Gjuten brons och rödmetall har ett brett användningsområde inom många olika industrier. Materialen används i stor utsträckning på grund av sin korrosionshärdighet.

Exempel på användningsområden där denna egenskap utnyttjas är hantering av korrosiva vätskor, där komponenter som pumpar, ventiler och kopplingar gjuts i brons. Propellrar och detaljer till stora centrifugalpumpar gjuts ofta i brons på grund av materialets goda motstånd mot ytangrepp.

Brons och rödmetall har även utmärkta glidegenskaper och används därför i stor utsträckning till glidlager. Även för kugghjul är olika typer av brons lämpliga. Materialets goda nötningsmotstånd vid till exempel  glidning mot en stålyta gör att produkter som skruvhjul och en mängd olika kugghjul tillverkas i brons. Till materialgruppen ”Brons och rödmetall” hör flera olika legeringar, vilka kan systematiseras enligt tabell 7.7.1

Tabell: Bronser och rödmetall. Översikt:

Legeringstyp

Väsentliga legeringsämnen

Tennbrons

Tenn

- tennblybrons

Bly och tenn

Rödmetall

Tenn, bly och zink

Aluminiumbronser:

 

-  aluminiumbrons

Aluminium och järn

-  nickelaluminiumbrons

Aluminium, järn och nickel

-  manganaluminiumbrons

Aluminium, järn, nickel och mangan

Kopparnickellegeringar

Nickel

 

Tennbronser

Brons var ursprungligen koppar legerat med tenn. Redskap, verktyg och smycken av brons framställdes ur koppar-tenn-malm flera tusen år innan metallen tenn upptäcktes och identifierades.

Dagens”tennbronser” kännetecknas av hög hållfasthet och mycket god korrosionshärdighet. Tennbronserna kan legeras med fosfor och kallas då fosforbrons – en legering som kännetecknas av mycket hög hårdhet.

Tennbronser och fosforbronser används till bland annat glidlager, snäckhjul, pumphus och led- och löphjul samt glidlager utsatta för stötbelastningar. Glidlager i tennbrons kan bära en större last än rödmetallager men fordrar hårdare axel och bättre smörjning (bilden).

Glidlager gjutna i tennbrons (Johnson Metall).

 

Tennblybronser

Bronser legerade med bly kallas ”tennblybronser”. Tennet är vid denna legeringssammansättning helt löst i koppargrundmassan. Blyet däremot löser sig inte i kopparn utan framträder som fritt finfördelat rent bly.

Tennblybronser kännetecknas av goda glidegenskaper och god plasticitet. Vid användning i glidlager har materialet förmåga att bädda in främmande partiklar utan att legeringen skadas. Vid höga blyhalter, 14 till 15 procent, är plasticiteten särskilt god, vilket är en fördel i glidlager där risk för kantpressning föreligger. Dessutom utnyttjas blyets egen smörjande förmåga i glidlager med otillfredsställande smörjning. En annan kännetecknande egenskap för tennblybronser är god korrosionshärdighet i havsvatten.

Tennblybronser används exempelvis i vattensmorda glidlager, lagringar i valsverk, glidlager utsatta för kantpressning och lager i slip- och finbearbetningsmaskiner.

 

Rödmetaller

Rödmetall är en tennblybrons legerad med zink och är en av de mest använda kopparlegeringarna. Rödmetallerna lämpar sig för konstruktioner där trycktätt gods erfordras, exempelvis ångarmatur upp till 225°C, och för allmänna glidlagerkonstruktioner och pumpgods.

Väsentligt för rödmetall är att tennhalten är lägre än i rena tennbronser och det gör rödmetallen relativt billig inom gruppen kopparbaserade gjutlegeringar. Det finns även en variant av rödmetall utan zink.

Hållfasthetsvärdena för rödmetall ligger i klass med gjutjärn men rödmetallen är segare. Förlängningsvärdena är höga jämfört med andra koppargjutlegeringar. Rödmetall har också bra glidegenskaper på grund av dess blyhalt, något som också ger en utmärkt skärbarhet vid bearbetning.

 

Aluminiumbronser

Koppar legerad med 5 till 13 procent aluminium kallas aluminiumbrons. Kombinationen av koppar och aluminium samt utnyttjande av speciella legeringstillsatser, främst järn för att ge ett finkornigt material, ger aluminiumbronsen dess karakteristiska egenskaper.

Dessa legeringar har hållfasthetsegenskaper jämförbara med konstruktionsstålens. De har en för kopparlegeringar unik kombination av förhållandevis låg densitet och god hållfasthet. De kännetecknas av mycket god korrosionshärdighet i icke oxiderande syror, till exempel svavelsyra och saltsyra, god beständighet vid förhöjd temperatur och goda nötningsegenskaper. Kombinationen god värmeledningsförmåga och hög hållfasthet gör aluminiumbronser lämpade för exempelvis gnistfria verktyg.

I stillastående vatten eller lösningar och i vätskefickor står sig aluminiumbrons normalt bättre än rostfritt stål, då rostfritt stål är känsligt för spaltkorrosion.

Aluminiumbronser används för produkter som marina utrustningar, propellrar, pumphus och vattenturbiner. Legeringarna utnyttjas vidare för högtrycksarmatur, betningsutrustningar, verktyg och utrustning i vilka låg magnetisk permeabilitet är viktigt.

Kugghjul i aluminiumbrons.

Aluminiumbrons legerad med nickel och järn kallas nickelaluminiumbrons. Korrosionsbeständigheten hos en detalj gjuten i denna typ av brons är jämförbar med korrosionsbeständigheten hos motsvarande detalj gjuten i rostfritt stål. Nickelaluminiumbronser är legeringar som används då man önskar ett material som kan stå emot stora mekaniska belastningar i korrosiva miljöer. Exempel på användningsområden är ventilsäten, pumpar, bussningar till landningsställ på flygplan, samt till propellrar och axlar i marina miljöer.

Nickelaluminiumbrons legerad med mangan kallas manganaluminiumbrons. Genom legering med mangan ökar slagsegheten hos legeringen. Områden där manganaluminiumbrons kommer till användning är propellrar till isbrytare, där slagsegheten är av stor betydelse.

 

Kopparnickellegeringar

Ibland legerar man koppar med 10 till 30 procent nickel och får då kopparnickellegeringar. Anledningen är att dessa legeringar får ännu bättre korrosionshärdighet än aluminiumbronser i havsvatten. Hållfasthetsvärdena är något lägre än för aluminiumbronserna.

3143