Yleistietoa kuparista

Kuparin ja tinan seokset olivat ensimmäisiä seoksia, joita alettiin tehdä jo 3000 vuotta eaa. Ne olivat niin tärkeitä, että kokonainen ajanjakso nimettiin pronssikaudeksi. Kylmämuokatut seokset, joissa on 4-8% tinaa ovat kovempia, kestävämpiä ja jäykempiä kuin kylmämuokatut messingit; nauhoina ja lankoina niissä yhdistyvät kovuus- ja korroosionkesto-ominaisuudet, mitkä tekevät niistä ihanteellisia jousimateriaaleja.

Alunperin pronssilla tarkoitettiin kuparin ja tinan seoksia. Nykyisin käsite on laajentunut siten, että kupariseoksia, joissa on muita lisäaineita kuin sinkkiä ja nikkeliä kutsutaan pronsseiksi, esimerkiksi tinapronssit, alumiinipronssit, piipronssit.

Tinapronssit ja fosforipronssit

Tinapronsseja on aikaisemmin nimitetty fosforipronsseiksi. Tämä johtuu siitä, että niiden valmistuksessa pieni määrä fosforia (0,01-0,45) on välttämätön, koska se voimakkaana pelkistysaineena estää hauraan tinaoksidin muodostumisen. Tavallisimmat tinapitoisuudet ovat 4, 6 ja 8%. Seoksia on helppo kylmämuokata etenkin nauhoiksi ja langoiksi. Kylmämuokattuina ne ovat erittäin lujia. Lujuus lisääntyy tinapitoisuuden lisääntyessä. Seosten mekaaniset ominaisuudet yhdistettynä hyvään korroosionkestävyyteen ja johtavuuteen ovat sähkö- ja elektroniikkalaitteiden jousi- ja kosketinmateriaaleina merkittäviä, esimerkkeinä seokset CuSn4 ja CuSn6.

Valettuja fosforipronsseja, joissa on 13 % tinaa ja 2,5 % lyijyä käytetään yleisesti laakereissa, joiden pitää kestää suurta kuormitusta. Niitä käytetään myös jousissa, kiinnikkeissä, akseleissa, venttiilikaroissa ja vaihteissa.

Tinalyijypronssit ja punametallit

Kupariseoksia, joissa on tinaa, sinkkiä ja lyijyä on käytetty yli 2000 vuotta siksi, että ne ovat helppoja valaa, ne ovat erittäin kestäviä sekä kestävät korroosiota. Aikaisemmin niistä tehtiin koruja, peilien kehyksiä, kirkonovia, lamppujen öljypesiä sekä patsaita. Keskiajalla seoksista tehtiin kanuunoita ja silloin seoksesta käytettiin myös nimeä asemetalli (gunmetal).

Tavallisimpia valumetalleja Skandinaviassa ovat tinapronssit, jotka sisältävät 10-12% tinaa. Jos käytetään myös lyijyä kutsutaan seoksia tina-lyijy-pronsseiksi (myös lyijy-tina-pronsseiksi). Tina-lyijy-pronsseja, jotka sisältävät myös sinkkiä, kutsutaan punametalleiksi.

Punametalleja käytetään tunnetusti vaikeahkoissa valuissa, silloin kun lopputuotteen pitää kestää suurta painetta, kuten esimerkiksi venttiileissa, putkiliittimissä ja pumpuissa.

Punametallit ovat suosittu vaihtoehto modernien veistoksien materiaaliksi. Viimeisimpiä esimerkkejä Englannista: Bobby Moore (Wembleyn stadionin ulkopuolella Englannissa), Nelson Mandela (Parlamenttiaukiolla Lontoossa) ja Kohtauspaikka (St. Pancrasin kansainvälinen asema Lontoossa).

Alumiinipronssi

Tavalliset muokattavat seokset sisältävät alumiinia 5-10%. Ne  ovat erittäin lujia. Lujuus lisääntyy alumiinipitoisuuden lisääntyessä. Sitä parannetaan usein myös lisäämällä rautaa, mangaania ja piitä. Korroosio-ominaisuudet ovat erittäin hyvät ja seokset kestävät hapettumista korkeissa lämpötiloissa. Myös kulumiskestävyys on hyvä. Alumiinipronssien käyttöä muokattuina tuotteina rajoittaa niiden vaikea valmistettavuus ja siitä johtuva korkea hinta. Tavallisia käyttökohteita ovat laakerit ja kulutuskappaleet, kuten pumppu- ja venttiilikomponentit, putkiliittimet ja lämmönvaihtimet. Alumiinipronsseja käytetään enemmän valumetalleina.

Viime vuosina eurokolikoissa käytetty alumiinipronssi on tullut suosituksi arkkitehtuurissa, fasadeina ja kattoina.

Berylliumpronssit

Kupariin seostamalla berylliumia 1-2% saadaan parhaat jousimateriaalit, jotka ovat erittäin lujia. Seos on erkautuskarkeneva. Valmistusvaikeudet mm. berylliumin myrkyllisyyden takia tekevät näistä seoksista kalliita, joten usein pyritään valitsemaan tinapronsseja tai vastaavia.

Muita erikoispronsseja

Erikoispronsseja ovat mm. mangaani-, pii- ja kromipronssit. Yhteistä näille on hyvä lujuus ja korroosionkestävyys. Erikoisominaisuuksia voi olla esim. mangaanipronssin käyttö vaimennuslevyinä. Erkautuskarkenevana pronssina mainittakoon Corson-pronssi CuNi2Si, jota käytetään mm. ruuvi- ja pulttimateriaalina.

Joissakin tapauksissa messinkiä voidaan kutsua pronssiksi. Mangaanipronssi on itse asiassa messinki, seostettuna 1% mangaanilla ja 1% lyijyllä, jota käytetään arkkitehtonisiin tarkoituksiin, jolloin mangaanilla saadaan aikaan kaunis suklaanruskea väri.

Termiä "arkkitehtuuripronssi" käytetään messingistä, johon on seostettu 1% lyijyä. Alumiinin lisäys saa aikaan kultaisen kiillon. Kuten kaikki messingit, myös nämä seokset ovat pitkäikäisiä samalla, kun ne ovat varsin esteettisiä; ne tulevat ikääntyessään kauniimmaksi, tekevät rakennuksesta arvokkaan ja tyylikkään sekä sisältä että ulkoa. Niitä käytetään pintoina, ikkunankehyksinä, ovissa, verhouksissa sekä erilaisina seinärakenteina. Seos on erityisesti taiteilijoiden suosiossa muokattavuutensa, pitkäikäisyytensä ja kauniin kullanruskean värinsä ansiosta.
95 tonne bronze propeller
Jatkamalla sivuston käyttöä, hyväksyt evästeiden (cookies) käytön. Lue lisää tästä linkistä. Hyväksy