerbuchsen, Gleitlager, Zahnräder und Druckgussteile.
- Schiffbau und Meerestechnik: Schrauben, Propeller, Beschläge – besonders aluminiumlegierte Bronzen.
- Elektrik/Elektronik: Kontakte und Federn (z. B. Phosphorbronze).
- Münzprägung und Medaillen: Traditionell wegen Beständigkeit und Aussehen.
Herstellung, Verarbeitung und Recycling
Bronze wird überwiegend im Gussverfahren hergestellt (Sandguss, Feinguss). Je nach Legierung sind auch Schmieden, Walzen und Kaltumformung möglich. Viele Bronzelegierungen lassen sich gut löten und schweißen (mit speziellen Verfahren).
Bronze ist gut recycelbar: Altmetall kann wieder eingeschmolzen und zur Herstellung neuer Legierungen verwendet werden, was ökologisch und ökonomisch vorteilhaft ist.
Pflege und Korrosionsschutz
Die natürliche Patina schützt Bronze größtenteils vor weiterer Korrosion; bei denkmalpflegerischen oder ästhetischen Anforderungen werden oft Reinigungs- und Versiegelungsverfahren angewendet. In aggressiven Umgebungen (z. B. Industrieatmosphäre) kann eine gezielte Oberflächenbehandlung sinnvoll sein.
Zusammenfassung
Bronze ist eine vielseitige Kupferlegierung, deren Eigenschaften stark von der Wahl der Zusatzmetalle (z. B. Zinn, Aluminium, Silizium, Phosphor, Blei) abhängen. Im Gegensatz zu Messing, das Zink als Hauptlegierungselement hat, wird Bronze aufgrund ihrer Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit in vielen technischen und künstlerischen Bereichen geschätzt.
Geschichte
Bronze war die erste Legierung, die von Menschen verwendet wurde. Die erste Nation, die Bronze verwendete, war Ägypten etwa 3500 Jahre vor Christus. Dies gab der Bronzezeit ihren Namen.
Bronze ist stärker als Kupfer oder Zinn allein. Bronze hält länger als Kupfer. Reines Kupfer kann durch Luft und auch durch Wasser oxidiert werden. Wenn Kupfer durch Luft oder Wasser oxidiert wird, färbt es sich grün (die Farbe von "Kupferoxid") und fällt auseinander.
Als die Menschen lernten, Eisen herzustellen und zu bearbeiten, endete die Bronzezeit, und die Eisenzeit begann. Eisen kann härter gemacht werden als Bronze, ist aber anfällig für Korrosion (siehe Rost). Eisen nutzt sich auch schneller ab als Bronze, wenn verschiedene Teile gegeneinander bewegt werden. Eisen ist sehr verbreitet und leicht herzustellen. Aus diesem Grund kostet Eisen weniger als Bronze. Aus diesem Grund wird Eisen heute dort eingesetzt, wo früher Bronze verwendet wurde.
Heute verwenden
Bronze wird immer noch zur Herstellung vieler Teile von Maschinen verwendet. Wir verwenden Bronze, wenn das Teil lange Zeit in der Nähe von Wasser und Luft halten muss oder sich nicht abnutzen darf. Die wichtigsten Dinge, die daraus hergestellt werden, sind Pumpenteile, Lager, Glocken, elektrische Komponenten, Getriebe, Ventile und andere Dinge.
Bronzeteile werden normalerweise in einer Gießerei gegossen. Nachdem sie gegossen wurden, können Bronzeteile auch in einer Dreh- oder Fräsmaschine bearbeitet oder gebohrt werden. Bronze wird normalerweise nicht wie Eisen mit einem Hammer bearbeitet.
Bilder
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Stück Bronze
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Teil eines Bronze-Porträts von Marcus Aurelius
Fragen und Antworten
F: Woraus besteht Bronze?
A: Bronze besteht hauptsächlich aus Kupfer und einer kleinen Menge Zinn.
F: Warum wird der Bronze Zinn zugesetzt?
A: Zinn wird der Bronze zugesetzt, um sie stärker zu machen.
F: Was ist eine Legierung?
A: Eine Legierung ist eine Mischung aus zwei oder mehr Metallen.
F: Welche anderen Arten von Bronze gibt es?
A: Andere Arten von Bronze sind Aluminiumbronze, verbleite Bronze, Siliziumbronze und Phosphorbronze.
F: Wie unterscheidet sich Bronze von Messing?
A: Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn, während Messing eine Legierung aus Kupfer und Zink ist.
F: Wie viel Zinn wird Bronze normalerweise zugesetzt?
A: In der Regel werden der Bronze zwischen 5% und 20% Zinn zugesetzt.
F: Was ist der Hauptbestandteil von Bronze?
A: Kupfer ist der Hauptbestandteil von Bronze, dem eine kleine Menge Zinn zugesetzt ist.
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