Buntmetalle

Die Bezeichnung Metall wird entweder aus dem lateinischen Wort metallum – Grube oder aus dem griechischen metallon – Bergwerk abgeleitet.

Beide möglichen Ursprünge weisen darauf hin, dass meiste Metalle aus Erzen, also Verbindungen der Metalle mit anderen Elementen, in Gruben also bergmännisch gewonnen werden.

Nach ihrem Reaktionsvermögen vor allem mit Sauerstoff werden Metalle in edle und unedle unterteilt.

Die edlen Metalle wie Gold, Silber, aber auch Kupfer, korrodieren nicht so leicht und kommen in der Natur auch in gediegener Form vor.

Unedle Metalle wie Eisen, Zink, Aluminium, Blei bilden dagegen alle Arten von Korrosionen und treten in der Natur in Form von Erzen auf.

Reines Kupfer ist ein hellrötliches, relativ weiches, aber trotzdem sehr zähes, festes und dehnbares Material.

Kupfer zeichnet sich durch geringe Härte und eine gute plastische Verformbarkeit aus. Es kann durch Kaltschmieden gehärtet werden, aber dadurch wird es auch spröde.

Man bezeichnet Kupfer als Halbedelmetall, es ist beständig gegen alle nicht oxidierenden Säuren. Kupfer ist sehr resistent gegen Korrosion, aber verfärbt sich an der Luft und bildet eine Patina, beim leichten Anlaufen rotbraun, weiter blau- oder dunkelgrün sogar bis fast schwarz.

Der Schmelzpunkt vom reinen Kupfer liegt bei 1083° C.

Kupfer ist das älteste Metall, das die Menschen genutzt haben. Die ältesten Kupfergegenstände gehen ins 7. vorchristliche Jahrtausend.

Zuerst wurde das gediegene Kupfer verwendet, aber schon seit 6000 v. Chr. wurde Kupfer in Ägypten auch aus Erzen gewonnen.

Der eigentliche Kupferbergbau begann etwa 3000 v. Chr.

Kupfer ist sehr weich und hat einen hohen Schmelzpunkt, deshalb ist reines Kupfer nicht optimal für viele Anwendungen. Flüssiges Kupfer nimmt sehr viel Sauerstoff auf und man erhält beim Giessen Objekte mit sehr poröser Oberfläche.

Deshalb wurde recht bald auf Kupferlegierungen zurückgegriffen. Älteste Kupferlegierung ist Bronze, wo dem Kupfer Zinn

(typischerweise bis 10 %) zugesetzt wird.

Bronze besitzt alle Vorteile des Kupfers, ohne dessen Nachteile zu haben. Bronze ist härter als Kupfer und hat einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt, zwischen 800 – 1000°. Bei sehr frühen Bronzegegenständen hat man als hauptsächlicher Nebenbestandteil nicht Zinn sondern Arsen oder Antimon festgestellt. Es handelt sich dabei höchstwahrscheinlich nicht um ein bewusstes Legieren, sondern sind diese Legierungen durch Verwendung der natürlich vorkommenden Erze entstanden, bei denen die genanten Metalle enthalten waren.

Die Eigenschaften der Kupferlegierungen sind von der Zusammensetzung abhängig.

Zinngehalte über 10 % führen zu sprödem Material, das für Geräte und Waffen, die auch eine gewisse Elastizität benötigen, nicht geeignet ist. Bronzegegenstände werden hauptsächlich gegossen.

Die Technik des historischen Bronzegusses lässt sich an Hand gefundener Gussformen nachvollziehen.

Die früheste Form des Gusses besteht im Eingießen des geschmolzenen Metalls in eine ein- oder zweiteilige Form aus Stein oder Ton.

Die Gussform kann mit Hilfe des Modells im Sand abgebildet werden. Weil diese Form nur einmal verwendet werden kann, spricht man vom Guss mit verlorener Form.

Die verlorene Form kann auch aus Ton bestehen und das Modell aus Wachs, der aus der Form (während des Brennens) ausgeschmolzen wird. Diese Gussmethode wird auch als Wachsausschmelzverfahren bezeichnet und dient vor allem für komplexere Modelle. Die Tonform wird nach dem Eingießen des Metalls zerbrochen, um das Objekt zu entnehmen.