Bronze

Bronze, Kupfer-Zinn-Legierung mit überwiegendem Kupfergehalt. Für besondere Zwecke, wie die untenstehenden Beispiele zeigen, erhalten die Bronzen mehr oder weniger große Zusätze von Zink, so daß man es in einigen Fällen tatsächlich mit Legierungen von Bronze und Messing zu tun hat. Andre Metalle und Metalloide, wie Blei, Mangan, Nickel, Eisen, Antimon, Arsen, Phosphor, werden bei der Bronzeherstellung oder beim Bronzeguß nur in geringeren Mengen zugeschlagen. Einzelne derselben (Mangan, Phosphor) haben nicht einmal die Aufgabe, Bestandteile des fertigen Bronzestückes zu bilden, sondern sollen etwa vorhandene Sauerstoffverbindungen (Cu₂O) reduzieren bezw. deren Bildung beim Schmelzen und Umgießen verhüten.

Die eigentlichen Bronzen bilden gold- bis rotgelbe Metalle, auf glatten, polierten Flächen stark glänzend, auf Bruchflächen körnig. Dem Kupfer gegenüber besitzen sie die Vorzüge leichterer Schmelzbarkeit, größerer Härte und Elastizität, vorzüglicher Politurfähigkeit und eines oft hervorragenden Klangreichtums. Diese Vorzüge werden allerdings durch die Nachteile geringerer Dehnbarkeit und Fertigkeit aufgewogen. Für die mechanische Bearbeitung im festen Zustande eignen sich diese Legierungen daher zum Teil weniger als für die Metallgießerei, bei[311] der ihre Leichtschmelzbarkeit (780–900°) und ihre Fähigkeit, die Formen gut auszufüllen (s. Gießerei), von großem Werte sind. Im Gegensatz zu Stahl wird Bronze durch Erwärmen und schnelles Abkühlen (Anlassen) weicher als bei langsamer Abkühlung. Im letzteren Falle, besonders wenn die Bronze geschmolzen war, kann sogar ein teilweises Aussaigern von Zinn oder zinnreichen Legierungen aus leichter erstarrenden kupferreicheren Legierungen innerhalb des Gußstückes stattfinden; es zeigen sich dunkle Metallabscheidungen, die in helleren (Zinntlecken) eingebettet erscheinen. Das zum Gießen eingeschmolzene Metall darf daher nicht weit über seinen Schmelzpunkt erhitzt werden. Die Herstellung der Bronzen geschieht durch getrenntes Einschmelzen von Kupfer (in Flamm- oder Tiegelöfen) und Zinn und Vereinigung beider Metalle. An Stelle von Zinn benutzt man auch wohl zinnreiche Kupferlegierungen. Beim Einschmelzen der Metalle ist zu beachten, daß bei Luftzutritt ein Teil des Zinnes zu Zinnoxyd verbrennt, das dann aus dem Metallbade austritt, während das sich ebenfalls bildende Kupferoxydul in fast allen Verhältnissen in Bronze löslich ist, das entstehende Metall aber sehr spröde und brüchig macht. Man verhütet diese Uebel Stände, indem man die Luft durch auf das Metallbad gestreutes Holzkohlenklein und aufgelegte gröbere Holzkohle abhält oder indem man durch Zuschlag von Phosphor als solchem (sehr verlustreiche und nicht ungefährliche Arbeit), besser als Phosphorkupfer, auch von Mangan als Mangankupferlegierung, in neuester Zeit am einfachsten durch Zu Schmelzen von Aluminium, etwa gebildete Metalloxyde reduziert. Phosphor, Mangan und Aluminium gehen als Oxyde in die Schlacken. Sehr große Mengen von Kupferoxydul werden beim Eintauchen von grünen Holz Stämmen in das geschmolzene Metall durch die Destillationsprodukte des Holzes reduziert (vgl. Polen unter Kupfer). Zu den eigentlichen Bronzen gehören:

1. Geschützbronze. Die beste Zusammensetzung derselben ist 90–91% Kupfer neben 10–9% Zinn. Mit Rücksicht auf ihre Verwendung zu Geschützrohren werden an die Fertigkeit dieser Bronze bei einer gewissen Elastizität und Härte sehr hohe Ansprüche gestellt, So daß beim Einschmelzen derselben eine Oxydbildung ganz besonders vermieden werden muß. Von großer Bedeutung für Geschützbronzen war die Entdeckung, daß Solche Legierungen durch Strecken über die Elastizitätsgrenze in ihren obengenannten Eigenschaften ganz wesentlich verbessert werden. So gelang es v. Uchatius, guten Geschützbronzen durch Kaltstrecken bis auf etwa 20% über die Elastizitätsgrenze die wertvollen Eigenschaften des Stahles zu erteilen. So veränderte Bronze ist unter dem Namen Stahl- oder Uchatiusbronze bekannt.

2. Glockenbronze. Die besten Sorten der Sogenannten Glockenspeise enthalten annähernd 80% Kupfer und 20% Zinn. Man ändert das Verhältnis zwischen Kupfer und Zinn aber auch bis auf 60 : 40 ab. Ein teilweiser Ersatz des Zinnes durch Blei (bis 4%) und Zink (bis 6%) findet Seltener Statt. Auch die für Tam-Tams, Gongs und ähnliche mehr auf lautes Getöse als reinen Klang berechneten, flach schalenförmigen Instrumente benutzten Legierungen gleichen in ihrer Zusammensetzung den besseren Glockenbronzen.

3. Maschinenbronzen. Da Legierungen, die für Maschinenteile Verwendung finden Sollen, außer den obengenannten Ansprüchen noch der Bedingung genügen müssen, sich in festem Zustande auf mechanischem Wege verarbeiten zu lassen, So ist begreiflicherweise der Kupfergehalt ein um So höherer, je höher die Se letzteren Anforderungen gestellt werden. Er ist Selten niedriger als 84%, Steigt aber Sogar bis zu 98%, neben 16–2%, Zinn.

4. Münzen- und Medaillenbronze. Aus den obenerwähnten Gründen wird auch für Münzen- und Medaillenbronze der Kupfergehalt ziemlich hoch gewählt. So enthalten z.B. die deutschen Kupfermünzen 96% Kupfer, 30% Zinn und 1% Zink.

5. Phosphorbronze, meist sehr kupferreiche Legierungen (90–95% Kupfer), haben ihren Namen von einem Phosphorzusatze, den man nach dem Zusammen Schmelzen der Bestandteile in Form von Phosphor, Phosphorkupfer, Phosphorzinn zur Reduktion etwa vorhandenen Kupferoxyduls zu geben pflegt. Die Phosphorbronze des Handels, die erst zur Herstellung von Gußstücken dienen Soll, Sollte noch geringe Mengen Phosphor (bis zu 0,75%) enthalten, um beim Schmelzen und Gießen die Bildung von Kupferoxydul zu verhüten. Die fertigen Gußstücke sind aber oft vollständig frei von Phosphor, da derselbe bei der Reduktion von Kupferoxydul als P₂O₅ in die Schlacke geht.

6. Bei der Kunst- oder Statuenbronze schwankt der Kupfergehalt zwischen 73 und 90% bei nur 8–3% Zinn, aber mit größeren Zu Sätzen andrer Metalle, wie Zink (17–3%) und Blei (bis 3%). In diesem Falle treten die Bedingungen der guten Ausfüllung der Form und der Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Einflüsse mehr in den Vordergrund als die übrigen Eigenschaften der Bronzen.

7. Von einer guten Spiegelbronze zur Herstellung von Metall Spiegeln verlangt man möglichst vollkommene Polierfähigkeit, die wieder einen bestimmten Härtegrad und große Dichtigkeit voraussetzt. Möglichste Unempfindlichkeit gegen atmosphärische Einflüsse ist natürlich auch erwünscht. Der Kupfergehalt tritt daher in diesen Legierungen auf 68–64% zurück, während der Zinngehalt auf 30–32% steigt. Außerdem sollen sich Zusätze von Nickel, Arsen und auch Platin bewährt haben.

Bronze war augenscheinlich Schon früher bekannt, als die ältesten Schriftlichen Ueberlieferungen angeben. Als ältestes Metall läßt es sich zwar nach neueren Untersuchungen nicht mehr betrachten [8], da auch eiserne. Geräte neben Bronzegegenständen an Fundorten entdeckt sind, die Späteres Hinzukommen der ersteren ausschließen. Den alten Aegyptern und asiatischen Völkern, besonders den Chinesen. ist die Bronze seit Urzeiten bekannt gewesen. Der Statuenguß entwickelte sich zur Blütezeit altgriechischer und altrömischer Kunst zu hoher Vollkommenheit. Im Mittelalter verpflanzte sich die Kunst des Bronzegusses von Italien auch nach Süddeutschland (Nürnberg, Augsburg, München). In neuester Zeit wetteifern Japan, Frankreich und Deutschland sowohl in der Herstellung von Bronzen für technische und künstlerische Zwecke als auch[312] in der Färbung und sonstigen Verzierung bronzener Kunstgegenstände. Bezüglich der Bezugsquellen für Bronze und Bronzewaren in Deutschland muß auf [10] verwiesen werden.

Literatur: [1] Bischoff, Kupfer und seine Legierungen, Berlin 1865. – [2] Bibra, Bronze und andre Kupferlegierungen der ältesten Völker, Erlangen 1869. – [3] Uchatius, Stahlbronze, Wien 1873. – [4] Künzel, Bronzelegierungen und ihre Verwendung für Geschützrohre und sonstige technische Zwecke, Dresden 1875. – [5] Ledebur, Verarbeitung der Metalle auf mechanischem Wege, Braunschweig 1877. – [6] Müller, Bronzefabrikation, Wien 1877. – [7] Ledebur, Metallverarbeitung, Braunschweig 1882. – [8] Beck, Geschichte des Eisens, Braunschweig 1884. – [9] Ledebur, Legierungen, Berlin 1890. – [10] Rentzsch, Reichsadreßbuch I, Montan-, Metall- und Maschinenindustrie, Leipzig und Berlin.

Bujard.