Transparant

In oldtimers zijn een grote hoeveelheid onderdelen van koper, messing dan wel brons gemaakt. Ik krijg regelmatig vragen over de verschillen tussen deze materialen. In het onderstaand artikel worden de materialen beschreven alsmede enkele testen om onderscheid tussen deze materialen te kunnen maken.


In essentie is het gebied van koper en koperlegeringen op te delen in drie gebieden:

  1. Zuiver koper.
  2. Koper - zinklegeringen, messing.
  3. Koper - tinlegeringen, brons.

Zuiver koper
Eigenschappen
Koper heeft een roodachtige kleur waardoor het ook wel rood koper wordt genoemd.
De eigenschappen zijn:

  • het heeft een soortelijke massa van 8,95 kg/dm3;
  • bij deformatie verstevigt het materiaal sterk, tussengloeiing is nodig. Het materiaal wordt geleverd in de kwaliteiten hard, half hard en zacht;
  • koper is een zeer goede stroomgeleider; Toepassing in de kabelboom van de auto;
  • koper is een zeer goede warmtegeleider; Toepassing als materiaal voor de radiator;
  • koper is redelijk bestand tegen oxidatie omdat het oxidatie-laagje afsluitend is en verder oxidatie bemoeilijkt;

Toepassing
zuiver koper: De toepassingen van zuiver koper zijn bekend als: huishoudelijke waterleiding, stroomkabels, puntlaselektroden en dakbedekking.

Bewerkbaarheid
Het materiaal is goed te verspanen. De lange spaan is lastig. De koudvervormbaarheid is goed (met versteviging). Koper laat zich zeer goed zacht en hard solderen. Koper is slecht lasbaar door de grote warmtegeleiding en de dikvloeibaarheid van de smelt. Het materiaal is slecht gietbaar en neemt in de vloeibare fase snel gassen op.


Messing
Messing is een koper/zinklegering. Het percentage zink (minimaal 10%) kan variëren van 10% tot 46%. Messing heeft heel andere eigenschappen dan de elementen waaruit het bestaat.

Koper en zink zijn beide slecht gietbaar. Zink is niet te smeden. Messing is goed gietbaar en te smeden. Messing is beter bestand tegen oxidatie dan koper en zink. Bij hoge temperatuur kan er wel ontzinking optreden.

De messingsoorten zijn in te delen in drie hoofdgroepen:

  1. Gietmessing.
  2. Kneedmessing.
  3. Soldeermessing.

1. Gietmessing
Gietmessing kan worden gebruikt als het materiaal na het gieten niet meer hoeft te worden koud vervormd.
De mechanische eigenschappen worden bepaald door de koper/zinkverhouding en de voorkomende andere elementen. De weerstand tegen corrosie neemt af bij toenemend zink gehalte.

Enkele gietlegeringen zijn:

  • G CuZn15: voor soldeerflensen, hang- en sluitwerk waarbij de gele kleur een rol speelt;
  • G CuZn35: voor algemene toepassing zoals gegoten walsflenzen en sanitaire kranen;
  • G CuZn 40: afsluiters en andere appendages, patrijs-poorten;
  • G CuZn 35 3AlFeMn: voor hoog belaste constructie-onderdelen, het materiaal is taai en sterk.   

Gietmessing is goed te verspenen, solderen en lassen maar slecht smeedbaar.

2. Kneedmessing
Bij kneedmessing is het messing door middel van koud vervormen (smeden, pletten persen, trekken) in de gewenste vorm gebracht.
De legeringen hebben meestal minder dan 40% zink.
De toepassing van kneedmessing ligt vooral in het gebied van de huishoudelijke voorwerpen, siervoorwerpen, onderdelen voor uurwerken, onderdelen voor elektrische apparaten, sluitringen, scharnieren, schroeven en in oldtimers vlotters voor carburateurs en delen voor radiateurs.

3. Soldeermessing
Soldeermessing is een legering met 40% - 49 % zink en wordt ook wel hard soldeer genoemd. De smelttemperatuur ligt in het gebied tussen 840?C en 905?C.

Brons

Brons is een koper/tinlegering (minimaal 4% tin). Naast tin kan er ook nog zink, lood en fosfor als legeringelement aan zijn toegevoegd.

De meest toegepaste bronssoort is gietbrons

Alle bronssoorten zijn goed tot zeer goed bestand tegen slijtage en derhalve een uitstekend lagermateriaal. De overige eigenschappen zijn afhankelijk van de legeringbestanddelen:
Tin:
Bij toenemend tingehalte wordt brons:

  • harder en brosser;
  • minder goed bestand tegen stotende belasting;
  • beter bestand tegen slijtage;
  • beter bestand tegen hoge vlakdruk.

Zink:
Zink maakt het brons:

  • minder hard en bros;
  • minder goed bestand tegen slijtage;
  • beter gietbaar.

Lood:

  • beter bewerkbaar;
  • beter bestand tegen slijtage (ook bij onvolkomen smering);
  • beter geschikt voor hoge glijsnelheden;
  • minder geschikt voor grote vlaktedrukken.


Gietbrons is goed te verspanen, te lassen en te solderen. Gietbrons is slecht te smeden.

Bronssoort Voorbeeld type Toepssing
Zinkvrij brons G CuSn 14 Algemene machine en apparatenbouw, lagers, taatsen, appendages
Zinkbrons G CuSn 10 Zn 2 lgemene machinebouw, lagermetalen, tandwielen, wormwielen, appendages, pomphuizen
Zinkloodbrons G CuSn 5Pb5 Zn5 Licht belaste lagermetalen, tandwielen
Loodbrons G CuSn 10 Pb10 Weinig lood: lagers met grote vlakte-drukken, lage glijsnelheden; Veel lood: geringe vlaktedrukken, hoge glijsnelheden.
Fosforbrons   Onderdelen van apparaten in de chemische en voedingsindustrie, scheepsschroeven en patrijspoorten


Hoe maak je onderscheid tussen koper, Messing en Brons?

De eerste methode is op basis van de kleur:
Koper        : Rood
Messing    : geel
Brons        : bruingeel

messing-koper-bronsLinks een messing moer, in het middelen een koperen dichtring en rechts een stukje stafmateriaal van brons.

Het verschil tussen koper en messing/brons is vrij groot en eenvoudig te zien. Tussen messing en brons is het niet altijd even duidelijk. De magnetische eigenschappen kunnen uitsluitsel geven.

Magnetische eigenschappen
Koper en brons zijn absoluut niet magnetisch. Messing kan enigszins magnetisch zijn, afhankelijk van de samenstelling. Met een sterke magneet is het onderscheid waar te nemen.


messing magnetischEen messing moer blijft net aan de magneet hangen.

Chemische eigenschappen
Door het uitvoeren van een chemische spottest kan onderscheid worden gemaakt tussen messing en brons. Hierbij wordt gebruik gemaakt van geconcentreerd salpeterzuur. Normaal gesproken heb je dit niet in huis en maakt dat deze test minder praktisch is.
Als een druppel zuur op het oppervlak wordt gebracht kijk je naar de reactie (verkleuring).
Messing reageert snel en geeft een groene verkleuring.
Bij brons duurt het langer voordat een verkleuring optreedt. De kleur wordt dan blauw-groen.

Geluid
Afhankelijk van de vorm is het mogelijk onderscheid te maken op basis van het geluid dat ontstaat door licht op het voorwerp te tikken met b.v. een ballpoint.
Bij zacht koper ontstaat er een dof geluid. Bij messing een licht klinkend geluid en bij brons een helder klinkend geluid.
Voor deze test moet je wel enige ervaring hebben.

Transparant