Eigenschaften, Geschichte und Verwendung von Messing Metall

Messing ist eine binäre Legierung aus Kupfer und Zink, die seit Jahrtausenden hergestellt wird und für ihre Verarbeitbarkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und ihr attraktives Aussehen geschätzt wird.

Eigenschaften

• Legierungstyp: Binär
• Inhalt: Kupfer & Zink
• Dichte: 8. 3-8. 7 g / cm ³
• Schmelzpunkt: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
• Mohs-Härte: 3-4

Eigenschaften

Die genauen Eigenschaften verschiedener Messinge hängen von der Zusammensetzung der Messinglegierung ab, insbesondere vom Kupfer-Zink-Verhältnis.

Im Allgemeinen werden jedoch alle Messinge wegen ihrer maschinellen Bearbeitbarkeit oder der Leichtigkeit geschätzt, mit der das Metall in gewünschte Formen und Formen geformt werden kann, während eine hohe Festigkeit beibehalten wird.

Während es Unterschiede zwischen Messingen mit hohen und niedrigen Zinkgehalten gibt, werden alle Messinge als formbar und duktil angesehen (niedrigere Zinkmessinge mehr). Messing kann aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes auch relativ leicht gegossen werden. Für Gießanwendungen wird jedoch gewöhnlich ein hoher Zinkgehalt bevorzugt.

Brassen mit einem niedrigeren Zinkgehalt können leicht kaltverformt, geschweißt und gelötet werden. Ein hoher Kupfergehalt ermöglicht auch, dass das Metall eine schützende Oxidschicht (Patina) auf seiner Oberfläche bildet, die vor weiterer Korrosion schützt, eine wertvolle Eigenschaft bei Anwendungen, die das Metall Feuchtigkeit und Witterung aussetzen.

Das Metall hat sowohl eine gute Wärme als auch elektrische Leitfähigkeit (seine elektrische Leitfähigkeit kann 23% bis 44% derjenigen von reinem Kupfer betragen), und es ist verschleiß- und funkenbeständig.

Wie Kupfer haben auch seine bakteriostatischen Eigenschaften dazu geführt, dass es in Badezimmereinrichtungen und Gesundheitseinrichtungen verwendet wird.

Messing wird als eine reibungsarme und nichtmagnetische Legierung angesehen, während seine akustischen Eigenschaften dazu geführt haben, dass es in vielen "Blasmusik" -Musikinstrumenten verwendet wird.

Künstler und Architekten schätzen die ästhetischen Eigenschaften des Metalls, da es in verschiedenen Farben von tiefrot bis goldgelb hergestellt werden kann.

Geschichte

Kupfer-Zink-Legierungen wurden bereits im 5. Jahrhundert v. Chr. In China hergestellt und waren im 2. und 3. Jahrhundert v. Chr. In Zentralasien weit verbreitet.

Diese dekorativen Metallteile können jedoch am besten als "natürliche Legierungen" bezeichnet werden, da es keinen Beweis dafür gibt, dass ihre Hersteller Kupfer und Zink bewusst legierten. Stattdessen ist es wahrscheinlich, dass die Legierungen aus zinkreichen Kupfererzen geschmolzen wurden und rohe messingartige Metalle produzieren.

Griechische und römische Dokumente deuten darauf hin, dass die absichtliche Herstellung von Legierungen, die modernen Messing ähneln, unter Verwendung von Kupfer und einem Zinkoxid-reichen Erz, bekannt als Calamine, um das 1. Jahrhundert v.

Calamine-Messing wurde mit einem Zementierungsverfahren hergestellt, wobei Kupfer in einem Schmelztiegel mit gemahlenem Smithsonit- (oder Calamin-) Erz geschmolzen wurde.Bei hohen Temperaturen verwandelt sich Zink, das in diesem Erz vorhanden ist, in Dampf und durchdringt das Kupfer, wodurch ein relativ reines Messing mit einem Zinkgehalt von 17 bis 30% entsteht. Diese Methode der Messingproduktion wurde bis ins frühe 19. Jahrhundert fast 2000 Jahre lang angewendet.

Nicht lange nachdem die Römer entdeckt hatten, wie man Messing herstellt, wurde die Legierung in Gebieten der heutigen Türkei zur Münzprägung verwendet. Das verbreitete sich bald im ganzen Römischen Reich.

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Typen

"Messing" ist ein Oberbegriff, der sich auf ein breites Spektrum von Kupfer-Zink-Legierungen bezieht. In der Tat gibt es über 60 verschiedene Arten von Messing, die durch EN (Europäische Norm) Standards spezifiziert werden. Diese Legierungen können in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für eine bestimmte Anwendung erforderlich sind, einen breiten Bereich unterschiedlicher Zusammensetzungen aufweisen.

Weitere Informationen zu verschiedenen Messingtypen finden Sie in diesem Artikel.

Produktion

Messing wird meist aus Kupferschrott und Zinkbarren hergestellt. Schrottkupfer wird aufgrund seiner Verunreinigungen ausgewählt, da bestimmte zusätzliche Elemente erwünscht sind, um die genaue erforderliche Messingqualität zu erzeugen.

Weil Zink bei 1665 ° F (907 ° C) unter dem Schmelzpunkt von 1981 ° F (1083 ° C) zu sieden beginnt und verdampft, muss das Kupfer zuerst geschmolzen werden. Sobald es geschmolzen ist, wird Zink in einem Verhältnis zugegeben, das für die zu produzierende Messingqualität geeignet ist.

Während der Verdampfungsverlust von Zink noch berücksichtigt wird.

An diesem Punkt werden alle anderen zusätzlichen Metalle, wie beispielsweise Blei, Aluminium, Silizium oder Arsen, zu der Mischung hinzugefügt, um die gewünschte Legierung zu erzeugen.

Sobald die geschmolzene Legierung fertig ist, wird sie in Formen gegossen, wo sie zu großen Platten oder Knüppeln erstarrt.

Knüppel - meist aus Alpha-Beta-Messing - können direkt zu Drähten, Rohren und Rohren durch Heißextrusion verarbeitet werden Dies beinhaltet das Schieben des erhitzten Metalls durch eine Düse oder das Warmschmieden.

Wenn sie nicht extrudiert oder geschmiedet werden, werden die Knüppel wieder erhitzt und durch Stahlwalzen geführt (ein Vorgang, der als Warmwalzen bekannt ist). Das Ergebnis sind Platten mit einer Dicke von weniger als einem halben Inch (<13 mm).

Nach dem Abkühlen wird das Messing durch eine Fräsmaschine oder einen Scaler geführt, der eine dünne Schicht aus dem Metall schneidet, um Oberflächengussfehler und Oxid zu entfernen.

Unter einer Gasatmosphäre, um eine Oxidation zu verhindern, wird die Legierung erhitzt und erneut gewalzt, ein Prozess, der als Glühen bekannt ist, bevor sie bei kühleren Temperaturen (Kaltwalzen) zu Blechen von ungefähr 0,1 '' (2,5 mm) gewalzt wird. dick.

Das Kaltwalzverfahren verformt die innere Kornstruktur des Messings, was zu einem viel stärkeren und härteren Metall führt, das wiederholt werden kann, bis die gewünschte Dicke oder Härte erreicht ist.

Zum Schluss werden die Bleche gesägt und geschert, um die erforderliche Breite und Länge zu erzeugen.

Alle Bleche, gegossene, geschmiedete und extrudierte Messingwerkstoffe erhalten ein chemisches Bad, in der Regel Salzsäure und Schwefelsäure zur Entfernung von schwarzem Kupferoxid und Anlaufen.

Anwendungen > Die wertvollen Eigenschaften von Messing und die relativ einfache Herstellung haben es zu einer der am häufigsten verwendeten Legierungen gemacht.Eine vollständige Liste aller Messinganwendungen zu erstellen wäre eine kolossale Aufgabe, aber um eine Vorstellung von Industrien und den Arten von Produkten zu bekommen, in denen Messing gefunden wird, können wir einige Endanwendungen kategorisieren und zusammenfassen, die auf der verwendeten Messingqualität basieren:

Automatenmessing (zB Messing C38500 oder 60/40):

Muttern, Schrauben, Gewindeteile

• Anschlüsse
• Düsen
• Gewindebohrer
• Injektoren