Mit zunehmendem Gehalt an Legierungselementen können zusätzliche harte und spröde Phasen auftreten. Daher beträgt die Zulegierung mit einer Zusatzkomponente in der Regel nicht mehr als 0,5 - 3 % (siehe Tabelle der Messingsorten).

Die Phasenzusammensetzung bestimmt die Zugehörigkeit zur Klasse der Guss- oder Schmiedemessinge, die Möglichkeit zur Herstellung verschiedener Halbzeuge und deren Eigenschaften. Weitere Informationen zur Struktur von Messing - Struktur und Eigenschaften von Legierungen .

Einfaches Messing .

Die Härte, Streckgrenze, Zugfestigkeit und Duktilität einfacher Messinge sind höher als die von Kupfer. Im Allgemeinen nehmen diese Indikatoren mit zunehmendem Zinkgehalt zu. L68 hat die beste Duktilität (die größte Ziehtiefe bei Blechen, die größte Anzahl an Biegungen bei Draht). In L63-Menge? -Phase ist unbedeutend und hat kaum Einfluss auf die Plastizität von L63 und seine Fähigkeit, durch Druck bei niedrigen Temperaturen verarbeitet zu werden, erfordert jedoch die strikte Einhaltung des Kühlregimes.

Alle Arten von Walzmetall werden aus einfachem Messing hergestellt. Alle Rohmessinge haben gute Gießeigenschaften und können zur Herstellung von Gussteilen verwendet werden. Einfaches Messing hat wie Kupfer keine reibungsmindernden Eigenschaften.

Spezialmessing .

Spezialmessinge weisen im Vergleich zu einfachen Messingen eine höhere Festigkeit und eine bessere Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer größeren Anzahl von Medien auf. Die meisten Sondermessinge haben gute Gleiteigenschaften.

Viele von ihnen sind beständig gegen Meerwasser (Zinn, Aluminium, Silizium, Mangan), überhitzten Dampf (Mangan-Messing) usw. Einige von ihnen kombinieren hervorragende Korrosionseigenschaften mit guten Gleiteigenschaften (LK65-1,5-3, LO90-1, LZhMts59-1-1). Die besondere Beständigkeit einzelner Messinge gegenüber bestimmten Umgebungen und bestimmten Betriebsbedingungen bestimmt den Umfang ihrer primären Verwendung. Beispielsweise werden Zinnmessinge als „Marinemessinge“ bezeichnet.

Am gebräuchlichsten ist Bleimessing. Ihre Haupteigenschaft ist eine hervorragende Bearbeitbarkeit. Dies äußert sich in der Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Werkstücken bei geringem Werkzeugverschleiß. Dabei entstehen kleine lose Späne, die die Sauberkeit der bearbeiteten Oberfläche und eine minimale Aushärtung beim Schneiden bestimmen. Dies bestimmt die Verwendung von Bleimessing zur Herstellung von Kleinteilen für die Feinmechanik.Ihre negative Seite ist die geringe Schlagfestigkeit und die geringe Biegefestigkeit bei Vorhandensein einer Kerbe. Das am häufigsten verwendete Bleimessing ist LS59-1.

Messing LS63-3 weist die beste Bearbeitbarkeit auf. In diesem Zusammenhang wird die Zerspanbarkeit von Nichteisenmetallen und Kohlenstoffstählen beurteilt (in Prozent).

Fast alle Messinge sind gute Konstruktionswerkstoffe bei niedrigen Temperaturen. Ebenso wie Kupfer behalten sie ihre Duktilität und werden beim Abkühlen auf Heliumtemperaturen nicht spröde.

Aufgrund höherer Rekristallisationstemperaturen (300–370 °C).) ist das Kriechen von Messing bei hohen Temperaturen geringer als das von Kupfer. In der mittleren Temperaturzone (200–600 °C). ) Bei Messing wird das Phänomen der Sprödigkeit beobachtet. Es ist mit der Bildung spröder interkristalliner Schichten aus bei niedrigen Temperaturen unlöslichen Verunreinigungen (Blei, Wismut) verbunden. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Schlagzähigkeit von Messing ab.

Einige Parameter der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der gängigsten Messinge (im Vergleich zu Kupfer) sind in der Tabelle aufgeführt:

Mechanische Eigenschaften von Walzmessing

Fast alle Arten von Walzprodukten werden aus Messing hergestellt.

Messingstangen(rund, sechseckig und quadratisch) werden gemäß GOST 2060-2006 hergestellt. Die Bewertungen und Zustände von Ruten verschiedener Marken sind in der Tabelle aufgeführt.

Die Abbildung zeigt die Werte der Hauptparameter der mechanischen Eigenschaften für Stäbe aus mehreren Messingmarken und zum Vergleich aus Kupfer (rechte Seite der Abbildung).

Die Abbildung zeigt deutlich, wie viel härter und fester Messing als Kupfer ist.

Unter den halbharten Stäben weisen Stäbe aus LZhMts59-1-1 und LMts58-2 die höchste Härte und Zugfestigkeit auf. Sie kombinieren hervorragende mechanische Eigenschaften mit guten Gleiteigenschaften und erhöhter Korrosionsbeständigkeit unter atmosphärischen Bedingungen und im Meerwasser. LS63-3-Messing im festen Zustand weist die größte Festigkeit und Härte auf, ist jedoch sehr spröde. Wie die meisten Messinge haben sie einen relativ begrenzten Anwendungsbereich, der auf einer Kombination spezifischer mechanischer, korrosionsbezogener oder technologischer Eigenschaften einer bestimmten Messingmarke basiert. Sie werden auf Bestellung hergestellt und sind praktisch nie auf dem freien Markt zu finden.

Gepresste, massive und halbmassive Stäbe aus Billigmessing LS59-1 (Kreise und Sechsecke) und Kreise aus L63 werden in Massenproduktion hergestellt.

Flachgewalztes Messing allgemeiner Zweck wird in Form von Folien, Bändern, Blechen und Platten gemäß GOST 2208-2007 aus Messing in einem Dutzend verschiedener Qualitäten in verschiedenen Lieferzuständen (warmgewalzte und kaltverformte Produkte) hergestellt. Allerdings stehen von allen möglichen Sorten nur Flachwalzprodukte ab L63 und in geringerem Umfang ab LS59-1 zum freien Verkauf zur Verfügung. Die Vermietung anderer Marken erfolgt auf Bestellung.

Nachfolgend finden Sie Histogramme, die einen allgemeinen Überblick über die mechanischen Eigenschaften von Blechen aus L63, LS59-1 und zum Vergleich Kupfer geben.

In Bezug auf Zugfestigkeit und Härte ist L63 Kupfer deutlich überlegen, LS59-1 jedoch unterlegen. Die hohe Härte kaltverformter Bleche aus LS59-1 bei guter Verschleißfestigkeit bestimmt ihren Einsatz als Führungen in Werkzeugmaschinen.

Die Parameterwerte für L68 werden im Histogramm nicht angezeigt, da sie praktisch mit denen für L63 übereinstimmen. Dennoch weisen Platten und Bänder aus L68 eine bessere Duktilität auf. Bleche und Bänder dieser Marke werden zur Herstellung von Teilen durch Kaltprägen und Tiefstanzen verwendet, inkl. zur Herstellung von Patronenhülsen, weshalb es oft auch Patronenmessing genannt wird.

Die Plastizität wird nicht so sehr durch den Wert der relativen Zugdehnung bestimmt (dieser Indikator ist für L68 und L63 gleich), sondern vielmehr durch technologische Tests. Basierend auf ihren Ergebnissen werden die Anzahl der Biegungen (für Draht), der minimale Biegeradius und die Extrusionstiefe mit einem Stempel (für Bänder und Platten) ermittelt, bei der die Probe noch nicht zerstört ist.

In Bezug auf die Extrusionstiefe der Bänder (ohne das Auftreten von Rissen und Rissen) ist L68 L63 und insbesondere Kupfer überlegen. Dieser Unterschied nimmt mit zunehmender Banddicke zu. Für diese Messinge ist das Strangpressen nicht nur im weichen, sondern auch im verformten Zustand möglich.

Messingrohre Allzweckprodukte werden kaltverformt (L63, L68) und gepresst (L63, LS59-1, LZhMts59-1-1) gemäß GOST 494-90 hergestellt. Spezialrohre werden aus vielen Messingqualitäten nach unterschiedlichen Spezifikationen hergestellt. Weit verbreitet sind Kesselrohre aus L63 oder L68, wobei letzteres aufgrund der besseren Korrosionsbeständigkeit von L68 vorzuziehen ist. Günstige Rohrrohlinge werden aus LS59-1 im Stranggussverfahren hergestellt.

Messingdraht hergestellt aus L80, L68, L63 und LS59-1 (GOST 1066-90). L63-Draht wird in Massenproduktion (in weichem, hartem und halbhartem Zustand) mit einem Durchmesser von 0,1 bis 12 mm hergestellt. L63-Draht wird für Nieten und als Lot verwendet. L63-Drähte mit erhöhter Präzision werden als Elektroden in Funkenerosionsmaschinen verwendet.

Die Verfügbarkeit von Walzmessing auf Lager finden Sie auf der Seite „Messingstangen, Bleche, Drähte“

Im Allgemeinen weisen Messinge im Vergleich zu Kupfer eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf. Allerdings sind Halbzeuge im kaltverformten Zustand (auch nach dem Schneiden) aus einfachen und vielen Sondermessingen anfällig für Korrosionsrisse. Am empfindlichsten gegenüber Korrosionsrissen sind L68 und L63. Mit steigender Temperatur nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit stark zu. Diese Art der Korrosion ist bei dünnwandigen Produkten am zerstörerischsten.

Die Hauptursache für Korrosionsrisse sind Eigenzugspannungen im Metall. Auslösende Faktoren sind das Vorhandensein von Feuchtigkeit, Spuren von Ammoniak und Schwefeldioxid in der Atmosphäre. Dieses Phänomen wird saisonal genannt, weil es hängt von der Luftfeuchtigkeit ab und seine Intensität variiert zu verschiedenen Jahreszeiten. Um diesem Phänomen vorzubeugen, werden Halbzeuge und Produkte nach der Verarbeitung einem Tieftemperaturglühen unterzogen, was inneren Stress lindert.

Natürlich weisen verschiedene Messinge in den gleichen Umgebungen unterschiedliche Korrosionsbeständigkeitsgrade auf. Besondere Beständigkeit einzelner Messinge gegenüber bestimmten Umgebungen und Betriebsbedingungen (Ruhezustand oder Strömung, Belüftung, Auswirkungen Umgebung) bestimmt den Umfang ihrer Anwendung.

Die allgemeinen Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit von Messing sind wie folgt:

Messing stabil in den folgenden Umgebungen (bei normalen Temperaturen):

Luft, inkl. nautisch

Trockener Dampf bei niedrigen Geschwindigkeiten (Sauerstoff, Kohlendioxid und Ammoniak beschleunigen die Korrosion)

Süßwasser (Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Chloride, Säuren beschleunigen die Korrosion)

Im Meerwasser bei niedrigen Wassergeschwindigkeiten

Trockene Halogengase

Frostschutzmittel, Alkohole, Freone

Relativ Stabil:

Alkalien ohne Rühren

Messing instabil in folgenden Umgebungen:

Nasser Sattdampf bei hohen Geschwindigkeiten

Minengewässer

Oxidationslösungen, Chloride

Mineralsäuren

Schwefelwasserstoff

Fettsäure

Kontaktkorrosion: Messing sollte nicht in Kontakt mit Eisen, Aluminium, Zink verwendet werden, weil es wird sich schnell verschlechtern.

Vergleich der Eigenschaften von L63 und LS59-1

Die Praxis zeigt, dass viele Verbraucher die Unterschiede zwischen den beiden gängigsten Messingmarken – LS59-1 und L63 – nicht kennen. Deshalb finden Sie hier die Antworten auf die am häufigsten gestellten Fragen.

1 . Die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit dieser Messinge sind gleich.

2 . Diese Messinge unterscheiden sich nicht dadurch, dass sie unterschiedliche Kupfergehalte haben, sondern weil Blei in LS59-1 enthalten ist. Dank Blei schärft LS59-1 perfekt unter Bildung kleiner loser Späne.

3 . L63 lässt sich schlechter schneiden als LS59-1, aber besser als die meisten Bronzen, Duraluminium und Kupfer, d. h. Es lässt sich problemlos drehen, es hat lediglich unterschiedliche Chips.

4 . Unter vergleichbaren Bedingungen sind Ruten aus LS59-1 nicht viel härter und stärker als L63. Wenn jedoch Kerben vorhanden sind, kommt es bei Stäben aus LS59-1 bei seitlicher Belastung leicht zum Sprödbruch. Schlagfestigkeit LS59-1 (5-6) ist viel geringer als für L63 (14). Aus diesen Gründen können Teile aus L63 unter bestimmten Betriebsbedingungen zuverlässiger sein als Teile aus LS59-1.

5 . L63 lässt sich leicht durch Kaltpressen verarbeiten. Der Unterschied in der Duktilität wird durch ein einfaches Experiment deutlich: Draht aus L63 lässt sich leicht glätten und Draht aus LS59-1 reißt nach 2-3 Hammerschlägen. Dies unterscheidet L63 von LS59-1 und bestimmt die Verwendung von L63 für die Herstellung von Teilen, die zusätzlich zum Drehen und Fräsen eine zusätzliche Umformung durch Druck erfordern.

6 . Die hohe Duktilität ermöglicht die Verwendung von L63-Draht zur Herstellung von Nieten.

7 . Als Lot werden L63-Stäbe und -Drähte verwendet.

8. LS59-1 verfügt über gute Gleiteigenschaften und kann in Gleitlagern eingesetzt werden, die bei niedrigen spezifischen Drücken und hohen Geschwindigkeiten arbeiten.

9 . Kaltgeformte Bleche aus LS59-1 weisen eine hohe Härte auf. gepaart mit hoher Verschleißfestigkeit ermöglichen sie den Einsatz als Führungen in Werkzeugmaschinen.

Messing wird mit dem Buchstaben „L“ und Bronze mit „Br“ bezeichnet. Dann gibt es Buchstaben, die auf Legierungselemente hinweisen: O – Zinn, C – Zink, Mts – Mangan, Zh – Eisen, F – Phosphor, B – Beryllium, X – Chrom, C – Blei, A – Aluminium, N – Nickel, Su – Antimon usw. Sowohl Bronze als auch Messing werden in Schmiede- und Gussstücke unterteilt, was sich in den Markierungen widerspiegelt.

Bei reinem (unlegiertem) Schmiedemessing gibt die Zahl nach dem Buchstaben „L“ % Cu an. Zum Beispiel L80 – 80 % Cu, Zn – der Rest (20 %). Wenn das verformte Messing mehrkomponentig ist, folgen hinter dem Buchstaben „L“ in einer Reihe die Bezeichnungen aller Legierungselemente. Zum Beispiel LAN59-3-2 (A – Aluminium, N – Nickel). Die erste Ziffer der Marke gibt den Kupferanteil an, die folgenden Ziffern geben den Anteil des Legierungselements in der gleichen Reihenfolge wie die Buchstaben an, der Rest ist Zink. Somit steht LAN59-3-2 für: verformbares Messing mit 59 % Cu, 3 % Al, 2 % Ni, Zn – der Rest. Auch verformbare Bronzen sind gekennzeichnet, lediglich der Kupfergehalt ist nicht angegeben, beispielsweise steht BrOTsS8-4-3 für: verformbare Zinnbronze mit 8 % Sn, 4 % Zn, 3 % Pb, Rest Cu.

Die Kennzeichnung von Messing- und Bronzeguss ist identisch: Nach jedem Buchstaben, der ein Legierungselement angibt, steht eine Zahl – der Prozentsatz dieses Legierungselements. Zum Beispiel LTs35N2ZhA-Messingguss, Zn 35 %, Ni 2 %, Fe bis 1 %, Al – bis 1 %, Cu – Rest. BrA9Mts2 – Aluminiumgussbronze mit 9 % Al? Mn 2 %, Cu – Rest. BrA9Mts2 – Gussaluminiumbronze mit Al 9 %, Mn 2 %, Cu – Rest.

Messing.

In Abb. Abbildung 12.1 zeigt ein Cu-Zn-Diagramm, das zeigt, dass sich bis zu 39 % Zn in Kupfer lösen. In Abb. Abbildung 12.2 zeigt, wie sich die Eigenschaften in Abhängigkeit vom Zinkgehalt von Messing ändern. Man erkennt, dass bei gelöstem Zn nicht nur die Festigkeit, sondern auch die Duktilität von Messing zunimmt (das Maximum tritt bei 30 % Zn auf), einphasige Messinge sind also duktiler als reines Kupfer. Solche Messinge (L96, L90 – Tompak, L80 – Halbtompak, L68 – Patrone (Gehäuse) usw.) werden einer Druckbehandlung unterzogen. Bleche, Rohre, Drähte, Bälge, Musikinstrumente, Rohre für Wärmetauscher usw.

Reis. 12.1 Cu-Zn-Diagramm

Reis. 12.2 Einfluss von Zn auf die mechanischen Eigenschaften von Messingen.

Wenn der Zn-Gehalt mehr als 39 % beträgt, entsteht in Messing eine spröde Phase, während die Festigkeit des Messings am größten wird und die Duktilität abnimmt. Beim Übergang in den einphasigen Bereich nehmen sowohl Festigkeit als auch Duktilität stark ab. Daher werden Messinge nicht mit einem Zn-Gehalt von mehr als 45 % hergestellt (siehe Abb. 12.2). Zweiphasiges Messing wird durch Druck bei Temperaturen über 700 °C verarbeitet, wobei die „-Phase“ ungeordnet ist und ziemlich plastisch wird.

Zweiphasenmessinge werden oft legiert, was die Festigkeit erhöht und die Duktilität verringert.

Blei verbessert die Bearbeitbarkeit (Messing LS60-1 und LS59-1 sind automatisch), Zinn, Nickel, Aluminium und Mangan erhöhen die Korrosionsbeständigkeit. Beispielsweise werden LO70-1 und LO62-1 als „Marine“-Messing bezeichnet, LN65-5 für Kondensatorrohre.

Teile können aus Messing nicht nur durch Druck, sondern auch durch Gießen hergestellt werden: Sie haben eine gute Fließfähigkeit und neigen kaum zur Entmischung, was durch den kleinen Temperaturbereich der Kristallisation erklärt wird (Liquidus- und Soliduslinien liegen sehr nahe beieinander (siehe Abb. Typischerweise sind Gussmessinge mehrkomponentig, und Zusätze verbessern die Gusseigenschaften sowie die Festigkeit und verleihen besondere Eigenschaften (Korrosionsschutz, Reibungsschutz, Hitzebeständigkeit usw.). Dies gilt beispielsweise für Teile für den Schiffbau und den Maschinenbau Hergestellt aus LTs30A3-Messing, Armaturen für Kfz-Hydrauliksysteme aus LTs25S2-Messing, kritische Teile aus LTs23A6ZhZMts-Messing und reibungsarme Teile.

Bronze.

Zinnbronzen sind die ältesten Metall-Legierungen(Bronzezeit). Heutzutage werden Zinnbronzen aufgrund der Zinnknappheit immer seltener verwendet.

Bronzen mit bis zu 4-5 % Sn sind meist einphasig, bei höherem Sn-Gehalt sind sie zweiphasig und haben eine +eutektoide Struktur (+Cu 31 Sn 8). Die chemische Verbindung Cu 31 Sn 8 (-Phase) ist sehr zerbrechlich. In der Praxis werden nur Bronzen mit einem Sn-Gehalt von bis zu 10-12 % verwendet, weil bei höheren Gehalten werden die Legierungen sehr spröde.

Bronze ist legiert: Zn – um die Kosten zu senken, P – verbessert die Gusseigenschaften, Ni – erhöht die mechanischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und die Dichte der Gussteile, verringert die Entmischung, Blei – erhöht die Dichte der Gussteile, verbessert die Bearbeitbarkeit und verleiht Korrosions- und Antioxidantien. Reibungseigenschaften.

Verformbare Bronzen sind in der Regel einphasig und werden zur Herstellung von Stäben, Bändern, Drähten, Federn oder anderen Elementen verwendet. Beispielsweise werden Flach- und Rundfedern aus BrOTs4-3 und Stäbe mit hoher Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie guten Federeigenschaften aus BrOF7-0,2 hergestellt.

Zinnbronzen haben einen diffusen Schrumpfhohlraum, gleichzeitig kopieren die äußeren Umrisse die Form sehr genau, sodass sie für Teile mit sehr komplexen Konfigurationen sowie für künstlerische Gussteile verwendet werden.

a) - Cu-Al-Diagramm

b) - Einfluss der Konzentration

Aluminium bis mechanisch

Eigenschaften von Aluminiumbronzen

a) – Cu-Be-Diagramm

b) – Einfluss der Konzentration

Beryllium für mechanische

Eigenschaften von Berylliumbronzen

Zweiphasenbronzen haben sehr gute Gleiteigenschaften und werden daher zur Herstellung von Lagerschalen, Schneckengetrieben usw. verwendet. Beispielsweise werden Gleitlager aus der Bronze BrO10S10 gegossen, Armaturen und Lagerschalen aus der Bronze BrO5Ts5S5.

Aluminiumbronzen: Da Al kein knappes Metall ist, werden Aluminiumbronzen am häufigsten verwendet. Al löst sich in Kupfer bis zu 9 % (siehe Abb. 12.3), bei einem Gehalt von mehr als 9 % Al tritt in der Legierung ein Eutektoid auf („), wobei „“ die chemische Verbindung Cu 32 Al 9 ist. Einphasige Aluminiumbronze BrA5 ist duktil, wird zur Herstellung von Münzen und Medaillen verwendet und weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.

Zweiphasige Aluminiumbronzen haben eine verringerte Duktilität, aber eine hohe Festigkeit, die erhöht werden kann Wärmebehandlung. Beim Erhitzen wandelt sich das Eutektoid in die -Phase um, die sich bei kritischer Abkühlung in Martensit (eine nadelartige Struktur ähnlich gehärtetem Stahl) verwandelt. Darüber hinaus ist es bei bestimmten Abkühlgeschwindigkeiten möglich, eine gemahlene Eutektoidmischung zu erhalten (ähnlich Troostit und Sorbitol in Stahl).

Bei einem Gehalt von mehr als 11 % Al nimmt die Festigkeit aufgrund der Sprödigkeit ab (Abb. 12.3, b), sodass nicht mehr als 11 % Al zugesetzt werden. Zweiphasenbronzen werden üblicherweise legiert: Eisen verfeinert die Körnung und erhöht die mechanischen und Reibungseigenschaften; Nickel verbessert die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen. Die Bronzen BrAZHN10-4-4 und BrAZHN11-6-6 sind die haltbarsten aller Aluminiumbronzen, weisen gute Gleiteigenschaften und chemische Beständigkeit auf und werden daher zur Herstellung von Teilen für chemische und chemische Zwecke verwendet Nahrungsmittelindustrie, reibende Teile.

Die Gusseigenschaften von Aluminiumbronzen sind schlechter als die von Zinnbronzen, sie liefern jedoch Gussteile mit hoher Dichte und sind langlebiger.

Berylliumbronzen (BrB2, BrBNT1, 9 usw.) enthalten bis zu 2 % Beryllium. Die Grenzlöslichkeit von Beryllium (siehe Abb. 12.4) in Kupfer beträgt 2,7 % und bei 300 0 C – 0,2 %. Beim Erhitzen von Bronze auf eine Härtungstemperatur von 760–780 °C entsteht eine einphasige Lösung, beim Abkühlen in Wasser entsteht eine übersättigte Lösung von Beryllium in Kupfer. Bei einer Alterung von 300-350 0 C für 3 Stunden. Aus der übersättigten Lösung werden dispergierte Partikel der -Phase (Cu Be) freigesetzt, was die Festigkeit (Abb. 12.4, b) und Härte ( = 1250 MPa, = 3-5 %, HB375) stark erhöht. Beryllium ist ein teures und seltenes Metall, der Eigenschaftskomplex dieser Bronzen ist jedoch so hoch, dass ihre Herstellung wirtschaftlich gerechtfertigt ist.

Berylliumbronzen werden im Instrumentenbau zur Herstellung kritischer Federn, Membranen und anderer Federteile verwendet. Es verfügt über chemische Beständigkeit, gute Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit mit Schneidwerkzeugen.

Berylliumbronze funkt nicht und wird daher zur Herstellung verwendet elektrische Kontakte und Schlagwerkzeuge für Arbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen.

Für die Herstellung von Gleitlagern werden Bleibronzen (BrS30, BrS60N2, 5 usw.) verwendet. Blei ist in flüssigem Kupfer praktisch unlöslich, sodass kein Eutektikum gebildet wird und das Kristallisationsintervall mehr als 600 0 beträgt, was zur Entmischung führt. Um dies zu verhindern, muss die Legierung schnell abgekühlt oder legiert werden. Nach dem Erstarren besteht die Legierung aus Kupferkristallen und Bleieinschlüssen. Im Vergleich zu Zinnbronzen ist die Wärmeleitfähigkeit von Br30 viermal höher, sodass es die durch Reibung entstehende Wärme gut abführt.

Aufgrund der geringen mechanischen Eigenschaften ( = 60 MPa, = 4 %) wird Bleibronze in einer dünnen Schicht auf Stahlrohre (Bänder) aufgeschmolzen.

Solche Bimetalllager sind einfach herzustellen, bei Verschleiß leicht auszutauschen und kostengünstiger. Um Kupferkristallite zu verstärken, wird BrS30 mit Sn und Ni dotiert.

Neben Zinn-, Blei-, Aluminium- und Berylliumbronzen werden auch Silizium, Mangan, Antimon, Cadmium und andere Bronzen verwendet.

Metalle und Legierungen sind buchstäblich die Grundlage der menschlichen Zivilisation. Reine Metalle werden nicht sehr oft verwendet nationale Wirtschaft, aber überall werden Legierungen verwendet. Dies ist nicht verwunderlich, da die Legierung die Eigenschaften mehrerer Stoffe im besten Verhältnis vereint. In diesem Artikel geht es um die Herstellung und Verarbeitung der Schmelze, die Vorbereitung des Materials, die Zusammensetzung, die Eigenschaften usw.

Struktur und Chemie Die Zusammensetzung von Messing ist ein sehr wichtiges Thema. Messing ist eine zwei- oder mehrkomponentige feste Lösung – eine Legierung auf Zinkbasis. Messing ist schon seit sehr langer Zeit bekannt, auch im Laufe der Zeit Antikes Rom und wird auch heute noch verwendet. Seine Eigenschaften hängen von seiner quantitativen Zusammensetzung ab.

Die traditionelle Zusammensetzung von Messing besteht zu 70 % aus Kupfer und zu 30 % aus Zink. Zink verbessert die mechanischen und technologischen Eigenschaften der Legierung und senkt gleichzeitig deren Kosten, da es ein erschwinglicheres Metall ist. In der Praxis kommt der Einsatz von Lösungen mit einem Zinkgehalt von mehr als 50 % selten vor.

Messing hat eine sehr schöne goldene Farbe. Ohne eine Schutzschicht – zum Beispiel Lack – dunkelt es jedoch recht schnell nach. Im Ziemlichen große Mengen In manchen Fällen wird diese Eigenschaft nicht als Nachteil gewertet.

Die Legierung wird je nach Zusammensetzung gekennzeichnet. Messing wird durch den Buchstaben „L“ gekennzeichnet, gefolgt von einer Zahl, die den Kupferanteil angibt – zum Beispiel 70. Wenn die Legierung legiert wurde, werden alle Zusätze durch Verringerung ihres Anteils und anschließend die Zusammensetzung angegeben. LAZH60-1-1 bedeutet beispielsweise, dass Messing 60 % Kupfer enthält und dass die Legierung mit Aluminium – 1 % und Eisen – 1 % legiert ist.

In diesem Video erfahren Sie, wie Messing brennt und wie das Material zu Hause geschmolzen wird:

Klassifizierungen basierend auf dem Zinkgehalt

Zusammensetzungen werden nach dem Zinkanteil klassifiziert:

• bei einem Gehalt von 5–20 % wird Messing Rot-Tompak genannt;
• Liegt der Zinkanteil zwischen 20 und 36 %, spricht man von Gelbmessing;
• Als technisch wird eine Legierung mit einem Zinkanteil von 48–50 % bezeichnet.

Bei der Herstellung von Messing werden mehr als 50 % des Zinks aus der Verarbeitung recycelter Materialien gewonnen, sodass die Legierung als recht umweltfreundliches Produkt eingestuft werden kann.

Trennung nach Qualität zusätzlicher Zutaten

Legierungen werden nach Menge und Qualität zusätzlicher Inhaltsstoffe unterteilt.

Zweikomponentig

Zweikomponenten enthalten nur Kupfer und Zink. Dabei werden die Eigenschaften der Legierung stark von der Phasenzusammensetzung beeinflusst. Kupfer kann nicht mehr als 39 % des Zinks lösen. Darüber hinaus nimmt mit steigender Temperatur die Löslichkeit ab und es entsteht nur noch eine einphasige Lösung – die α-Phase. Solche Legierungen werden α-Messinge genannt; sie zeichnen sich durch eine hohe Duktilität aus und sind ziemlich fest, wenn der Zinkanteil 30 % erreicht.

Mit zunehmendem Zinkanteil löst sich ein Teil des Metalls nicht mehr und es entsteht eine zweiphasige Lösung – α + β‘-Messing. Die β’-Phase ist härter, aber auch spröder, sodass diese Legierung fester ist, aber ihre Duktilität verliert.

Dieses Merkmal bestimmt auch die ungewöhnliche Verarbeitungsmethode. Daher wird für die Kaltbearbeitung – geformte Profile, Draht – nur α-Messing verwendet, da seine Duktilität bei niedrigen Temperaturen hoch ist und im Temperaturbereich von +300 bis +700 °C stark abnimmt, sodass eine Verformung von Messing nutzlos ist wenn es erhitzt wird. Allerdings werden α+β’-Lösungen bei hohen Temperaturen verarbeitet.

Mehrkomponentig

Mehrkomponentenzusätze können enthalten:

• Nickel – erhöht die Korrosionsbeständigkeit;
• – verringert die Festigkeit, verleiht aber zusammen mit Blei reibungsmindernde Eigenschaften;
• Blei – nicht mehr als 4 %, verringert die Festigkeit, erleichtert aber die Bearbeitung. Ein solches Messing wird oft als Automatik bezeichnet;
• Eisen – reduziert das Kornwachstum, was die mechanischen Eigenschaften der Legierung verbessert;
• – nicht mehr als eine Aktie. Andernfalls wird die Legierung zu einer der Sorten. Zinn verleiht der Legierung Meerwasserbeständigkeit, weshalb diese Art von Messing auch Seemessing genannt wird;
• Mangan – erhöht die Korrosionsbeständigkeit und fördert die Festigkeit.

Metallproduktion

Da der Hauptbestandteil von Messing Kupfer ist, wird das Material als Kupferlegierung eingestuft. Das Produktionsschema ist recht einfach. Aus technologischer Sicht gestaltet sich der Prozess jedoch als komplex, da er eine sehr strenge Einhaltung der Temperaturbedingungen und der Verarbeitung von Rohstoffen und Werkstücken erfordert.

IN Gesamtansicht So sieht die Legierung aus:

• Kupfer in speziellen Tiegeln schmelzen;
• Einführung von Zink;
• Einführung zusätzlicher Komponenten - Eisen, Nickel;
• in Formen gießen;
• Härten – durch Stempeln oder Ziehen.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Bedingungen für die Gewinnung von Legierungen weitgehend von der Zusammensetzung der Legierung und ihrem Verwendungszweck abhängen.

Unten finden Sie ein Video über das Schmelzen von Messing zu Hause.

Das folgende Video erklärt, wie man Messing zu Hause herstellt und schmilzt:

Technologien

Die Herstellung von Messing sollte mit der Gewinnung von Kupfer aus Kupfererz beginnen. Tatsächlich handelt es sich um einen komplexen polymetallischen Rohstoff, bei dem der Kupferanteil gering ist. Die Hauptbestandteile sind Abfallerz, Eisen und Kupfer. Der erste Schritt bei der Gewinnung von Messing besteht darin, das Kupfer von den anderen Bestandteilen zu trennen.

Erhalt von Rohstoffen

Der Prozess ist äußerst komplex, da sein Ziel darin besteht, Rohstoffe aus einem einzigen Mehrkomponentengemisch in ein heterogenes System aus mehreren Phasen mit unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichen Eigenschaften zu überführen. Erst danach können die Phasen voneinander getrennt und für die weitere Verwendung geeignete Zusammensetzungen erhalten werden. Dabei kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz: In manchen Fällen wird die extrahierte Phase zusätzlich mit dem „Hauptmetall“ angereichert, in anderen hingegen wird sie abgereichert, in anderen greift man auf mechanische Trennmethoden zurück, wenn die Phasen, z Sie unterscheiden sich beispielsweise in der Löslichkeit usw.

Die folgenden zwei Methoden werden am häufigsten verwendet.

• Pyrometallurgisch Die Technologie umfasst die Verarbeitung von Kupfererz mit anschließender Raffination von Blisterkupfer. Es umfasst das Schmelzen, die Umwandlung von Kupferstein, die Feuerraffinierung – im Wesentlichen die Entfernung großer Verunreinigungen – und die elektrolytische Raffination. Letzteres ermöglicht nicht nur die Tiefenreinigung von Kupfer, sondern auch die Extraktion aller damit verbundenen Bestandteile, sofern diese von Wert sind.
• Hydrometallurgisch Die Methode wird bei der Verwendung von minderwertigem Kupfererz angewendet. Sein Wesen beruht auf der Auslaugung – der Wirkung von Schwefelsäure, Eisensulfat. Dazu wird das Erz zerkleinert und in Lösungsmitteln gelöst. Anschließend wird das Kupfer entweder durch Zementierung – die Abscheidung von reinem Kupfer auf Eisen, wofür gewöhnliche Blech- und Drahtabfälle verwendet werden – oder durch Elektrolyse gewonnen.

Auf diese Weise ist es möglich, Kupfer auch aus dem ärmsten Erz vollständig zu gewinnen.

Auch die Gewinnung von Zink hat ihre eigenen Eigenschaften, ist aber im Allgemeinen ein einfacherer Prozess.

Ob es möglich ist, Messing zu Hause zu schweißen und wie es in einer Fabrik hergestellt wird, verraten wir Ihnen im Folgenden.

Methode zur Legierungsherstellung

Das Schmelzen von Messing hängt von der Zusammensetzung der Legierung ab. Dabei müssen sowohl die unterschiedlichen Siedetemperaturen der Metalle als auch die unterschiedlichen Oxidationsfähigkeiten berücksichtigt werden.

• Schmelzen mit reinem Metall– Bei der Verwendung von recycelten Metallen kann die Ladung in beliebiger Reihenfolge geladen werden. Befindet sich reines Metall in der Charge, wird zuerst Kupfer geschmolzen und dann die zirkulierenden Metalle. Zink und, falls vorhanden, werden zuletzt in die auf 100–120 °C vorgeheizte Schmelze eingebracht. Das Schmelzen erfolgt unter einer Holzkohleschicht, die mit der ersten Portion der Charge beladen wird.
• Schmelzendes Siliziummessing- Diese Zusammensetzung neigt dazu, reduzierende Gase zu absorbieren, daher wird hier keine Holzkohle verwendet. Das Schmelzen erfolgt unter einem Abdeckflussmittel – Glas oder Borax –, um eine Wechselwirkung mit Sauerstoff zu verhindern. Zuerst wird Kupfer in den Ofen geladen, dann Abfall und eine Kupfer-Silizium-Vorlegierung. Zink wird der Schmelze zuletzt zugeführt, nachdem die Schlacke entfernt wurde.
• Schmelzen von Manganmessing– unter Kohle- oder Glasfluss durchgeführt. In diesem Fall wird Mangan zusammen mit den Legierungen zuletzt eingeführt, nachdem alle anderen Bestandteile geschmolzen sind.

Blechproduktion

Die übliche Form der Messingproduktion sind Bleche und Drähte. Im Allgemeinen läuft der Prozess so ab.

1. Die Barren aus der Schmelzerei gelangen in die Walzerei, wo sie in einem Ofen auf eine Verformungstemperatur von –790–830 °C erhitzt werden.
2. Im Walzwerk werden die Barren auf die Größe und Dicke des Werkstücks umgeformt.
3. Das Werkstück in Rollenform wird dem Schweißen zugeführt und anschließend doppelseitig gefräst.
4. Anschließend gelangt das Halbzeug zurück in die Walzerei, wo es in einem dreigerüstigen Walzwerk bis zum Erreichen der vorgegebenen Blechdicke gewalzt wird.
5. Der fertige Streifen wird in abgemessene Längen geschnitten.
6. Die Bleche werden in Kammeröfen geglüht und anschließend in Beizbädern gebeizt.
7. Das Material wird erneut auf seine endgültige Dicke verformt und erneut geätzt.

Lesen Sie weiter unten mehr über die Ausrüstung zum Gießen von Messing in der Messingfabrik.

Notwendige Ausrüstung und Rohstoffe

Da Kupfer ein begehrtes Metall ist, werden bei der Produktion Methoden zur Gewinnung von Kupfer sowohl aus reichen als auch aus sehr armen Erzen eingesetzt. Der Rohstoff kann also nahezu jedes Erz sein, das zumindest eine gewisse Menge Metall enthält.

Die Herstellung von Messing ist ein mehrstufiger und technologisch komplexer Prozess. Daher umfasst die Ausstattung hier sowohl die neuesten technologischen Linien als auch die traditionellsten Gießereiwerkzeuge.

• Zum Schmelzen von Messing Die beste Option ist ein Induktionsrinnenofen oder ein elektrischer Widerstandstiegelofen. Dieses Gerät verbraucht bei der Herstellung von 1 kg Legierung eine minimale Menge Strom und ermöglicht eine minimale Überhitzung der Metalle. Die schlechteste Wahl sind Elektrolichtbogenöfen.
• Um die Barren vor der Verformung zu erhitzen, wird ein methodischer Ofen verwendet – hier ist eine Erwärmung von 650 bis 1200 °C möglich.
• Warmwalzwerk – das Arbeitsmodul ist das Arbeitsgerüst, in dem das Warmwalzen durchgeführt wird. Die Anlage kann auch zum Kaltwalzen von Blechen und Bändern eingesetzt werden.
• Die Ausrüstung der Schweißlinie hängt von den Parametern der Werkstücke ab und Endprodukte.
• Fräsmaschine – zum beidseitigen Fräsen von geschweißtem Band.
• Bei einem Kaltwalzwerk handelt es sich in der Regel um ein dreigerüstiges Walzwerk. Für die Wartung benötigen Sie außerdem ein Hebezeug – es führt Rollen in das Walzwerk ein, einen Lagerrollgang – mit dessen Hilfe eine Charge von Streifen derselben Marke zusammengestellt wird, und einen Eingabebereich – einen Abwickler, einen Falzapparat, einen Richtapparat Maschine usw.

Darüber hinaus muss die Linie über Ausrüstung verfügen – vom Wagen bis zum Ladekran, der den Transport von Barren, Rohlingen, Rollen und Blechen zwischen technologischen Einheiten gewährleistet.

Bei der Gewinnung von Legierungen benötigen Sie außerdem mechanische Werkzeuge:

• Glocke – ein Gerät zum Reinigen und Entgasen von Legierungen, perfekt zum Einbringen von Raffinierungsflussmitteln;
• Schlacke – ein Werkzeug zum Entfernen von Schlacke von der Oberfläche der Legierung;
• Gießlöffel;
• Zweihandpfanne – ein Gerät zum Gießen von Nichteisenlegierungen.

Die Herstellung von Messing bzw. der für die Herstellung von Fertigprodukten notwendigen Bleche und Drähte ist ein technologisch komplexer und arbeitsintensiver Prozess. Es ist nur bei großen Nichteisenmetallurgieunternehmen möglich, eine Legierung zu erhalten, die den GOST-Anforderungen entspricht.

Das folgende Video zeigt, wie Messing in eine Form gegossen wird: