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Kupfer

Kupferdraht
Kupferdraht

Eine der Hauptververwendungeen von Kupfer ist Kupferdraht

Haeyih

Verwendung von Kupfer




Kupfer - vom Handwerk bis zur Hochtechnologie

Kupfer wird in der Elektro- und allgemeinen Installationstechnik, in der Bauindustrie, im Kesselbau und für Präzisionsteile, Münzen, Essbesteck, Kunstgegenstände, Musikinstrumente und vieles mehr verwendet. Es ist ein relativ teures Metall. Der Preis auf dem Weltmarkt betrug im August 2011 ca. 9.200 US-Dollar/to, dies sind nach aktuellem Wechselkurs 7.127 €/to. Im Januar 2010 betrug der Preis 5.200 €/Tonne.

Für öffentliche und individuelle Heizungsanlagen und Wasserversorgung (Armaturen) entsteht Bedarf an Kupferrohren.

Insgesamt sind gemäß Fachpresse im Jahr 2008 in einem Auto rund 25 kg Kupfer enthalten. Für Elektroautomobile rechnen gleiche Quellen mit einem Mehrbedarf von 40 kg Kupfer je Fahrzeug. Sollte der Durchbruch für die Elektromobilität kommen, so ist für die dazu notwendige Erzeugung von Fahrzeug-Akkumulatoren mit einer erhöhten Nachfrage nach Kupfer zu rechnen.

Im Kunsthandwerk wird Kupferblech getrieben, das heißt durch Hämmern verformt, was aufgrund seiner Weichheit leicht möglich ist. Auch Dächer werden mit Kupferblech gedeckt, worauf sich dann eine beständige grünliche Patina bildet, die aus verschiedenen basischen Kupferhydroxiden bzw. Kupfercarbonaten besteht. Diese oft fälschlich auch als „Grünspan" (siehe Kupferacetat) bezeichnete Patina schützt das darunterliegende Metall gut vor weiterer Korrosion, so dass Kupferdächer eine Lebensdauer von mehreren Jahrhunderten haben können. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)




Kupferschmiede

Die Kupferschmiedekunst im engeren Sinn, d. h. das Treiben von unlegiertem Kupfer zu Gefäßen, Waffen, Reliefs, Figuren und Statuen, wurde schon von den Assyrern, später in größerer Vollendung von den Griechen betrieben. In Rom gehörten die Kupferschmiede zu den ältesten Zünften, die bis in die Königszeit hinaufreichten. Doch wurde das reine Kupfer im allgemeinen Gebrauch bald durch Legierungen verdrängt.

Im Mittelalter wurden Kelche, Ciborien, Peristerien, Vortrag-, Altar- und Reliquienkreuze, Hostienbüchsen, Reliquienbehälter in Form von Köpfen, Büsten, Händen, Füßen usw., Relieffiguren zum Schmuck von Tragaltären, Tabernakeln, Monstranzen, Ostensorien, Krümmen für Bischofsstäbe und andere Geräte und Gegenstände für den kirchlichen Gebrauch aus starkem Kupferblech getrieben, das meist vergoldet wurde.

Ein Kupferschmied (Kesselmacher), ist ein Handwerker, der hauptsächlich kupferne Gefäße für den Küchengebrauch, für Fabriken usw. verfertigt sowie Dächer mit Kupferblech belegt.

Wo Kupfermühlen bestanden, bildeten die Kupferschmiede mit den Hammerschmieden eine Zunft und hießen im Gegensatz zu diesen Werkstätter. Das Gewerbe gehört zum ältesten Handwerk und findet bereits bei den alten Ägyptern und in der Bibel Erwähnung.

Man trieb (hämmerte) das Kupfer auch über Holzkernen, denen man die beabsichtigte Gestalt gegeben hatte. Eine wichtige Rolle spielte das Kupfer bei der Technik des Grubenschmelzes. Auch bei emaillierten Geräten wurden die sichtbaren Kupferteile vergoldet. Die Renaissance bevorzugte den Erzguss und die Edelschmiedekunst, wodurch die Kupferschmiedekunst in den Hintergrund gedrängt und auf die Anfertigung von Gefäßen und Geräten für den bürgerlichen Gebrauch beschränkt wurde.

Einen besonderen Ruf genossen die Kupferschmiede der mittelalterlichen belgischen Stadt Dinant, die nicht nur gewöhnliche Gebrauchsgegenstände, sondern auch Figuren, Leuchter, Kandelaber, Chorpulte für Kirchen und dergleichen mehr aus Kupfer- und Messingblech hämmerten. Ende des 17. Jahrhunderts kam man, um den teuren Bronzeguss zu vermeiden, auf den Gedanken, Kolossalstatuen aus Kupferplatten herzustellen, die über einem Holzmodell geschlagen und dann vernietet wurden. Der 10 m hohe Herkules auf Wilhelmshöhe bei Kassel (1717 von O. Ph. Küper gefertigt) ist ein Beispiel für diesen Zweig der Kupferschmiedekunst, der später durch G. Howaldt wieder belebt und vervollkommnet wurde.

Die Belebung der Kunsttechnik des Mittelalters und der Renaissance hat auch der Kupferschmiedekunst wieder höhere Aufgaben gestellt, indem Wasch- und Kühlgefäße, Vasen, Jardinieren und dergleichen mehr in Kupfer getrieben und reich ornamentiert werden. In südlichen Ländern wird das Kupfer auch zu Wärmpfannen verwendet, wie das Kupfer überhaupt im Orient seine alte Bedeutung behalten hat.

In Indien, Persien und den Donauländern werden noch heute Gefäße in Kupfer getrieben und zur Verhütung des Oxidierens des Kupfers verzinnt. An den Außenseiten werden die Gefäße (Kannen, Schalen, Becken, Schüsseln, Lampen und dergleichen mehr) mit Gravuren verziert, so dass der kupferfarbene Untergrund zu dem hellgrauen Überzug einen wirksamen Kontrast bildet. Eine ebenso wichtige Rolle spielt das Kupfer bei den ostasiatischen Emailarbeilen. Zu Statuen, Leuchtern, Tempelgeräten, Gongs, Spiegeln und dergleichen mehr wird in China, Japan und Hinterindien eine Legierung verwendet, deren Hauptbestandteil Kupfer bildet. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)



Kupferblech

Kupferblech ist ein durch Walzen hergestellter Werkstoff. Er findet Verwendung beim Decken von Dachflächen, Dachentwässerungen oder für Dachklempnerarbeiten. Aus Kupferblech können Dachrinnen und Fallrohre hergestellt werden, aber auch Wetterhähne und Abdichtungen. Kupferbleche sind aufgrund ihrer Langlebigkeit von über 200 Jahren bei Bauherren und Architekten sehr beliebt.

Das metallblanke Kupfer bildet an trockener Luft innerhalb weniger Stunden einen Oxidfilm aus Kupfer(I)-oxid, der mit dem bloßen Auge noch nicht wahrnehmbar ist. Dieser Film stabilisiert die Oberfläche des Kupfers bereits merklich gegenüber den Einwirkungen der Atmosphäre. Die langsame Weiterbildung der Oxidschicht infolge Reaktion des Kupfers mit Feuchtigkeit, Luftsauerstoff und aggressiven Luftinhaltstoffen lässt allmählich eine gleichmäßige Braunfärbung entstehen; die Oberfläche des Kupfers verliert dabei zunehmend den metallischen Glanz. Das Braun wird immer dunkler und geht im Laufe der Zeit in anthrazitbraun über. Dies ist im Allgemeinen der farbliche Endzustand an senkrechten Gebäudeflächen, wie Außenwandbekleidungen. Bei geneigten Dachflächen verändert sich die Schutzschicht farblich weiter, bis das kupfertypische Patinagrün erreicht ist. Die Ursache für diese Weiterentwicklung ist die längere Verweilzeit von Niederschlägen auf geneigten Dachflächen und die damit verbundene verstärkte Bildung basischer Kupferverbindungen.

Dabei handelt es sich nicht um den so genannten Grünspan, der ausschließlich in Verbindung mit Essigsäure entsteht, die in der Atmosphäre nicht vorkommt. Grünspan wäre zudem wasserlöslich und könnte daher die schützende Funktion der Schutzschicht nicht übernehmen.

Durch die gute Wärmeleitfähigkeit wurden dicke Kupferbleche früher zu Pfannen und Töpfen verarbeitet. Noch heute werden Kupferleitungen und große Kupfergefäße in Destillerien, Brauerein und für die Käseherstellung im großen Stil eingesetzt.



Rohre und Kessel

Kupferrohr
Kupferrohr

Wikipedia-Public Domain

Giovanni dall'Orto

Kupferrohr
Kupferrohr

Kupferne Verrohrung

Borsi 112

Kupfer-Dachrinnen
Kupfer-Dachrinnen

Dachrinnen aus Kupfer

Amyadoi Katorisi

Sudkessel in einer Bierbrauerei
Sudkessel in einer Bierbrauerei

Sudkessel aus Kupfer;
Altstadtbrauerei Nürnberg Magnus Gertkemper

Magnus Gertkemper

Brennblasen aus Kupfer
Brennblasen aus Kupfer

Brennblasen in Whiskey-Brennerei Glenmorangie,
Schottland

Paul Hermans

Sudpfannen
Sudpfannen

Sudpfannen aus Kupfer in der Erzquell-Brauerei

Trexer



Dächer und Monumente

Kupferdach
Kupferdach

Kupferdach des Schlosses in in Dresden

Johannes Fasolt

Kupferdach
Kupferdach

Kupferdach der City Hall in Minneapolis, USA.

Mikah Clemens
Kupferarchitektur
Kupferarchitektur

Royal Observatory, Edinburgh, Schottland

Spiningspark

Freiheitsstatue in New York
Freiheitsstatue in New York

Die mit Patina bedeckte Kupfer-Statue of Liberty in New York

ImageStatofliberty.jpg



Elektroindustrie

Nach Silber besitzt Kupfer noch vor Gold die höchste Leitfähigkeit für elektrischen Strom, vereint mit ausgezeichnetem Korrosionswiderstand, Festigkeit, Formbarkeit und guter Verarbeitbarkeit, um nur einige der Eigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen zu nennen. (Quelle: KME)

In der Elektroindustrie wird, den vielfältigen Anforderungen entsprechend, ein sehr breites Spektrum an Kupferwerkstoffen eingesetzt – reines Kupfer ebenso wie eine Vielzahl seiner Legierungen. In erster Linie wird Kupfer in unlegierter Form zu Kabeln, Leiterseilen, Drähten, Schienen, Bändern, Transformatorenwicklungen, Drosseln und Spulen, Anodenkörper von Magnetrons und anderen Bauteilen der Elektrotechnik verarbeitet.

Drähte und Litzen aus sog. Oxygen Free Copper (OFC, engl. für Sauerstoff-freies Kupfer mit einer Reinheit von > 99,99 %) haben ein sehr feinkörniges Kristallgefüges und eine besondere hohe Ermüdungsbruchfestigkeit. Sie werden für mechanisch hochbeanspruchte Kabel und Leitungen eingesetzt. Für Oberleitungen werden Legierungen von Cu und Magnesium verwendet.

Werden außer an die Leitfähigkeit auch noch besondere Anforderungen an die mechanische Festigkeit oder an die Verschleißbeständigkeit gestellt, lassen sich die Eigenschaften des Kupfers in dieser Hinsicht durch Legierungselemente noch erheblich steigern. Leider sind die Leitfähigkeiten von Legierungen stets wesentlich niedriger als die der reinen Metalle. Deshalb werden als optimale Kompromisse eine Vielzahl niedriglegierter Kupferwerkstoffe angeboten. Insgesamt gehen zwischen 50% und 65% der gesamten Kupfer-Produktion als Leiterwerkstoffe in die Elektrotechnik. (Quelle: Deutsches Kupferinstitut)

Sollte der Durchbruch für die Elektromobilität kommen, so ist für die dazu notwendige Erzeugung von Fahrzeug-Akkumulatoren mit einer erhöhten Nachfrage nach Kupfer zu rechnen.

Leiterplatten
Eine Leiterplatte (Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung; englisch printed circuit board, PCB) ist ein Träger für elektronische Bauteile. Sie dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Nahezu jedes elektronische Gerät enthält eine oder mehrere Leiterplatten.

Leiterplatten bestehen aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden, leitenden Verbindungen (Leiterbahnen). Als isolierendes Material ist faserverstärkter Kunststoff üblich. Die Leiterbahnen werden zumeist aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt

(Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)

Elektromagnet
Elektromagnet

Elektromagnet mit variablem Luftspalt für experimentelle Anwendungen, mit dem magnetische Flussdichten bis 2 Tesla erzeugt werden können.

Antennamax

Stromschienen
Stromschienen

Stromschienen aus Kupfer

Ali@gwc.org.uk

Elektroplattierung
Elektroplattierung

Anlage zur Kupfer-Elektroplattierung

Swoolverton



Münzen und Medaillen

Neben Gold und Silber war Kupfer früher das dritthäufigste, heute das häufigste Basis-Münzmetall. Kupfer wird wegen seiner hervorragenden Legierungseigenschaften fast ausschließlich zur Prägung von Umlaufmünzen in legierter Form verwendet, z. B. in Bronze, Messing und Neusilber. Kleine deutsche Scheidemünzen wie Pfennige und Heller bestanden bis etwa 1871 häufig aus Reinkupfer. Spätere (Reichs-)Pfennige bestanden aus Kupfer mit geringen Zinn- und Zink-Anteilen zur Kupferhärtung.

Münze der Han Dynastie

Eine 5 Shu-Kupfermünze, bedeckt mit Patina, aus der spätbronzezeitlichen Han-Dynastie in China; ca. 1. Jh. v.Chr.

Randy Benzie

Kupfermünzen

Kupfermünzen aus der Saigerhütte Olbernhau-Grünthal (3. Prägeperiode von 1803 - 1825).
Das zu saigernde Schwarzkupfer kam zu dieser Zeit überwiegend aus Freiberg, Annaberg und Marienberg

Archiv: Frank Ihle

Medaille aus Dachkupfer
Medaille aus Dachkupfer

Avers: brennende Dresdner Kreuzkirche, "1792-1897";
Revers: "Gedenkmünze geprägt aus dem Kupfer d. Bedeckung der am 16. Feb. 1897 vollst. ausgebrant. Kreuzkirche zu Dresden"

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Kupferverbindungen

Kupferverbindungen kommen in Farbpigmenten, als Toner, in medizinischen Präparaten und galvanischen Oberflächenbeschichtungen zum Einsatz.




Kupferlegierungen

Die Legierungen des Kupfers haben die Entwicklung der Kultur der menschlichen Gesellschaft wesentlich mitbestimmt. Kupfer ist das Metall mit den ältesten und auch heute noch mit den meisten Legierungen. Eine ganze Zeitepoche - die Bronzezeit - ist nach der Legierung des Kupfers mit Zinn benannt worden. Das Zinn verbessert die Vergießbarkeit des Kupfers und verleiht der Bronze eine für Werkzeuge und Waffen notwendige hohe Härte und Festigkeit. Kupferlegierungen werden wegen ihrer guten Eigenschaften, wie Farbe, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit gerne vielfältig eingesetzt. Man unterscheidet Knetlegierungen (Messing und Neusilber) und Gusswerkstoffe (Rotguss, Bronzen): Knetlegierungen werden durch plastisches Umformen (Warmumformen: Walzen, Schmieden usw. oder Kaltumformen: Drahtziehen, Hämmern, Kaltwalzen, Tiefziehen usw.) in die gewünschte Form gebracht, während Gusswerkstoffe meist nur schwer oder gar nicht plastisch formbar sind. Der römische Schriftsteller C. Plinius Secundus d.Ä. beschreibt in seiner Naturalis Historiae verschiedene Kupferlegierungen für Gefäße, Statuen, Schmuck und deren Eigenschaften. Im Mittelalter verleihen die Kupferlegierungen der Entwicklung einen entscheidenden Schub. Spezielle Zünfte der Gelbgießer (Messing), der Rotgießer (Rotguss), der Glocken- und Geschützgießer, sind mit den Legierungen des Kupfers beschäftigt. In der Neuzeit sind die Entdeckung und Erschmelzung neuer Metalle (Nickel, Aluminium) mit der Verwendung neuer Kupferlegierungen verbunden. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)

Messing-Guss
Messing-Guss

Herstellung eines Messingbarrens mittels der im Elektro-Ofen erschmolzenen Legierung;
Chase Brass and Copper Co., Euclid, Ohio, USA, 1942

US LibraryOf Congress

Kupfer mit Nickel legiert, ergab das korrosionsbeständige im Behälterbau und im Münzwesen verwendete Kupfernickel. Mit Nickel und Zink konnte man eine dem Silber vergleichbare Legierung, das Neusilber, herstellen. Die Aluminiumbronze eroberte sich nach anfänglichen Schwierigkeiten durch ihre Eigenschaften der hohen Verschleiß-, mechanischen und Korrosionsfestigkeit ein gewaltiges Anwendungsfeld.

Eine weitere Etappe in der Verwendung von Kupferlegierungen war zweifellos die technische Nutzung des elektrischen Stromes und dessen Transports mittels Kupferkabel- und Drähte. Hier kam die hohe elektrische Leitfähigkeit des Kupfers zur Geltung. Bestimmte Elemente, die die Festigkeit steigern ohne dabei die Leitfähigkeit zu weit herabzusetzen, wie Beryllium für leitendes Federmaterial oder Silizium für Fahrdrähte und Stromabnehmer, wurden eingeführt. Vielfältig ist der Gebrauch von Kupferlegierungen mit speziellen magnetischen und elektrischen Eigenschaften für die Elektronik, Luft- und Raumfahrt.

Schmuckindustrie und Münzherstellung sind auch in der Neuzeit starke Anwender der Kupferlegierungen. Allein mit Zink legiert läßt sich eine ganze Farbpalette von Rot über Gold, Gelb und Weiß erzeugen. Im Münzwesen werden die ursprünglichen Gold-, Silber- und Kupfermünzen durch gleichaussehende Kupferlegierungen Nordisch Gold und Kupfernickel ersetzt.

Gegenstände mit silberweißem oder edelstahlartigem Erscheinungsbild sind in Wirklichkeit oft hoch kupferhaltige Legierungen, wobei die kupfereigene Farbe durch ausreichenden Nickelzusatz verschwindet.

Viele Münzwerkstoffe sind auf Kupferbasis hergestellt, so ist das „Nordisches Gold“ genannte Metall der goldfarbigen Teile der Euromünzen eine Kupfer-Zink-Aluminium-Zinn-Legierung. Die Münzmetalle der bis 2001 gültigen 1-DM-Geldstücke sowie die hellen Anteile der Euromünzen bestehen aus Kupfernickel-Legierungen. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)

Bronze

Die traditionellen Anwendungsbereiche von Bronze sind Glocken und vergleichbare Klanginstrumente nichtchristlicher Religionen, Statuen von Lebensgröße bis zur Überdimensionierung und seit Erfindung des Schießpulvers Geschütze, Sakrale Kunstgegenstände. Bekannt sind historische Bronzetüren, wie die Bernwardstür im Hildesheimer Dom, Massenprodukte wie Kleinbronzen, Gedenktafeln und gegossene oder geprägte Medaillen (Bronzemedaille bei sportlichen Wettkämpfen), langstarke Musikinstrumente wie Schlagzeugbecken und Hi-Ha sowie antike bis neuzeitliche Münzen.

Bronzen und Bronzelegierungen als Teil moderner Techniken sind Kupfer-Zinn-Legierungen für unterschiedliche Techniken; sie werden auch mit ebenso unterschiedlichen Legierungselementen den gestellten Forderungen angepasst. Der Zusatz von Nickel erhöht bei Gusslegierungen die Zähigkeit, bei Knetlegierungen die Festigkeit, Blei ist unverzichtbarer Bestandteil aller Lagerlegierungen, im Gefüge als metallisches Blei ausgeschieden, stützt es die für Lager wichtige Notlaufeigenschaft.

Ein weites Einsatzgebiet für Kupfer-Zinn-Legierungen ist der Maschinen- und Werkzeugbau, aber auch für Feder- und Kontaktelemente in der Elektrotechnik und Elektronik, z.B. in Schaltkreisfassungen mit vergoldeter Federbronze. Chemische und Nahrungsmittelindustrie nutzen die Korrosions- und Verschleißfestigkeit.

Zur Herstellung von Propellern und Schiffsschrauben für Seeschiffe sind klassische Zinnbronzen nicht geeignet, man setzt an ihrer Stelle Aluminium-Mehrstoffbronzen ein, die sich im Kontakt mit Seewasser kavitations- und korrosionsbeständig zeigen.

Ebenso, wie aus anderen Metallen und Legierungen Fein- und Feinstgranulate hergestellt werden - verbreitet als „Metallpulver“ bezeichnet (Kupferpulver, Aluminiumpulver)- so auch aus Bronze. Pyrophore Eigenschaften machen alle Metallpulver zum Bestandteil von Feuerwerkskörpern, wichtiger ist aber, dass sie die Technik des Pulverflammspritzens zur Herstellung dreidimensionaler Gegenstände ermöglichen. Durch zusätzliches heißisostatisches Verpressen (Sintern) werden hierbei Eigenschaften eines Metallmodells erzielt und damit bei der Fertigung von Prototypen und Kleinserien Zeit und Kosten eingespart. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)

Bronzeglocke
Bronzeglocke

Bronzeglocke in der Auferstehungskirche;
Köln-Sürth

AndreasDziewior



Messing

Solange man rein empirisch Kupfer zusammen mit Zinkspat schmelzen musste, um Messing herzustellen, waren anspruchsvolle Verwendungen nicht möglich. Man beschränkte sich vornehmlich auf Schmuck, Kult- und Kunstgegenstände. Dieser und andere Anwendungsbereiche sind dem Messing bis ins 21. Jahrhundert vornehmlich für die goldfarbigen Legierungen geblieben, also Griffe und Beschläge, auch wegen deren bakterizider Eigenschaften.

Die Einsatzmöglichkeiten von Messing sind vielfältig, und dies vor allem unter Berücksichtigung der sich durch ihren Zinkgehalt und damit die Phasenbildung voneinander unterscheidenden Guss- und Knetlegierungen, von Sondermessingen hier ganz abgesehen.

Technische Bedeutung hat Messing dort, wo gleichzeitig gute elektrische Leitfähigkeit und mechanische Stabilität wichtig sind. Antennen und Hohlleiter werden aus Messing gefertigt. Für Steckverbinder finden Pins aus Messingdraht Verwendung. Dazu können auch Messingdrähte mit galvanisierter Oberfläche eingesetzt werden. Gängige Qualitäten im Drahtsektor sind CuZn2, CuZn15, CuZn30, CuZn37.

Messing-Blasinstrument
Messing-Blasinstrument

Eine Tuba aus Messing (Helikon)

Matthias Bramboeck

Mesinggewichte
Mesinggewichte

Gewichtssatz aus Messing

Jacopo188

Aus einer Guss-Legierung mit 39 % Zink, 3 % Blei, Rest Kupfer, dem sogenannten Armaturenmessing, werden in der Sanitärinstallation endkonturnahe Armaturen und Formstücke hergestellt; wegen der guten Zerspanbarkeit wird es dem sonst aus Knetmaterial hervorgehenden Automatenmessing zugeordnet. Die gegenüber einem reinen Alpha-Messing geringere Korrosionsfestigkeit, selbst gegenüber chloridfreiem Leitungswasser, nimmt man dabei in Kauf.

Messinglegierungen zählen auch zu den für Lager geeigneten Werkstoffen. Verwendet werden die zinkreichen Legierungen CuZn37Al1 und CuZn40Al2, also mit 2 % Aluminiumzusatz.

Hochfeste Messinglegierungen mit mehr als 32,5 % Zink und resultierender Ausbildung einer Betaphase können als gegossene Propeller für Sportboote in Binnengewässern verwendet werden, für Betrieb in Seewasser als korrodierendem Medium sind sie ungeeignet.

Vielfältig eingesetzt werden in reiner Alphaphase erstarrende Messing-Knetlegierungen mit max. 58 Teilen Kupfer, Rest Zink einschließlich zwei Prozent Blei. Die Einsatzmöglichkeiten für Guss- wie Knetlegierungen erweitern sich erheblich, wenn außer 1–2 % Blei noch weitere Elemente legiert werden. Insbesondere Aluminium (erhöhte Verschleißfestigkeit) und gegebenenfalls zusätzliche 5 % Nickel (Schiffspropeller) erweitern den Einsatzbereich von Messingen erheblich. Auch Silizium und Mangan zählen hierzu.

Zinkhaltige Schweißzusätze mit Zusätzen an Silizium, Silber oder Zinn werden (außer für das MIG-Schweißen, das zinkfreie Legierungen verlangt) empfohlen (s. DIN 1733). Der Bleianteil sollte ein Prozent nicht übersteigen.

Problematisch ist der Zusatz von Aluminium wegen dessen leichter Oxidierbarkeit, die zu Oxideinschlüssen im Guss führt. Eine dem vorbeugende Schmelzebehandlung ist daher unerlässlich.

Messing mit einem Zinkgehalt von 30% und der daraus resultierenden guten Kaltverformbarkeit, wird dazu verwendet um Patronenhülsen zu fertigen. (Quelle: wikipedia: Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar)



Beispiele von Kupferlegierungen

Legierungselement des Kupfers

Zusammensetzung - Rest Cu
(Technische Bezeichnung)

Name

Verwendungsbeispiel

Bemerkung

Beryllium (Be)

bis 2 % Be

Berylliumbronze

Federn

erstes Beryllium 1828

Aluminium (Al)

8 % Al (CuAl8)

Aluminiumbronze

Umformwerkzeuge

erstes Aluminium 1855

Aluminium- Zink-Zinn

5 % Al, 5 % Zn, 1 % Sn

Nordisch Gold

10, 20 und 50 Euro-Cents

Al-Nickel-Eisen-Mangan

zusammen bis 15 %

Aluminiummehrstoffbronze

Schiffsschrauben

Silicium (Si)

1 - 3 % Si

Siliciumbronze

Fahrdrähte

seit Elektrozeit

Phosphor (P)

8 % P (CuP8)

Phosphorbronze

Lot

Titan (Ti)

30 % Ti (Cu70Ti30)

Kupfer-Titan

Targets

Chrom (Cr)

20 - 50 % Cr

Kupfer-Chrom

Schaltkontakte

Mangan (Mn)

15 % Mn

Manganbronze

elektrische Widerstände

seit Elektrozeit

Nickel (Ni)

25 % Ni (CuNi25)

Kupfernickel

Münzen

erstes Nickel 1751

Nickel-Zinn

9 % Ni, 2 % Sn (CuNi9Sn2)

Nickelbronze

Relais, Schalter

seit Elektrozeit

Nickel-Zink

18 % Ni, 20 % Zn (CuNi18Zn20)

Neusilber(Argentan)

Essbestecke, Schmuck

Nickel-Silicium

2 % Ni, 1 % Si

Kuprodur

Leiterwerkstoff

seit Elektrozeit

Zink (Zn)

10 % Zn (CuZn10)

Tombak

Schmuck

5 - 28 % Zn

Aurichalcum

Römische Sesterzen

antik

40 % Zn (CuZn40)

Messing

Beschläge

Zink-Nickel

20 % Zn, 5 % Ni (CuZn20Ni5)

Nickelmessing

Münzen

Zinn-Zink-Blei

bis 8 % Sn, 7 % Zn und bis 4 % Pb

Rotguss

Armaturen

Arsen (As)

bis 10 % As

Arsenbronze

Werkzeuge

antik

Zinn (Sn)

bis 10 % Sn

(Knet-)Bronze

Bleche

seit Antike

20 % Sn

(Guss-)Bronze

Glocken

seit Antike

Blei (Pb)

25 % Pb (CuPb25)

Bleibronze

Lagerschalen

Blei-Zinn

bis 30 % Pb, 10 % Sn

Gussbronze

Statuen

antik




Literatur

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  • Aumann, G. (o.J.): Primitives Geld - Vormünzliches Zahlungsmittel. Naturwissenschaftliches Museum Coburg, Heft 19, ohne Jahr.
  • Bersch, J., o.J.; Lexikon der Metalltechnik; Hartlebens Verlag in Wien, Pest, Leipzig
  • Bischoff, C., 1865; Das Kupfer und seine Legierungen.- Verlag von Julius Springer, Berlin, 316 Seiten.
  • Copper roofing in detail; Copper in Architecture; Copper Development Association, U.K., www.cda.org.uk/arch
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  • Hammer, P., 1993; Metall und Münze.- Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, Stuttgart, 308 Seiten.
  • Hammer, P., 2000; Zur Gruppierung von Kupferlegierungen - Der Terminus "Aes" bei Plinius.- Metalla, Nr.7, 1, Bochum, S.23-32.
  • Joseph, Günter, 1999, Copper: Its Trade, Manufacture, Use, and Environmental Status, edited by Kundig, Konrad J.A., ASM International, p.348
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  • Davis, Joseph R. (2001). Copper and Copper Alloys. ASM International. pp. 3–6, 266. ISBN 0-87170-726-8.




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