Bronze

Tinbronze og fosforbronze

Disse legeringer af kobber og tin var de første metalliske legeringer, som mennesket udviklede for ca. 4.000 år siden, og de blev brugt til mønter, våben, værktøj, smykker og ornamenter. De revolutionerede den måde, mennesket levede på, hvilket førte til, at arkæologerne kaldte perioden for bronzealderen.

I moderne tid er der udviklet smedebronzestoffer med 4-8 % tin, som er hårdere, stærkere og stivere end smedebronzestoffer, og som i bånd- og trådform fremstilles med en kombination af høj flydespænding og god korrosionsbestandighed. Tilsætning af små mængder (0,01-0,45%) fosfor øger hårdheden, trætheden og slidstyrken, hvilket fører til deres anvendelse i applikationer som fjedre, bælge, fleksible slanger, fastgørelseselementer, murerbefæstelser, aksler, ventilspindler, tandhjul og lejer.

Legering af elementer med kobber, i dette tilfælde tin og fosfor, kan resultere i en lavere elektrisk ledningsevne sammenlignet med rent kobber. Den mest udbredte fosforbronze til elektriske formål indeholder 0,2 % fosfor og 5 % tin og har en elektrisk ledningsevne på 15 % IACS (kobber er 100 % IACS). Kombinationen af høj flydespænding, som giver en god kontaktkraft, og god korrosionsbestandighed gør imidlertid denne bronze ideel til en lang række små elektriske stik, afbrydere, strømførende fjedre og rotorstænger. Disse egenskaber bibeholdes ved høje driftstemperaturer.

Krøget blyholdig fosforbronze (3-4 % bly) kombinerer ovennævnte egenskaber med fremragende bearbejdelighed og betydelig selvsmøring, selvsiddende og justering i lejeanvendelser samt fremragende modstandsdygtighed over for beslaglæggelse. Anvendelsesområderne omfatter trykskiver, lejebøsninger, knastaksler, koblingsplader, kompliceret bearbejdede fastgørelseselementer og andre drejede dele, ur- og instrumentdele, tandhjul, tandhjul, pinions, pumpe- og ventilspindler og graverede komponenter.

Fosforbronzer med højere tinindhold fås i alle de almindelige støbeformer. De har op til 13% tin og 2,5% bly (for bearbejdelighed) og nikkel (for styrke og hårdhed) og anvendes i vid udstrækning til lejer og tandhjul.

Bell Metal
En fosforbronze med 20 til 24% tin har i århundreder været anvendt til sandstøbning af klokker af alle typer, f.eks. kirkeklokker, håndklokker og skibsklokker. Klokkerne bliver omhyggeligt bearbejdet og poleret for at give de nøjagtige toner, der kræves. I atmosfæren vil klokkerne langsomt patinere, hvilket beskytter overfladen mod yderligere korrosion, hvilket fører til en meget lang levetid.

Aluminiumbronze

Dette er en legering af kobber med 5-12% aluminium, nogle med tilsætning af jern, nikkel, mangan og silicium, som fås i støbt og smedet form. De er stærkere end messing eller tinbronze og har en bedre korrosionsbestandighed på grund af en hård, fastsiddende, beskyttende aluminiumoxidfilm (Al2O3). De har en attraktiv gylden farve med meget lidt anløbning med tiden. Aluminiumbronzestoffer anvendes især til havvandsanvendelser, f.eks.:

• Fæsteelementer
• Pumper og ventilkomponenter
• Rørfittings
• Varmevekslere
• Lagre
• Propeller.

Til marine anvendelser opfylder de de krævende Def Stan (Defence Standard) specifikationer (tidligere Naval Engineering Standard – NES) og anvendes i vid udstrækning til MOD-applikationer.

Holdbarheden og den gyldne farve gør aluminiumbronze til et attraktivt tilbud til arkitekter, f.eks. som støbte opretstående balustrader til Sackler Crossing i Kew Gardens i London. Den legering, der blev anvendt til dette projekt, var CuAl8Fe3; balustrene blev poleret til den ønskede finish og voksbehandlet på stedet.

Nikkelaluminiumbronze
Af aluminiumbronze-legeringerne er nikkelaluminiumbronze-gruppen den mest udbredte. Disse legeringer har høj styrke og er modstandsdygtige over for korrosion, slid og galling, og de er blevet tilpasset gennem tiden for at optimere ydeevnen. De kan give en kombination af egenskaber, der tilbyder et økonomisk alternativ til andre typer af legeringssystemer, og deres anvendelsesområder omfatter landingsstellejer i kommercielle fly.

Den CDA-publikation Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers giver praktisk vejledning til ingeniører, der ønsker at specificere, designe eller producere nikkelaluminiumbronzekomponenter til marine, luft- og rumfart og andre sektorer.

Klik her for at se publikationssiden, hvor de enkelte afsnit kan downloades.

Klik her for at downloade den i sin helhed.

Siliciumbronze

Dette er en legering af kobber med 3% silicium og 1% mangan. Den har en god kombination af styrke, duktilitet, korrosionsbestandighed og svejsbarhed. Den anvendes i arkitektoniske anvendelser som:

• Dørbeslag
• Railings
• Kirkedøre
• Vinduesrammer
• Hængsler
• Vægbindere
• Murbindere
• Befæstigelsesmateriale til marineanvendelser.

Legeringen er en stor favorit blandt billedhuggere og metalsmede på grund af dens bearbejdelighed, lang levetid og attraktive gyldne bronzefarve.

Siliciumbronze anvendes også i vid udstrækning til marine hardware og fastgørelseselementer såsom bolte, klemmer, skruer, møtrikker, nitter og U-bolte.

Manganbronze og arkitektonisk bronze

Med hensyn til sammensætning er disse legeringer messing, men de har fået navnet “bronze” på grund af deres farver. Manganbronze CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) er en messing, der anvendes til arkitektoniske formål, hvor manganen fører til dannelsen af en attraktiv chokoladebrun farve.

Tegningen “arkitektonisk bronze” anvendes undertiden om en blyholdig aluminiumsmessing CuZn41Pb1Al (CW620N), der på grund af aluminiumet udvikler en attraktiv gylden glans. Som alle messinglegeringer kombinerer denne legering lang levetid med en æstetisk appel, der forbedres med tiden og giver en følelse af luksus og prestige til enhver bygning, både inde og ude. Den fås som profiler og rektangulære stænger og anvendes til vinduesrammer, beklædning, døre og facadebeklædning. Det afsluttes normalt ved voksbehandling for at bevare udseendet.