Haben Sie sich schon einmal Gedanken über die faszinierende Welt des Messings gemacht? Diese vielseitige Legierung aus Kupfer und Zink hat eine reiche Geschichte und unzählige Anwendungen. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie mehr über die verschiedenen Messingarten, ihre einzigartigen Eigenschaften und wie sie unser tägliches Leben prägen. Von Musikinstrumenten bis hin zu industriellen Komponenten spielt Messing eine wichtige Rolle in verschiedenen Bereichen. Machen Sie sich bereit, die Geheimnisse dieses bemerkenswerten Materials zu lüften und Ihr Wissen über Metallurgie zu erweitern.
Messing ist eine vielseitige Legierung, die hauptsächlich aus Kupfer und Zink besteht, wobei Kupfer in der Regel das vorherrschende Element ist. Die Standardformulierung, bekannt als gewöhnliches Messing, besteht aus diesen beiden Metallen in unterschiedlichen Anteilen. Wenn der Legierung zusätzliche Elemente wie Blei, Zinn, Aluminium oder Nickel beigemischt werden, wird sie als Sondermessing bezeichnet, wobei jede Variante einzigartige, auf bestimmte Anwendungen zugeschnittene Eigenschaften bietet.
Diese Kupfer-Zink-Legierung ist für ihre außergewöhnliche Kombination von Eigenschaften bekannt, darunter eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Formbarkeit und eine bemerkenswerte Verschleißfestigkeit. Messing weist einen unverwechselbaren goldenen Farbton auf, der je nach Zusammensetzung von rötlich bis silbrig reichen kann. Seine geringen Reibungseigenschaften und seine antimikrobiellen Eigenschaften erhöhen seinen Nutzen in verschiedenen Branchen.
Messing wird in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, insbesondere in Sanitär- und HLK-Anlagen. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner Fähigkeit, hohen Drücken standzuhalten, ist es das Material der Wahl für die Herstellung von Ventilen, Wasserleitungen und Verbindungsrohren für Klimaanlagen. Die Wärmeleitfähigkeit der Legierung macht sie ideal für Heizkörper und Wärmetauscher. Darüber hinaus wird Messing aufgrund seiner Haltbarkeit, Bearbeitbarkeit und Ästhetik häufig für Musikinstrumente, dekorative Beschläge, elektrische Komponenten und Schiffsanwendungen verwendet.
Die Vielseitigkeit von Messing in Verbindung mit seiner Kosteneffizienz im Vergleich zu reinem Kupfer sorgt für seine anhaltende Bedeutung in modernen Fertigungs- und Konstruktionsanwendungen.
Blei-Messing
Blei ist in Messing praktisch unlöslich und liegt als diskrete Partikel entlang der Korngrenzen vor. Es werden zwei Arten von Bleimessing unterschieden: α und (α+β). α-Bleimessing ist aufgrund seiner schlechten Schlagfestigkeit und geringen Plastizität bei hohen Temperaturen auf Kaltumformung oder Warmstrangpressen beschränkt. Im Gegensatz dazu weist (α+β)-Bleimessing eine ausgezeichnete Plastizität bei hohen Temperaturen auf und ist daher für Schmiedeverfahren geeignet.
Zinn-Messing
Durch den Zusatz von Zinn zu Messing wird die Hitzebeständigkeit der Legierung und vor allem ihre Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser deutlich erhöht. Diese Eigenschaft hat Zinnmessing den Beinamen "Marinemessing" eingebracht. Zinn löst sich in dem auf Kupfer basierenden Mischkristall auf und verbessert dessen Festigkeitseigenschaften.
Eine Erhöhung des Zinngehalts über einen bestimmten Schwellenwert hinaus führt jedoch zur Bildung der spröden ε-Phase (intermetallische Cu3Sn-Verbindung), die eine plastische Verformung behindert. Daher ist der Zinngehalt in Zinnmessing in der Regel auf 0,5-1,5% nach Gewicht beschränkt.
Zu den gängigen Zinn-Messing-Legierungen gehören HSn70-1, HSn62-1 und HSn60-1. HSn70-1 ist eine hochduktile Legierung, die sich sowohl für die Kalt- als auch für die Warmumformung eignet. Die beiden letztgenannten Sorten weisen eine α+(α+β)-Zweiphasen-Mikrostruktur auf, die oft geringe Mengen der ε-Phase enthält. Diese Legierungen weisen bei Raumtemperatur eine geringe Plastizität auf und sind in erster Linie für die Warmumformung geeignet.
Mangan-Messing
Mangan weist im Vergleich zu anderen Legierungselementen eine höhere Löslichkeit in massivem Messing auf. Der Zusatz von 1-4%-Mangan verbessert die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Messing erheblich, ohne seine Duktilität zu beeinträchtigen. Mangan-Messing weist typischerweise ein (α+β)-Mikrogefüge auf. HMn58-2 ist eine häufig verwendete Legierung in dieser Kategorie, die sich sowohl bei der Kalt- als auch bei der Warmumformung hervorragend verarbeiten lässt.
Eisen-Messing
In eisenhaltigen Messinglegierungen scheidet sich Eisen als eisenreiche Partikel aus, die als Keimstellen für die Kornfeinung dienen. Dieser Mechanismus hemmt das Wachstum rekristallisierter Körner und verbessert so die mechanischen und technologischen Eigenschaften der Legierung. Der Eisengehalt in diesen Messinglegierungen ist in der Regel auf 1,5% oder weniger begrenzt, was zu einem (α+β)-Mikrogefüge führt. Diese Legierungen weisen eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und gute Verformbarkeit bei erhöhten Temperaturen auf, lassen sich aber auch kalt bearbeiten. HFe59-1-1 ist eine weit verbreitete Legierung in dieser Kategorie.
Nickel-Messing
Nickel bildet mit Kupfer einen kontinuierlichen Mischkristall und erweitert den α-Phasenbereich in Messing erheblich. Der Zusatz von Nickel verbessert die Korrosionsbeständigkeit von Messing sowohl in atmosphärischer als auch in mariner Umgebung erheblich.
Darüber hinaus erhöht Nickel die Rekristallisationstemperatur von Messing und fördert die Bildung von feineren Körnern. HNi65-5-Nickel-Messing, das durch ein einphasiges α-Gefüge gekennzeichnet ist, weist eine ausgezeichnete Plastizität bei Raumtemperatur auf und kann auch effektiv warmverformt werden.
Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, den Gehalt an Bleiverunreinigungen in Nickel-Messing streng zu kontrollieren, da ein erhöhter Gehalt die Warmumformbarkeit der Legierung stark beeinträchtigen kann.
Reinheitsmessung
Um die Reinheit von Messing zu bestimmen, kann das archimedische Prinzip genutzt werden, um das Volumen und die Masse der Probe zu messen, woraufhin der Kupferanteil in Messing auf der Grundlage der Dichte von Kupfer und Zink berechnet werden kann.
Common Brass
Gewöhnliches Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Wenn der Zinkgehalt weniger als 35% beträgt, kann er sich in Kupfer auflösen und eine einphasige α-Struktur bilden, die als einphasiges Messing bekannt ist. Dieses Gefüge hat eine gute Plastizität und ist ideal für das Kalt- und Warmpressen.
Wenn der Zinkgehalt zwischen 36% und 46% liegt, gibt es einen einphasigen α- und einen β-Mischkristall auf Kupfer-Zink-Basis, der als zweiphasiges Messing bekannt ist. Die β-Phase verringert die Plastizität von Messing und erhöht seine Zugfestigkeit, so dass es sich nur für die Warmdruckverarbeitung eignet. Wenn der Zinkgehalt weiter ansteigt, nimmt die Zugfestigkeit ab, so dass es unbrauchbar wird.
Der Code für Messing wird durch "H+Zahl" dargestellt, wobei "H" für Messing steht und die "Zahl" den Massenanteil von Kupfer angibt. Zum Beispiel steht H68 für Messing mit 68% Kupfer- und 32% Zinkanteil.
Bei Messingguss wird dem Code der Buchstabe "Z" vorangestellt, z. B. ZH62. ZCuZnZn38 steht beispielsweise für einen Messingguss mit einem Zinkgehalt von 38%, der Rest ist Kupfer.
H90 und H80 sind einphasiges Messing und haben eine goldgelbe Farbe. H59 ist ein zweiphasiges Messing und wird häufig für Konstruktionsteile von Elektrogeräten verwendet, z. B. für Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben und Federn. Normalerweise wird einphasiges Messing für die Kaltverformung verwendet, während zweiphasiges Messing für die Warmverformung verwendet wird.
Spezial-Messing
Eine Legierung, die durch Hinzufügen anderer Elemente zu gewöhnlichem Messing entsteht, wird als Sondermessing bezeichnet. Zu den üblicherweise zugesetzten Elementen gehören Blei, Zinn und Aluminium, die als Bleimessing, Zinnmessing bzw. Aluminiummessing bezeichnet werden. Der Zweck der Zugabe dieser Elemente besteht hauptsächlich darin, die Zugfestigkeit und Verarbeitbarkeit des Messings zu verbessern.
Der Code für Sondermessing wird wie folgt dargestellt: "H+Symbol des zugesetzten Hauptelements (außer Zink)+Massenanteil von Kupfer+Massenanteil des zugesetzten Hauptelements+Massenanteil der anderen Elemente". HPb59-1 bedeutet zum Beispiel, dass der Massenanteil von Kupfer 59% beträgt, der Massenanteil von Blei (das wichtigste zugesetzte Element) 1% und der Rest Zink ist.
Der Temperaturbereich für die Warmumformung von Messing liegt bei 750 bis 830 °C. Das Glühen erfolgt zwischen 520 und 650 °C, während das Spannungsarmglühen bei niedrigeren Temperaturen, typischerweise 260 bis 270 °C, erfolgt. Diese präzisen Temperaturbereiche sind entscheidend für die Erzielung optimaler mechanischer Eigenschaften und eines optimalen Mikrogefüges.
Das umweltfreundliche Messing C26000 (auch als Cartridge-Messing oder C2600 bekannt) weist außergewöhnliche Eigenschaften auf, darunter eine ausgezeichnete Formbarkeit, hohe Zugfestigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit, gute Schweißbarkeit und robuste Korrosionsbeständigkeit. Diese Eigenschaften machen es ideal für verschiedene Anwendungen, einschließlich Wärmetauscher, Papierherstellungsanlagen, Präzisionsmaschinenkomponenten und komplizierte elektronische Teile.
C26000-Messing ist in einer breiten Palette von Abmessungen erhältlich, die den unterschiedlichsten Fertigungsanforderungen gerecht werden. Die Dickenoptionen reichen von ultradünnen 0,01 mm bis hin zu 2,0 mm dicken Blechen, während die Breitenvarianten von schmalen 2 mm-Streifen bis hin zu breiten 600 mm-Platten reichen. Die Vielseitigkeit des Materials wird durch eine Reihe von Härteoptionen noch gesteigert, darunter vollständig geglüht (O), viertelhart (1/2H), dreiviertelhart (3/4H), vollhart (H), extrahart (EH) und federhart (SH). Diese Härtegrade ermöglichen maßgeschneiderte mechanische Eigenschaften, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Das Messing entspricht mehreren internationalen Normen, darunter GB (China), JIS (Japan), DIN (Deutschland), ASTM (Amerika) und EN (Europa), was weltweite Kompatibilität und Qualitätssicherung gewährleistet.
Die außergewöhnliche Zerspanbarkeit von C26000-Messing macht es besonders geeignet für hochpräzise Bearbeitungsvorgänge. Seine optimalen Spanbildungseigenschaften und sein geringer Werkzeugverschleiß machen es zu einer ausgezeichneten Wahl sowohl für Hochgeschwindigkeits-Drehautomaten als auch für fortschrittliche CNC-Bearbeitungszentren (Computer Numerical Control), die die Herstellung komplexer, eng tolerierter Komponenten mit hervorragenden Oberflächengüten ermöglichen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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