Pronssi kuparin ja tinan metalliseos selitys, eri tyypit ja ominaisuudet

Pronssi on metalliseos. Pronssi on enimmäkseen kuparia, johon on lisätty hieman tinaa (yleensä 5–20 % tinaa) sen lujittamiseksi.

Kun metalliseosta kutsutaan pronssiksi, sillä tarkoitetaan yleensä kuparin ja tinan seosta. Kun seoksen nimeämiseen käytetään kahta sanaa ja toinen sanoista on pronssi, se tarkoittaa, että seos on valmistettu pääasiassa kuparista. Toinen sana kertoo, mitä muuta metallia kuparin kanssa on yhdistetty seoksen valmistamiseksi.

Muut pronssit ovat:

Alumiini Pronssi
Lyijypronssi
Piipronssi
Fosforipronssi

Pronssia ei pidä sekoittaa messinkiin, joka on kuparin ja sinkin eri seos.

Yleisiä ominaisuuksia

Lujuus ja kova pinta: tinapronssit ovat usein kovempia ja kestävämpiä kuin puhdas kupari.
Kulumis- ja korroosionkestävyys: monet pronssit ovat hyvin korroosionkestäviä, erityisesti merivedessä käytettävät alumiini- ja piipronssit.
Hyvät mekaaniset ominaisuudet: pronssit sopivat laakereihin, hammaspyöriin ja työkaluosiin johtuen hyvästä kulutuskestävyydestä ja voiman siirrosta.
Hyvät akustiset ominaisuudet: kellot ja soittimet tehdään usein pronssista sen miellyttävän äänen takia.
Ei-magneettisuus: useimmat pronssit eivät ole magneettisia.

Erilaisten pronssien tyypit ja käyttö

Tinapronssi (perinteinen pronssi)

Tavallinen tinapronssi koostuu pääosin kuparista ja tinasta (yleensä 5–20 % Sn). Sitä käytetään veistoksissa, kolikoissa, putkissa ja koneenosissa. Tinapronssi muodostaa usein kauniin ruskean tai kuparinpunaisen pinnan, joka ajan myötä saa patinan (vihreähkö kerros).

Alumiinipronssi

Alumiinipronssi sisältää alumiinia (usein 5–11 %) ja muita lisäaineita kuten rautaa tai nikkeliä. Se on erityisen luja, kulutusta ja murtumista kestävä sekä hyvin korroosionkestävä, minkä vuoksi sitä käytetään mm. laivanruuveissa, venttiileissä, hammaspyörissä ja raskaan kaluston osissa.

Lyijypronssi (leaded bronze)

Lyijypronssi sisältää pieniä määriä lyijyä, joka parantaa koneistettavuutta ja liukuominaisuuksia. Sitä käytetään usein laakereissa, holkeissa ja osissa joissa tarvitaan helppoa koneistettavuutta ja hyvää voitelua. Huom. lyijyä sisältävät seokset eivät sovi elintarvikekäyttöön tai kirjaimelliseen kosketukseen ilman erityistoimia.

Piipronssi (silicon bronze)

Piipronssi tai piipitoiset pronssit sisältävät piitä, usein yhdessä tinan kanssa. Ne ovat korroosionkestäviä ja hyviä hitsattavuuden sekä mekaanisten ominaisuuksien kannalta. Piipronssia käytetään mm. vene- ja rakennusteollisuudessa sekä elektroniikan osissa.

Fosforipronssi

Fosforipronssi sisältää pienen määrän fosforia, joka parantaa lujuutta, kulutuskestävyyttä ja sitkeyttä. Fosforipronssi säilyttää hyvät jousiominaisuudet ja sopii erinomaisesti jousiin, liittimiin, sähkökoskettimiin ja herkempiin koneenosiiin.

Käyttökohteet

Veistokset ja korut – kaunis väri ja patina.
Teollisuusosat – laakerit, holkit, hammaspyörät ja venttiilit.
Meri- ja offshore-sovellukset – erityisesti alumiini- ja piipronssit.
Musiikki-instrumentit ja kellot – akustiset ominaisuudet.
Sähköliittimet ja jouset – fosforipronssi.

Käsittely ja tuotantomenetelmät

Pronssia voidaan valmistaa valssaamalla, valemalla, koneistamalla ja valamalla. Monet pronssit voidaan myös lämpökäsitellä (esim. pehmeämmäksi annealoimalla) tai lujittaa kylmämuokkauksella. Koneistusominaisuudet vaihtelevat: lyijypronssit ovat helpoimmin työstettäviä, kun taas alumiinipronssit vaativat järeämpää työstökalustoa.

Ero messinkiin

Messinki on kuparin ja sinkin seos, kun taas pronssi on pääsääntöisesti kuparin ja tinan (tai muiden metallien) seos. Visuaalisesti messinki on usein keltaisempaa ja pronssi punertavampaa. Mekaanisilta ja kemiallisilta ominaisuuksiltaan ne eroavat: messinki taipuu helposti, kun taas monet pronssit ovat kestävämpiä ja kulutusta kestävämpiä.

Hoito ja ylläpito

Puhdistus: mieto saippua ja vesi riittää useimmiten. Voimakkaat hankaavat aineet voivat poistaa halutun patinan.
Patinan säilyttäminen: jos haluat säilyttää vanhan patinan, vältä liiallista kiillotusta.
Ruosteenesto: merikäytössä valitse korroosionkestävä laatu (esim. alumiini- tai piipronssi) ja huolla säännöllisesti.
Turvallisuus: lyijyä sisältävien seosten kanssa tulee varautua lyijyn toksisuuteen – vältä suoranaista kosketusta elintarvikkeisiin ja pese kädet työstön jälkeen.

Yhteenveto

Pronssi on monipuolinen kuparipohjainen seosryhmä, jonka ominaisuuksia voidaan säätää lisäämällä tinaa, alumiinia, piitä, fosforia tai lyijyä. Valittu pronssilaatu riippuu käyttötarkoituksesta: halutaanko parempi kulutuskestävyys, koneistettavuus, korroosionkestävyys vai akustiset ominaisuudet. Pronssit ovat kautta historian olleet tärkeitä niin taiteessa kuin tekniikassa — ja niillä on edelleen laaja teollinen merkitys.

Historia

Pronssi oli ensimmäinen ihmisten käyttämä metalliseos. Ensimmäinen pronssia käyttänyt kansakunta oli Egypti noin 3500 vuotta eaa. Tämä antoi pronssikaudelle nimen.

Pronssi on vahvempaa kuin kupari tai pelkkä tina. Pronssi kestää kauemmin kuin kupari. Puhdas kupari voi hapettua ilmassa ja myös vedessä. Kun kupari hapettuu ilman tai veden vaikutuksesta, se muuttuu vihreäksi (kuparioksidin väri) ja hajoaa.

Kun ihmiset oppivat valmistamaan ja työstämään rautaa, pronssikausi päättyi ja rautakausi alkoi. Rauta voidaan tehdä pronssia kovemmaksi, mutta se on altis korroosiolle (ks. ruoste). Rauta myös kuluu pronssia nopeammin, kun eri kappaleet liikkuvat toisiaan vasten. Rauta on hyvin yleistä ja sitä on helppo valmistaa. Tästä syystä rauta maksaa vähemmän kuin pronssi. Tästä syystä rautaa käytetään nykyään siellä, missä ennen käytettiin pronssia.

Käytä tänään

Pronssia käytetään edelleen monien koneiden osien valmistukseen. Pronssia käytetään silloin, kun osan on kestettävä pitkään veden ja ilman vaikutuksen alaisena tai kun se ei saa kulua. Pronssista valmistetaan pääasiassa pumppujen osia, laakereita, kelloja, sähkökomponentteja, hammaspyöriä, venttiilejä ja muita asioita.

Pronssiosat valetaan yleensä valimossa. Valun jälkeen pronssiosia voidaan myös työstää sorvilla tai jyrsimellä tai porata. Pronssia ei yleensä työstetä vasaralla kuten rautaa.

Kuvat

Pronssinen pala

Osa Marcus Aureliuksen pronssisesta muotokuvasta.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mistä pronssi on valmistettu?

V: Pronssi koostuu enimmäkseen kuparista ja pienestä määrästä tinaa.

K: Miksi pronssiin lisätään tinaa?

V: Tina lisätään pronssiin, jotta se olisi vahvempi.

K: Mikä on metalliseos?

V: Seos on kahden tai useamman metallin seos.

K: Mitä muita pronssityyppejä on olemassa?

V: Muita pronssityyppejä ovat alumiinipronssi, lyijypronssi, piipronssi ja fosforipronssi.

K: Miten pronssi eroaa messingistä?

V: Pronssi on kuparin ja tinan seos, kun taas messinki on kuparin ja sinkin seos.

K: Kuinka paljon tinaa yleensä lisätään pronssiin?

V: Pronssiin lisätään tinaa yleensä 5-20 prosenttia.

K: Mikä on pronssin pääkomponentti?

V: Pronssin pääkomponentti on kupari, johon on lisätty pieni määrä tinaa.