Monet ihmiset tietävät pronssista vain senveistoksia ja monumentteja valetaan. Itse asiassa tämä metalli on riistämättä ihmisten huomiosta ansaitsematta. Ei turhaa, että ihmiskunnan historiassa oli jopa pronssikausi - koko aikakausi, jonka aikana seoksella oli hallitseva asema. Tämä on yksi harvoista materiaaleista, joita käytetään sekä teollisuudessa että taiteessa. Kupariseoksen ja tinan ominaisuudet ovat yksinkertaisesti välttämättömiä monilla aloilla. Sitä käytetään työkalujen valmistuksessa, konepajateollisuudessa, kirkonkellojen valuun ja niin edelleen. Lisäksi nykyään on olemassa suuri joukko metallilaatuja, joilla jokaisella on tiettyjä, esimuotoiltuja ominaisuuksia.
Ensimmäinen maininta kuparin ja tinan seoksestapäivätty 4. vuosituhannelle eKr. Historialaisten mukaan juuri tämä tekninen läpimurto antoi Mesopotamian sivilisaatiolle mahdollisuuden ottaa johtava asema tuolloin. Etelä-Iranissa suoritetut arkeologiset kaivaukset osoittavat pronssin laajan käytön nuolenpäiden, tikarien, keihään, kirvesten ja miekkojen valmistuksessa. Löytöistä löytyy jopa sisustusesineitä, esimerkiksi huonekaluja ja peilejä, sekä kannuja, amforaa, maljakoita ja lautasia. Samaa seosta käytettiin muinaisten kolikoiden verrossa ja korujen valmistuksessa.
Pronssi keskiajalla alkaa aktiivisestikäytetään Euroopassa. Siitä valmistetaan massiivisia esineitä, kuten aseita ja kirkon kupolia. Myöhemmässä vaiheessa, konepajateollisuuden kehitystyön myötä, myös tällainen universaali metalli ei jäänyt huomaamatta. Sitä arvostettiin pääasiassa kitkan- ja korroosionesto-ominaisuuksistaan. On kuitenkin huomattava, että aikaisemmin käytetty materiaali oli jonkin verran erilaista kuin mitä pronssi on nykyään. Seoksen koostumus sisälsi monia pieniä epäpuhtauksia, heikentäen merkittävästi sen laatua.
Nykyään materiaalitieteessä kutsutaan seokseksikaksi metallia: kupari ja tina, joita voidaan käyttää monissa eri suhteissa. Jotta metalli saisi halutut ominaisuudet, tähän pariin voidaan lisätä sinkkiä, fosforia, magnesiumia, lyijyä ja piitä. Tahattomien epäpuhtauksien esiintyminen nykyaikaisen tekniikan avulla on käytännössä vähennetty nollaan.
Useimmissa tapauksissa sitä pidetään hyväksyttävänäkuparin ja tinan suhde 85-15 prosenttia. Toisen komponentin osuuden pieneneminen tämän tason alapuolelle aiheuttaa useita ongelmia, joista suurin on segregaatio. Tätä termiä metallurgists kutsuvat seoksen erottamisprosessiksi ja sen epätasaiseksi jähmettymiseksi.
Asiantuntevat ihmiset voivat vain oppia paljon materiaalistakatsomalla pronssin väriä. Koostumus vaikuttaa suoraan tähän parametriin. Kuten arvata saattaa, kupari antaa seokselle punaisen sävyn. Siksi sen prosenttiosuuden lasku muiden komponenttien hyväksi tarkoittaa värin asteittaista siirtymistä himmeämpiin sävyihin.
Mitä tulee käytännön ominaisuuksien muuttamiseenseosta kokeillessaan sen koostumusta, tilanne on seuraava. Materiaalin muokattavuus riippuu suoraan sen tinapitoisuudesta. Mitä pienempi se on, sitä muokattavampi pronssi on, mutta tämä väite pitää paikkansa vain tiettyyn rajaan asti. Joten kun se saavuttaa 50%: n rajan, seos muuttuu jälleen pehmeäksi.
Vahvaa ja kestävää materiaaliaTämä melko alhainen sulamispiste ja hyvä muokattavuus eivät voineet kiinnostaa luovia ihmisiä, erityisesti kuvanveistäjiä. Jo 5.-4. Vuosisadalla eKr Kreikassa pronssipatsaiden valmistustekniikka kehitettiin pienintä yksityiskohtaa myöten, mikä on edelleen ajankohtaista.
Aseiden ja myöhemmin muiden sotilastarvikkeiden valmistuksessa pronssia on aina käytetty. Näihin tarkoituksiin käytettävän seoksen koostumus sisältää pääsääntöisesti 90% kuparia ja vain 10% tinaa.
Soittokellon on oltava melodinen ja senäänen pitäisi miellyttää korvaa kaukaa. Kummallista, mutta pronssilla on tällaisia musiikillisia kykyjä. Kellon kuulostamisen parantamiseksi se on valmistettu seoksesta, jossa on korkea tinapitoisuus (20-22%). Joskus siihen lisätään myös vähän hopeaa. Kellojen ja muiden lyömäsoittimien valmistuksessa käytettävät pronssilajit ovat ehdottomasti sopimattomia käytännön käyttöön muilla aloilla. Tämä johtuu siitä, että tällaisella seoksella on hienorakeinen rakenne ja lisääntynyt hauraus.
Ensimmäistä kertaa seos, joka koostuu 90% kuparista, 9% tinaa ja1% fosforia käytti Künzel vuonna 1871. Sitä kutsuttiin fosforipronssiksi, ja materiaali löysi sovelluksensa pääasiassa konepajateollisuudessa. Siitä valettiin erilaisia koneen osia, jotka altistuvat kitkalle. Fosforia tarvitaan lisäämään joustavuutta ja parantamaan korroosionesto-ominaisuuksia. Tämän metallin tärkein etu on, että se täyttää ihanteellisesti kaikki syvennykset valun aikana.
Alumiinipronssi, jonka koostumus on erilainenkorkea kuparipitoisuus (jopa 95%), ulkonäöltään hyvin samanlainen kuin kulta. Kauneuden lisäksi sillä on useita muita kiistattomia etuja. Esimerkiksi 5% alumiinin lisääminen mahdollistaa seoksen kestävän altistumisen aggressiivisille ympäristöille, kuten korkealle happamuudelle, pitkään.
Materiaalina erilaisten osien valmistukseenkoneissa, tämä metalli on lähes yleisesti korvannut fosforipronssin paperitehtailla ja ruuti- tuotannossa, koska se kestää paremmin repeytymistä.
Piitä lisätään seokseen lisäämäänsähkönjohtavuus. Tätä laatua käytetään puhelinjohtojen valmistuksessa. Piipronssin vertailukoostumus on seuraava: 97,12% kuparia, 1,14% tinaa, 0,05% piitä.
Hankintaprosessi voi olla vaikeinylpeillä mangaaniseoksella. Koko menettely tapahtuu useissa vaiheissa. Ferromangane lisätään ensin sulaan kupariin. Sitten tietyn lämpötilan ylläpitämisen jälkeen lisätään tinaa ja tarvittaessa sinkkiä. Brittiläinen Bronce Company valmistaa useita mangaani -pronssilaatuja, joilla on erilainen viskositeetti ja kovuus. Tätä seosta voidaan käyttää lähes kaikilla teollisuudenaloilla.
