Materialen

 

Brons is een legering van koper en tin, in de verhouding van 90% koper en 10% tin. Koper is een ‘zacht’ metaal maar wordt door de samenvoeging met tin ‘harder’ en daarmee geschikt als metaal, om als gebruiks-, of kunstvoorwerp te dienen. Daarbij wordt het gemakkelijker om te verwerken want zuiver koper smelt bij 1083 graden en gemengd met 10 % tin komt dat op ongeveer 1000 graden te liggen. Tenslotte zorgt de toevoeging van tin ervoor, dat er met meer details gewerkt kan worden.

 

De voordelen van tin met koper mengen op een rijtje :

  • tin door koper beperkt het krimpen bij het afkoelen
  • tin verlaagt het smeltpunt van koper
  • tin verhoogt de hardheid van koper
  • tin verhoogt de vloeibaarheid van gesmolten koper waardoor details beter aan te brengen zijn
  • tin geeft een betere kwaliteit van het eindproduct.

 

                             Koper           Tin          Smelttemperatuur
                             100 %            0 %          1083 graden
Brons                      95 %            5 %           1050 graden
Brons                      90 %          10 %           1000 graden
Brons                      85 %          15 %             960 graden

Tijdens het gietproces ligt de werkelijke temperatuur tussen de 1100 ºC en 1200 ºC opdat het brons vloeibaar blijft tijdens het gietproces.
Voor bronzen kunstwerken wordt gebruik gemaakt van brons in verschillende samenstellingen. Gangbaar is 90/10 maar ook variaties daarop komen voor om het brons achteraf beter te kunnen bewerken. Uitzondering hierop vormen kerkklokken, waarvoor 80/20 de beste verhouding is.
Niet alle bronsgieterijen werken echter met dezelfde samenstelling brons, waardoor repareren van brons, wat elders gegoten is, ook vaak zo lastig is.

De reden waarom een legering gemaakt wordt is dat deze betere eigenschappen heeft dan de afzonderlijke bestanddelen. De legering is bijvoorbeeld sterker, minder buigzaam of roestvrij. Behalve brons, zijn andere bekende legeringen apalca (koper, zink en nikkel), messing (koper en zink), soldeertin (tin en lood) en roestvrij staal (ijzer, chroom, nikkel of mangaan, vanadium, titanium en molybdeen).

 

De legering kan ook andere elementen bevatten, zoals lood of zink, soms opzettelijk toegevoegd, maar vaak al aanwezig in het kopererts. Kopererts is nooit helemaal zuiver en bevat steeds sporen van andere elementen. De meest voorkomende onzuiverheden zijn zilver, ijzer, nikkel, lood, bismut, antimoon, zwavel, arseen en kobalt. Elk van deze elementen leidt, mede afhankelijk van de hoeveelheid waarin zij aanwezig zijn in het erts, tot koper van verschillende kwaliteit. Zo maken bijvoorbeeld grote hoeveelheden lood het koper zacht en zorgt bismut, zelfs in minieme hoeveelheden, voor bros koper. Aanwezigheid van arseen daarentegen verhoogt de hardheid en duurzaamheid van koper door de absorptie af te remmen van gassen uit de atmosfeer die het pure koper bij het smelten en gieten bros en poreus maken. Brons is taai, corrosie bestendig en goed te bewerken en zoals gezegd, duurzaam. Na goud en zilver, is het het derde eremetaal en vandaar de bronzen medaille en het bronzen huwelijk. Brons wordt soms verward met messing, vooral wanneer het materiaal verweerd is. Nieuwe bronzen objecten zijn gemakkelijker te onderscheiden aan de kleur. Messing is wat geel van kleur en brons is meer rood/roze van kleur.