Heb je je ooit afgevraagd waarom sommige koperlegeringen geschikter zijn voor specifieke toepassingen dan andere? Dit artikel gaat in op de verschillende eigenschappen van messing, tinbrons, roodkoper en witkoper. Het onderzoekt hun samenstelling, uiterlijk en gebruiksmogelijkheden, zodat u begrijpt welke legering het beste bij uw behoeften past. Van elektrische geleiding tot corrosiebestendigheid, ontdek de belangrijkste eigenschappen die deze materialen onderscheiden en hoe ze van invloed zijn op alledaagse toepassingen. Lees verder om weloverwogen beslissingen te nemen over je volgende metaalbewerkingsproject.
Het vroegste bewijs van menselijk gebruik van koper dateert van ongeveer 10.000 jaar geleden, toen archeologen koperen kralen van inheems koper ontdekten in Noord-Irak. In China gaat het gebruik van koper terug tot ongeveer 4000 jaar geleden. Aanvankelijk werd geraffineerd koper gebruikt om voorwerpen te maken, maar de zachtheid en beperkte duurzaamheid leidden tot de ontwikkeling van koperlegeringen door koper te combineren met andere metalen om de eigenschappen te verbeteren.
Tegenwoordig worden koperlegeringen ingedeeld in verschillende categorieën op basis van hun samenstelling en eigenschappen:
Wat is het verschil tussen hen?
Roodkoper, ook wel zuiver koper genoemd, is een zeer zuivere koperlegering die tussen 99,5% en 99,95% koper bevat, waarbij de rest bestaat uit sporen van onzuiverheden. Dit materiaal onderscheidt zich door zijn karakteristieke rozerode kleur, die bij oxidatie een paarse tint krijgt.
Het aanduidingssysteem voor zuivere koperkwaliteiten gebruikt meestal het voorvoegsel "T" gevolgd door een numerieke reeks. Naarmate het volgnummer toeneemt, daalt het kopergehalte over het algemeen. T1 staat bijvoorbeeld voor een hogere zuiverheidsgraad dan T3. Andere zuivere koperkwaliteiten zijn TP2 en TAg0.1, waarbij de laatste een kleine hoeveelheid zilver bevat voor betere eigenschappen. Zuurstofvrije koperkwaliteiten, die een superieure elektrische geleiding en vervormbaarheid bieden, worden aangeduid als TU1 en TU2.
Roodkoper heeft een uitstekend elektrisch en thermisch geleidingsvermogen, een hoge ductiliteit en een goede corrosiebestendigheid. Deze eigenschappen maken het een ideaal materiaal voor verschillende toepassingen, met name in de elektrische en elektronische industrie. Het wordt veel gebruikt bij de productie van elektrische geleiders, waaronder kabels en draden, en in rails, connectoren en andere componenten die een hoge geleidbaarheid en vervormbaarheid vereisen.
De hoge zuiverheid van het materiaal draagt ook bij aan de superieure verwerkbaarheid, waardoor efficiënte vervormingsprocessen zoals trekken, walsen en extrusie mogelijk zijn. Deze eigenschap, gecombineerd met de weerstand tegen werkverharding, maakt roodkoper geschikt voor toepassingen die complexe vormen of de productie van fijne draden vereisen.
Naast de elektrische toepassingen wordt roodkoper gebruikt in thermische managementsystemen, sanitair en architecturale elementen waar de esthetische aantrekkingskracht en corrosiebestendigheid op prijs worden gesteld. De biocompatibiliteit maakt het ook geschikt voor bepaalde medische toepassingen.
| Classificatie | Merksamenstelling | Voorbeelden |
| Zuiver koper | T + volgnummer 1 | T1, T3 |
| Zuiver koper (andere elementen toevoegen) | T + chemisch symbool van toegevoegd element + volgnummer (1) of inhoud van toegevoegd element (2) | TP2, TAg0.1 |
| Zuurstofvrij koper | Tu + volgnummer (1) | TU1 en TU2 |
Messing is een veelzijdige legering die voornamelijk bestaat uit koper en zink, waarbij koper het overheersende element is. Hoewel deze twee metalen de basis vormen, worden er vaak andere elementen zoals lood, tin, aluminium, mangaan en nikkel in verwerkt om specifieke eigenschappen zoals hardheid, sterkte, bewerkbaarheid en corrosiebestendigheid te verbeteren. De kenmerkende gouden tint van messing varieert met de samenstelling en wordt meestal roder naarmate het kopergehalte hoger is.
De classificatie van messing is over het algemeen gebaseerd op het kopergehalte, aangeduid met de letter "H" gevolgd door het percentage koper. H59 bevat bijvoorbeeld ongeveer 59% koper, terwijl H90 ongeveer 90% koper bevat. Complexere messinglegeringen worden aangeduid met een uitgebreide nomenclatuur die het chemische symbool van belangrijke legeringselementen en hun respectievelijke percentages bevat. HPb89-2 geeft bijvoorbeeld een messinglegering aan met 89% koper en 2% lood.
Messing heeft uitstekende mechanische eigenschappen, zoals goede vervormbaarheid en slijtvastheid. Het relatief lage smeltpunt (tussen 900°C en 940°C, afhankelijk van de samenstelling) vergemakkelijkt giet- en machinale bewerkingsprocessen. De inherente zachtheid van de legering, gecombineerd met de slijtvastheid, maakt het ideaal voor toepassingen in kleppen, pijpleidingen en vloeistofverwerkingssystemen waar frequente bediening vereist is.
Bovendien heeft messing opmerkelijke akoestische eigenschappen, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in muziekinstrumenten zoals trompetten, trombones en saxofoons. Doordat het materiaal gemakkelijk te bewerken is en bestand is tegen corrosie, wordt het bij voorkeur gebruikt voor de productie van patroonhouders voor vuurwapens, maar ook voor decoratieve architecturale elementen en scheepsbeslag.
In industriële toepassingen wordt messing vaak gekozen om zijn elektrische en thermische geleidbaarheid, die weliswaar niet zo hoog is als zuiver koper, maar toch aanzienlijk is. Deze eigenschap, in combinatie met de corrosiebestendigheid, maakt messing geschikt voor elektrische componenten en warmtewisselaars in minder agressieve omgevingen.
Gerelateerde lectuur: Soorten messing
Brons is een legering die al sinds de oudheid wordt gebruikt. De vroegste vorm, bekend als tinbrons, bestond voornamelijk uit koper en tin.
In de loop der tijd is de definitie van brons uitgebreid naar alle koperlegeringen, behalve die met een significante hoeveelheid zink (messing) of nikkel (koper-nikkel). Opmerkelijke voorbeelden van bronslegeringen zijn loodbrons, aluminiumbrons en siliciumbrons. Brons vertoont meestal een karakteristieke roodbruine kleur met een blauwgroene patina wanneer het blootgesteld wordt aan de elementen. In China worden bronslegeringen vaak aangeduid met de letter "Q" gevolgd door het chemische symbool van het primaire legeringselement en het percentage, exclusief zink. Bijvoorbeeld, Q Al5 geeft een aluminium brons aan met ongeveer 5% aluminium.
Verschillende gestandaardiseerde soorten gietkoperlegeringen worden veel gebruikt in de industrie. Zo bevat 5-5-5 tinbrons (ZCuSnPb5Zn5) ongeveer 5% tin, lood en zink, en de rest koper. Een andere veel voorkomende legering is 10-3 aluminiumbrons (ZCuAl10Fe3), dat ongeveer 10% aluminium en 3% ijzer bevat. Tinbronslegeringen staan bekend om hun uitstekende gietbaarheid en minimale krimp tijdens het stollen, waardoor ze ideaal zijn voor het vervaardigen van precisiecomponenten zoals turbinebladen, tandwielen, lagers en klepzittingen in veeleisende toepassingen.
Elke bronslegering heeft unieke eigenschappen die geschikt zijn voor specifieke toepassingen. Zo bieden aluminiumbronzen superieure sterkte en corrosiebestendigheid, met name in maritieme omgevingen, terwijl loodbronzen beter te bewerken zijn en vaak worden gebruikt in bussen en lagers. De keuze voor een bepaalde bronslegering hangt af van de specifieke eisen van de toepassing, waaronder mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, slijtvastheid en het gemak van fabricage.
Witkoper, ook bekend als nikkelzilver of Duits zilver, is een legering die voornamelijk bestaat uit koper en nikkel, met zink vaak toegevoegd als derde component. Het kenmerkende zilverwitte uiterlijk verraadt de samenstelling op basis van koper. Hoewel specifieke benamingen per regio en toepassing kunnen verschillen, is het "CUXXX" systeem in sommige normen gebruikelijk.
Witte koperlegeringen worden grofweg ingedeeld in twee hoofdtypen op basis van hun primaire toepassingen:
1. Structureel wit koper: Deze legeringen worden gewaardeerd om hun uitstekende corrosiebestendigheid, vooral in mariene omgevingen, en hun vermogen om een glanzende afwerking te behouden. Ze vertonen goede mechanische eigenschappen, waaronder sterkte en vervormbaarheid. Gangbare kwaliteiten zijn onder andere:
2. Elektrisch wit koper: Deze legeringen zijn ontwikkeld voor hun specifieke elektrische en thermische eigenschappen, met name hun hoge elektrische weerstand en lage temperatuursweerstandscoëfficiënt. Een opmerkelijke kwaliteit is:
| Gewoon wit koper (binair) | B + nikkel (kobalthoudend) gehalte | Bijvoorbeeld: B5, B30. |
| Complex wit koper (meer dan drie yuan) | B + het tweede symbool van het toegevoegde hoofdelement + de inhoud van andere elementen dan koper (getallen gescheiden door "één") | Bijvoorbeeld: BZn15-20, BA16-1.5, BFe30-1-1. |
| Opmerking (1)Het kopergehalte neemt af naarmate het serienummer toeneemt. (2 ): de elementinhoud is de nominale procentuele inhoud (hetzelfde als hieronder). | ||
Qua prijsstelling vertonen koperlegeringen een duidelijke hiërarchie, waarbij puur koper (vaak roodkoper genoemd) de hoogste prijs heeft. Dit is voornamelijk te danken aan zijn superieure elektrische en thermische geleidbaarheid en zijn uitstekende corrosiebestendigheid. Na zuiver koper komt cupronikkel (ook bekend als wit koper) op de tweede plaats qua kosten. Deze legering, meestal samengesteld uit koper en nikkel, biedt een verbeterde sterkte en corrosiebestendigheid, vooral in maritieme omgevingen.
Brons, een legering die voornamelijk bestaat uit koper en tin, staat op de derde plaats in het prijsspectrum. De kosten variëren afhankelijk van de specifieke samenstelling, waarbij sommige gespecialiseerde bronzen (zoals aluminiumbrons of siliciumbrons) hogere prijzen kunnen opleggen vanwege hun unieke eigenschappen.
Messing, een legering van koper en zink, is over het algemeen de voordeligste koperlegering. De lagere kosten in combinatie met de goede bewerkbaarheid en het aantrekkelijke uiterlijk maken het een populaire keuze voor verschillende toepassingen. Het is echter belangrijk op te merken dat messing, ondanks het feit dat het de goedkoopste koperlegering is, nog steeds een aanzienlijk hoger prijskaartje heeft in vergelijking met ferrometalen zoals ijzer of staal.
Deze prijsstructuur weerspiegelt niet alleen de grondstofkosten, maar ook de specifieke eigenschappen, productieprocessen en marktvraag voor elke legering. Bij het selecteren van materialen voor technische toepassingen is het essentieel om niet alleen rekening te houden met de initiële materiaalkosten, maar ook met factoren zoals levensduur, prestaties in de beoogde omgeving en de totale levenscycluskosten.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO