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Berylliumkupfer (9172 views - Material Database)

Berylliumkupfer oder Kupferberyllium, früher auch als Berylliumbronze bzw. Kupferberylliumbronze bezeichnet, ist eine Legierung von Kupfer mit 0,4 bis 2 % Beryllium. Es können weitere Legierungsbestandteile wie z. B. Cobalt, Nickel oder Silizium enthalten sein, um die Legierungseigenschaften auf den speziellen Einsatzzweck abzustimmen, oder um Beryllium einzusparen (Kosten, gesundheitliche Gründe), ohne dabei Nachteile in den funktionellen Legierungseigenschaften in Kauf nehmen zu müssen. Mit Cobalt als Legierungsbestandteil wird der Werkstoff bei Halbzeugen oft als CuCoBe bezeichnet. Die wichtigsten Hersteller von Kupfer-Beryllium-Legierungen sind die Firmen NGK und Materion Brush Beryllium & Composites.
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Berylliumkupfer

Berylliumkupfer

Berylliumkupfer oder Kupferberyllium, früher auch als Berylliumbronze bzw. Kupferberylliumbronze bezeichnet, ist eine Legierung von Kupfer mit 0,4 bis 2 % Beryllium. Es können weitere Legierungsbestandteile wie z. B. Cobalt, Nickel oder Silizium enthalten sein, um die Legierungseigenschaften auf den speziellen Einsatzzweck abzustimmen, oder um Beryllium einzusparen (Kosten, gesundheitliche Gründe), ohne dabei Nachteile in den funktionellen Legierungseigenschaften in Kauf nehmen zu müssen. Mit Cobalt als Legierungsbestandteil wird der Werkstoff bei Halbzeugen oft als CuCoBe bezeichnet. Die wichtigsten Hersteller von Kupfer-Beryllium-Legierungen sind die Firmen NGK [1] und Materion Brush Beryllium & Composites.[2]

Eigenschaften

Berylliumkupfer hat einige besondere Eigenschaften:

  • Geglüht wird es weich und kann dann in die gewünschte Form geschmiedet werden. Ein erneutes Erwärmen auf 300 Grad Celsius lässt die Legierung wieder aushärten. Durch Kalthämmern lässt sich die Härte weiter steigern.
  • Trotz der Härte schlägt ein Hammer mit einem Kopf aus Berylliumkupfer keine Funken, weshalb Werkzeuge aus diesem Material überall dort verwendet werden, wo in explosionsgefährdeten Bereichen gearbeitet wird (Bohrinseln, Gaswerke, Raffinerien).
  • Berylliumkupfer wird wie andere Legierungen in verschiedenen Härten angeboten (Federn aus Berylliumkupfer halten vielfach mehr Biegungen aus als die beste Stahlfeder – und sind im Gegensatz zu letzterer nicht ferromagnetisch).
  • Die elektrische Leitfähigkeit ist im Vergleich zu Stahl hoch (ca. 10 · 106 S/m bis 35 · 106 S/m) aber deutlich niedriger als die von reinem Kupfer (ca. 58 · 106 S/m).
  • Berylliumkupfer ist chemisch sehr widerstandsfähig.

Verwendung

Verwendet wird Berylliumkupfer beispielsweise für hochbelastete Federn in Maschinen, Kontaktfedern in Relais, elektrischen Berührungskontakten, für funkenfreie Werkzeuge, für Spritzgussformen, im Motorenbau für Ventilsitzringe. Pistons für Vorderladerwaffen werden ebenfalls aus Berylliumkupfer gefertigt, da sie hohen mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen ausgesetzt sind.

Beryllium-Kupfer wird auch für Gießformen, so genannte Kokillen, für den Messingguss verwendet.

Sicherheitshinweis

Das Legierungselement Beryllium ist sehr giftig. Es sollte daher darauf geachtet werden, dass beim Bearbeiten keine alveolengängigen Be-Partikel entstehen, wie dies zum Beispiel beim Schleifen, Schweißen und Lösungsglühen der Fall ist. Bei Inhalation kann in seltenen (unter 4 %) der Fälle eine Berylliose auftreten.[3] Zerspanende Bearbeitung (Fräsen, Drehen, Bohren) ist als ungefährlich einzustufen, da dabei keine kleinen Partikel in die Luft gelangen können. TRK- bzw. MRK-Werte gibt es derzeit keine.

  1. NGK
  2. High-Performance Copper Beryllium Alloys. In: materion.com. Abgerufen am 21. März 2017 (englisch).
  3. Datenblatt für Werkstoff Beryllium-Kupfer (CuBe2). WMA Schmidt & Bittner GmbH, Juli 2015, abgerufen am 21. März 2017 (PDF; 222 kB).

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