Kupfer wird seit Jahrtausenden bearbeitet
Kupfer ist ein relativ weiches Metall und außerdem weitverbreitet. So ist es nicht verwunderlich, dass der Jungsteinzeit erst die Kupferzeit und dann die Bronzezeit folgten. Bei Bronzen handelt es sich um Kupferlegierungen mit einem Kupferanteil von mindestens 60 Prozent. Bei historischen Bronzen handelt es sich um Zinnbronze. Messing bildet eine Ausnahme. Der Kupferanteil liegt über 60 Prozent, aber es ist keine Bronze.
Verformungstechniken für Kupfer
Kupfer kann aufgrund seiner Eigenschaften auch leicht verformt werden. Hier stehen besonders zwei Verformungstechniken im Fokus:
- das Kaltverformen
- das Warmverformen
Das Kaltverformen von Kupfer
Das Kaltverformen von Kupfer ist auch bekannt als Kupfertreiben. Dabei muss insbesondere berücksichtigt werden, dass sich das Gefüge des Kupfers verformt. Durch Weichglühen wird dann das Gefüge wieder verbessert (Rekristallisation).
Das Warmverformen bzw. Schmieden von Kupfer
Beim Warmverformen handelt es sich um das Schmieden von Kupfer. Hier ist die Besonderheit, dass die Bearbeitungstemperatur über der Rekristallisationstemperatur liegen muss. So werden spätere Kaltverfestigungen dauerhaft aufgebaut. Je nach Werkstück (unlegiertes Kupfer oder Kupferlegierung) liegt die Umformtemperatur zwischen 750 und 950 Grad Celsius.
Diese Kupfer- und Legierungswerkstücke können geschmiedet werden
Nicht jedes Kupfer- oder Legierungswerkstück ist gleich gut zum Schmieden geeignet. Insbesondere die nachfolgenden Kupfer- und Kupferlegierungswerkstücke eignen sich besonders gut zum Schmieden:
- unlegiertes Kupfer
- Kupfer-Zinn-Legierung (Knetlegierung)
- Sondermessing
- Kupfer-Aluminium
- andere niedrig legierte Knetlegierungen
Das Gesenkschmieden von Kupfer
Der Butzen (Kupferrohling) wird auf Schmiedetemperatur gebracht. Diese entspricht der Rekristallisationstemperatur. Mit einem oberen und einem unteren Schmiedewerkzeug (Gesenk) wird das Kupfer umgeformt. Dabei kann abgestuft geschmiedet werden. Der besondere Vorteil: das Kupfer wird beim Gesenkschmieden sehr gut durchgeknetet.
Das Hohlschmieden
Das Hohlschmieden ist ein Schmieden eines Kupfergegenstands, der innen hohl ist und dabei von innen nach außen geschmiedet wird. Dabei wird das Schmieden einer spanenden Bearbeitung vorgezogen oder spätere Spanarbeiten zum Verfeinern der Form auf ein Minimum reduziert. Zum Schmieden werden Stahlstempel in unterschiedlichen Größen eingestoßen, sodass auch unterschiedlich große Flächen geschmiedet werden können.
Warum schmieden und nicht eine andere Bearbeitungstechnik?
Gegenüber dem Schmieden gäbe es auch noch andere Bearbeitungsverfahren, mit denen ähnliche Ergebnisse erzielt werden könnten. Jedoch ist die Güte von entscheidender Bedeutung. Das Kupfergefüge ist nach dem Schmieden feiner und homogener, außerdem besitzen geschmiedete Kupfergegenstände eine höhere Oberflächengüte.