Kupfer- und Aluminiumlegierungen: Eigenschaften & Einsatz

Kupferlegierungen

Kupfer ist ein Metall von großer industrieller Bedeutung, sowohl als reines Metall als auch als Bestandteil von Legierungen. Dazu gehören:

• Bronze: Legierungen aus Kupfer, Zinn und weiteren Elementen. Sie vereinen die Korrosionsbeständigkeit beider Metalle, sind jedoch deutlich härter und fester. Zu den wichtigsten Arten zählen reguläre Bronze, Phosphorbronze, Messing und Siliziumbronze.
• Messing: Legierungen aus Kupfer und Zink. Sie zeichnen sich durch eine blassgelbe Farbe sowie eine hohe Brillanz und Polierbarkeit aus.
• Cuproaluminiums (Aluminiumbronzen): Legierungen aus Kupfer und Aluminium. Sie bieten aufgrund des Aluminiumanteils eine höhere Korrosionsbeständigkeit als reines Kupfer. Sie sind besonders beständig gegen Seewasser und werden für Bauteile, Pumpen und Kondensatorrohre verwendet.
• Kupfer-Nickel: Kupferlegierungen mit bis zu 30 % Nickel. Sie besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit und finden Anwendung in Bereichen wie der Münzprägung und der Elektrotechnik.
• Neusilber (Alpakka): Bestehend aus Kupfer, Nickel, Zink und Zinn. Neusilber zeichnet sich durch eine gute Korrosionsbeständigkeit aus und wird hauptsächlich für Schmuck sowie chirurgische und zahnmedizinische Instrumente verwendet.

Aluminiumlegierungen

Die Metalle, die am häufigsten für Aluminiumlegierungen verwendet werden, sind:

• Kupfer: Der Anteil sollte 15 % nicht überschreiten, da die Legierung sonst spröde wird. Kupfer erhöht die Härte von Aluminium bei gleichbleibender Verarbeitbarkeit und Leichtigkeit. Es verbessert die Gießbarkeit, unterstützt die Gasentgasung, reduziert jedoch die Korrosionsbeständigkeit. Diese Legierungen werden im Guss- und Schmiedebereich eingesetzt, um Bauteile mit hohen mechanischen Eigenschaften zu fertigen.
• Zink: Erhöht die Härte und Kaltverformbarkeit. Wie bei Kupfer wird die Gießbarkeit verbessert und die Gasentgasung erleichtert, während die Korrosionsbeständigkeit sinkt. Zinklegierungen sind bei gleichen mechanischen Eigenschaften teurer, schwerer und weniger korrosionsbeständig als Kupferlegierungen.
• Magnesium (Mg): Aluminium-Magnesium-Legierungen sind weniger dicht als reines Aluminium. Sie besitzen gute mechanische Eigenschaften, sind leicht zu bearbeiten und zeichnen sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus.
• Mangan: Erhöht die Härte, die mechanische Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium.
• Silizium: Erhöht die Härte und Korrosionsbeständigkeit sowie die Fließfähigkeit der Schmelze. Diese Legierungen sind sehr dehnbar und stoßfest, jedoch schwer zu zerspanen, weshalb sie vor allem für komplexe Gussteile verwendet werden.
• Weitere Legierungselemente: Gelegentlich werden ternäre oder quaternäre Legierungen mit Eisen, Nickel, Titan, Chrom und Kobalt hergestellt.