Messing- oder Bronzebuchsen: So wählen Sie richtig

Was ist der Unterschied zwischen Messing und Bronze?

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Bronze war ursprünglich Kupfer und Zinn; heute steht der Name für alle Kupferlegierungen, deren Hauptzusatz weder Zink noch Nickel ist: Zinnbronze, bleihaltige Zinnbronze, Aluminiumbronze, Siliziumbronze, Phosphorbronze. Für Buchsen zählen die Zinnbronzen und die Aluminiumbronzen.

Das Legierungselement bestimmt das Verhalten der Gleitfläche. Zinn härtet die Kupfermatrix und bildet ein Gefüge, das adhäsivem Verschleiß gegen Stahl widersteht; Blei, wo vorhanden, verschmiert zu einem weichen Film, der das Lager einen Moment ohne Öl überstehen lässt. Zink macht Kupfer vor allem billiger, fester und leichter zerspanbar; zur Lagereigenschaft trägt es nichts bei, und ab etwa 15 % setzt es die Legierung im Nassbetrieb der Entzinkung aus.

Warum Bronze der Lagerwerkstoff ist und Messing nicht

Eine Buchse steht und fällt mit drei Eigenschaften: wie sie gegen die Welle verschleißt, wie sie sich verhält, wenn der Schmierfilm dünn wird, und wie sie mit den harten Partikeln umgeht, die immer den Weg in ein Gelenk finden. Zinnbronze ist in allen drei Punkten gut. Sie ist weich genug, um Schmutz einzubetten, statt die Welle zu riefen, hart genug, um ihre Bohrung zu halten, und ihr Kupfer-Zinn-Gefüge hat wenig Affinität zu Stahl, sodass sie unter Mischreibung nicht mit der Welle verschweißt. Bleihaltige Sorten liefern zusätzlich einen Notlauffilm; Aluminiumbronzen tauschen einen Teil dieser Gutmütigkeit gegen eine erheblich höhere Tragfähigkeit.

Messing besitzt keinen dieser Mechanismen. Automatenmessing ist für eine Kupferlegierung hart, aber die Härte stammt vom Zink und geht nicht mit Verschleißfestigkeit einher: Gegen eine belastete Stahlwelle frisst es an und verschleißt schneller als SAE 660, und der Abrieb wirkt abrasiv. In den Bronzenormen gibt es für Messing keine Belastungs- oder Geschwindigkeitskennwerte als Lagerwerkstoff. Seinen Platz hat es dort, wo die Last gering ist, die Bewegung selten und der Teilepreis zählt: Tür- und Torangeln, Vorrichtungen, Distanzhülsen, Führungsbuchsen für kraftarme Linearbewegungen sowie Zier- und Elektrobeschläge.

Wann eine Messingbuchse die richtige Wahl ist

Messing hat seine Berechtigung, wo das Teil eine Führung oder Distanzhülse ist und kein Lager, das dauerhaft Last trägt.

• Geringe Radiallast, langsame oder seltene Bewegung: Scharniere, Tor- und Türangeln, handbetätigte Hebel, Verstelleinrichtungen.
• Führungsbuchsen für kraftarme Linearbewegungen, bei denen eine saubere Bohrung wichtiger ist als die Verschleißlebensdauer.
• Teile, die in großen Stückzahlen aus Stangenmaterial gedreht werden und bei denen die Taktzeit die Kosten bestimmt.
• Elektro- oder Wärmetechnik-Beschläge, bei denen Leitfähigkeit und eine blanke Oberfläche gewünscht sind.
• Trockener oder leicht geölter Betrieb in Innenräumen; nicht nass, nicht maritim, nicht in Ammoniakatmosphäre.

Steht auf der Zeichnung „Messing“ für eine belastete Buchse, fragen Sie nach. Oft ist nur „gelbes Metall“ gemeint, und das Originalteil war aus Bronze.

Wann eine Bronzebuchse die richtige Wahl ist

Bronze ist der Standard für jede Buchse, die unter Bewegung Last trägt. Die Bauart richtet sich dann nach der verfügbaren Schmierung.

• Gedrehte Gussbronze (C93200, C90500, C95400): Drehpunkte, Hydraulikzylinder, Getriebe und Pumpen mit Fett oder Öl; jede Abmessung, jede Zeichnung.
• Gerollte Bronze (CuSn8-Band mit Schmiertaschen oder Bohrungen): dünnwandige, hoch belastete Bolzenlager in Bau- und Landmaschinen, gefettet.
• Bronze mit Graphiteinlagen: wo Nachschmieren unmöglich ist oder die Temperatur jedes Fett zerstört, bei niedriger Geschwindigkeit.
• Sinterbronze, ölgetränkt: Kleinmotoren, Haushaltsgeräte und Förderer, die nie eine Fettpresse sehen.
• Bimetall mit Stahlrücken und Bronzeschicht: Fahrzeug- und Hydraulikkomponenten mit dünnem Gehäuse und hoher Stückzahl.

Lassen sich Messing und Bronze an der Farbe unterscheiden?

Nicht zuverlässig. Frisches Messing ist leuchtend gelb, Zinnbronze wärmer und brauner, Aluminiumbronze goldfarben, und die „Manganbronze“ C86300 ist dunkelbraun, obwohl sie ein Messing ist. Öl, Oxidation, Beschichtung und Licht verwischen all das. Kommt es auf die Legierung an, lesen Sie sie von der Zeichnung oder dem Werkstoffzeugnis ab; fehlt jede Unterlage, identifiziert ein Hand-RFA-Analysator (XRF) die Legierung in Sekunden. Ein Magnet hilft nicht weiter: Keine der beiden Legierungen ist magnetisch.

Die Falle ist die Benennung. „Lagerbronze“ (C93200), „Commercial Bronze“ (C22000, ein Messing mit 10 % Zink), „Architectural Bronze“ (C38500, ein bleihaltiges Messing) und „Manganbronze“ (C86300, ein Messing mit 25 % Zink) werden alle unter dem Wort Bronze verkauft. Eine Spezifikation ist nur die UNS-, EN- oder GB-Nummer.

Kann Messing die Bronze in einer Buchse ersetzen?

Nur nach unten in der Beanspruchung. Eine Messingbuchse kann eine Bronzebuchse in einem gering belasteten Drehpunkt ersetzen, wenn der Kunde eine kürzere Lebensdauer akzeptiert; eine Bronzebuchse kann eine Messingbuchse immer ersetzen – zu höheren Kosten. Wer SAE 660 in einem belasteten, geschmierten Gelenk durch Automatenmessing ersetzt, sieht innerhalb von Monaten eine geriefte Welle.

Geht es in Wahrheit um die Kosten, gibt es bessere Wege als den Wechsel der Legierungsgruppe: Eine gerollte CuSn8-Buchse braucht nur einen Bruchteil der Bronze einer gedrehten Hülse; ein Bimetall-Gleitlager mit Stahlrücken legt eine dünne Bronzeschicht auf eine günstige Stahlhülse; eine Sinterbronze-Buchse wird ohne Zerspanung auf Maß gepresst. Wo die Zeichnung es zulässt, bieten wir diese Bauarten neben dem gedrehten Teil an.

Nennen Sie in der Anfrage Legierungsnummer, Wellenwerkstoff und -härte, Schmierungsart und Belastung. Diese fünf Angaben entscheiden über den Werkstoff.