Was ist Messing?
Bei Messing handelt es sich um eine Kupferlegierung, die aus Kupfer und Zink besteht. Unter den verschiedenen Legierungen des roten Metalls, wie etwa Bronze oder Neusilber zählt sie zu den am weitesten verbreiteten. Die Farbe des Metalls hängt vom Kupfer-Zink-Mischungsverhältnis ab: Ist die Legierung bei höherem Kupferanteil eher goldrot, verändert sich die Farbe mit steigendem Zinkgehalt ins Hellgelbe.
Das Zink als Legierungselement von Messing steigert die Härte des Kupfers als Grundmaterial, allerdings erreicht sie nicht die von Bronze, bei der es sich um eine Kupfer-Zinn-Legierung handelt. Anders als Stahl- oder Aluminiumlegierungen lässt sich Messing außerdem nicht durch Wärmebehandlung aushärten. Lediglich die Wahl der richtigen Legierung und kalte Umformverfahren wie Walzen, Schmieden oder Ziehen haben Einfluss auf die Festigkeit des Materials.
Welche Messingsorten gibt es?
Nicht nur die Messingfarbe ändert sich durch den Zinkgehalt, sondern auch die Messingsorte, von denen es insgesamt rund 60 gibt. Der Anteil des Legierungsmetalls wird stets in Prozent angegeben. In der Regel beträgt dieser nicht mehr als 50 Prozent, da das Metall ansonsten spröde wird und sich die Verarbeitbarkeit zu sehr verschlechtert. Dementsprechend hat die sehr verbreitete Messing-Legierung CuZn37 einen Zinkanteil von 37 Prozent. Dank der großen Bandbreite stehen zahlreiche Messinglegierungen je nach Bedarf mit verschiedensten chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften zur Verfügung.
Kommen weitere Legierungselemente, wie zum Beispiel Aluminium, Eisen, Mangan oder Zinn hinzu, spricht man von Sondermessing. Bronze oder Neusilber fallen jedoch nicht darunter. Um die Zerspanbarkeit des Materials zu erhöhen, kann zudem auch ein geringer Anteil Blei hinzugefügt werden, sodass man das sogenannte Zerspanungs- oder Automatenmessing erhält.
Messing wird abhängig von der Verarbeitungsart unterschieden in:
- Kaltformmessing
- Warmformmessing
- Gussformmessing
Die bereits erwähnte Messingsorte CuZn36 gehört zu den Kaltformmessingen. Gemeinsam mit CuZn37 gehört sie zu den bedeutendsten Legierungen, deren Stärke vor allem in der hervorragenden Kalt- und Warmumformbarkeit liegt. Üblicherweise besteht Kaltformmessing ausschließlich aus den zwei Legierungselementen Kupfer sowie aus fünf bis 37 Prozent Zink. Sie verfügen über eine sehr homogene Gefügestruktur, weshalb sie ?-Messinge bezeichnet werden.
Ihre gute Verformbarkeit ändert sich mit zunehmendem Zinkgehalt kaum. Kaltformmessinge sind ausgesprochen gut dazu geeignet, um sie zu Halbzeug, beispielsweise Bänder oder Bleche zu walzen. Ebenso entstehen aber auch Messingdraht und dünnwandige Rohre aus diesem Material. Da die Festigkeit durch die Kaltfverformung entsprechend beeinflusst werden kann, sind Kaltformmessinge sowohl in sehr weicher als auch in federharter Ausführung erhältlich.
Warmformmessing besitzt hingegen eine heterogene Gefügestruktur. Neben dem ?-Gefüge ist hier nämlich ein weiterer Gefügebestandteil, die sogenannte ?-Phase enthalten. Diese sorgt für die hohe Warmformbarkeit des Materials. Aufgrund der Eigenschaften von Warmformmessing werden aus diesem Messingrohre, -stangen, -drähte und auch Messingprofile im Strangpressverfahren hergestellt. Zudem lässt er sich optimal schmieden.
Für die kostengünstige Fertigung von Teilen und Messing-Halbzeugen in großen Mengen eignen sich hingegen Gussformmessinge. Das Material weist beim Erstarren nur eine minimale Entmischung und ein sehr homogenes Gefüge auf. Um die Formgießbarkeit von Messingguss-Legierungen zu erhöhen, werden ihnen Legierungselemente wie Aluminium oder Silizium beigemischt.
Allerdings lassen sich auch Knetlegierungen gut gießen. Da die gewünschte Endform der Halbzeuge in einem Arbeitsgang erreicht wird, ist das Gießen – namentlich der Druck-, Kokillen- und Schleuderguss – ein sehr praktisches Herstellungsverfahren. Lediglich die Oberflächenqualität fällt im Vergleich zu anderen Methoden geringer aus.
Welchen Schmelzpunkt hat Messing?
Der Schmelzpunkt von Messing hängt vom Anteil des Legierungsmetalls Zink ab. Es schmilzt bereits ab einer Temperatur von 419,5 °C, Kupfer hingegen bei 1.085 °C. Mit steigendem Zinkgehalt sinkt auch der Schmelzpunkt von Messing. Bei der Legierung CuZn37 (37 Prozent Zinkanteil) beträgt dieser zwischen 902 und 920 °C, bei CuZn5 (fünf Prozent Zinkanteil) erst bei 1.050 bis 1.065 °C.
Was hat Messing für eine Dichte?
Auch für die Dichte ist der Zinkgehalt der Messing-Legierung maßgeblich. Zink hat nämlich nicht nur einen viel geringeren Schmelzpunkt als das Grundmetall Kupfer, sondern auch eine niedrigere Dichte. Mit sinkendem Zinkanteil steigt auch die Dichte des Messings. Bei CuZn40 beträgt diese 8,41 g/cm³, bei CuZn5 liegt sie bei 8,86 g/cm³ – ein Unterschied von immerhin fünf Prozent.
Warum rostet Messing nicht?
Messing rostet aus demselben Grund nicht, weshalb Aluminium nicht rostet: Die Legierung besteht hauptsächlich aus Kupfer und Zink und besitzt keinerlei Eisenanteile. Wie beim Aluminium bildet sich jedoch mit der Zeit eine Oxidschicht, die das Metall unschön aussehen lassen kann.
