Metaller


Aluminium (Al)
Grundstof nr. 13
Massefylde: 2,70 g/cm³
Smeltepunkt: 660,32°C
Kogepunkt: 2519,0°C

Et lyst let metal, som ikke er specielt sjældent, men det er en kostbar proces at udvinde det, da det ikke findes i naturen i ren form.
Recirkulering er derfor attraktivt i stor stil.


Bly (Pb)
Grundstof nr. 82
Massefylde: 11,34 g/cm³
Smeltepunkt: 328,0°C
Kogepunkt: 1740,0°C

Bly er et meget blødt blåligt metal, som ved luftens påvirkning bliver gråt.
Det er ret udbredt i naturen, dog sjældent i ren tilstand. Udvinding er forholdsvis billig, og sker af zink, sølv og kobbermalm.
Bly bruges i begrænset omfang til mønter, men er mest anvendt til akkumulatorer i bilindustrien. Der er også bly i loddetin.
Bly modstår radioaktiv stråling, og kan bruges til at indkapsle atomaffald og reaktorer.
Bly er ekstremt giftigt og kan optages gennem huden. Da kroppen ikke kan nedbryde stoffet, ophobes det i knogler og bløddele, og forårsager blyforgiftning.
Det giver nerve-, blod- og hjernesygdomme.
Romerne brugte bly til vandrør, og som sødemiddel i vinproduktionen.
Det påstås at dette var årsagen til, at mange af de romerske kejsere endte med at blive demente.
Tidligere indgik bly også i maling, og mange porcelænsmalere endte med blyforgiftning.
Endvidere var der førhen også bly i tryksværte (aviser), vinduesglas og krystal (f.eks. drikkeglas og skåle)


Bronze


Guld


Jern


Kobber


Kobbernikkel en legering af kobber og nikkel, ofte tilsat jern eller mangan for at forstærke legeringen.
Legeringen er blevet brugt meget til mønter og medaljer, typisk blanding er 75 % kobber, 25 % nikkel og 0,05 – 0,4 % mangan.
Legeringen kan fremkalde nikkelallergi.
Kobbernikkel fandt indpas som møntmetal i Danmark i det 20 århundrede. Da 10 og 25-ørerne, pga. inflationen,
fra 1920 ikke længere skulle fremstilles i sølv, anvendtes det sølvlignende og slidstærke kobbernikkel.


Messing


Nikkel


Nysølv (også kaldet alpaka) er en legering af kobber (45–70 %) og nikkel (8–20 %) og ofte zink (8-45 %).
Nysølv kan indeholde små mængder af bly, tin og jern.
Nysølv har sit navn efter sin sølvlignende farve, men der legeres ikke sølv i.

Materialet er ret hårdt og korrosionsbestandigt.
Nysølv stammer fra Kina, hvor det kaldtes Paktong eller Pakfong.
I det 18. århundrede fandt det vej til Europa, hvor man godt kendte eksistensen, men ikke vidste hvad det indeholdt.
I 1770 blev Suhl Metalwerke i Tyskland i stand til, at fremstille en vellignende legering.
I 1823 blev der udskrevet en konkurrence om at finde præcis den legering, der havde størst lighed med sølv.
Brødrene Henniger i Berlin og A. Geitner i Schneeberg opnåede næsten samtidigt dette mål uafhængigt af hinanden.
I dag anvendes nysølv til lynlåse, modeljernbaneskinner og mønter i nogle lande.

Massefylde: 8,7 g/cm³


Platin


Pletsølv eller sølvplet  betegner sølvarbejde, hvor selve genstanden er lavet af tin, messing eller kobber,
hvorpå man så valsede et stykke tynd sølvplade. Man har kendt til pletsølv siden 1743, og det blev hurtigt en
stor succes pga. de lave omkostninger til råmaterialer.
Senere lærte man sig at galvanisere, således at sølvlaget nu optrådte som et fint tyndt lag.
Den sølvplet der frembringes i dag er oftest på messing, mens man før 1850 primært anvendte kobber.
ABSA, ATLA, Victoria, et tårn, to tårne, plated, plet eller bogstavet P, betyder det at det kun er sølvplet, dvs. kun belagt med sølv.
2 tårne er lig med et sølvovertræk, altså forsølvet/belagt

Sølvplet, kan have mange stempler, der skal ligne de ”rigtige” stempler.
Fabrikanter der fremstiller sølvplet, gør ofte hvad der er muligt, for at få stemplerne til at ligne stempler for ægte sølv.
F.eks. med et af disse stempler:
ATLA (Cohrs varemærke fra 1926 for sølvplet) & COHR (Carl M. Cohr’s Sølvvarefabriker A/S (1)).
ABSA (Københavns Ske-Fabrik A/S).
”Victoria” og en fakkel (stående eller liggende) – Victoria Plettvarefabrikk A/S, Oslo (1898-1975).
Fakkelmærke, FDG – I 1929 registrerede Fællesrepræsentationen for Danmarks Guldsmede “Fakkelmærket” som varemærke.
Et tårn eller to tårne.
EP (Elektro Plated).
EPNS (elektro plated new silver).
Bogstavet P eller Plated / Plet.
PRIMA.
3 stjerner.
NS (nysølv) eller NYSØLV.
ALPACCA.


Stål


Sølv


Tin


(1)
Carl M. Cohr’s Sølvvarefabriker A/S
var en dansk sølvvarefabrik i Danmarksgade 9, Fredericia.

Virksomheden blev grundlagt 25. april 1860. Indtil 1922 udførtes firmaets varer (spisebestik, fade, skåle, kander, stager osv.) kun i ægte sølv. Dette år indledtes fremstillingen af forsølvede varer under navnet ATLA sølvplet. Virksomheden gik konkurs i 1987.


Oxidering – nedbrydning af metallers overflade over tid

Metaller oxiderer over tid, men det varierer meget fra metal til metal.
Det er vigtigt, at der ved anvendelse af flere metaller tages behørigt hensyn til metallernes spændingsrække.
Til information er spændingsrækken for de mest almindelige metaller oplistet her:

Li – Cs – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Co – Ni – Sn – Pb – H – Cu – Hg – Ag – Pt – Au

Metallerne er anbragt i rækkefølge efter deres tilbøjelighed til at indgå i kemiske forbindelser med andre stoffer.
Mindst reaktionsvillige er de ædle metaller til højre.
Brint (H) er vist i spændingsrækken, fordi det har en stor indvirkning på mange kemiske forbindelser, hvor metaller indgår.
Som det fremgår af spændingsrækken er zink (Zn) til venstre for jern (Fe), hvilket er årsagen til at man
anvender zink som beskyttelse af stål mod elektrolytisk oxidering.
Spændingsrækken gælder for elektronoverførsler, som foregår på grænsefladen mellem metallet og en vandig opløsning.
Et metal kan afgive elektroner til ioner af de metaller, som står længere til højre i spændingsrækken.

Det sidste blev meget fysik-time agtigt, og er man ikke til fysik og kemi, kan det være sort snak.
Men tager man f.eks. en syre i vandig opløsning, er en stor del af indholdet brint (H).
Det betyder, at alle metallerne til venstre for brint, vil kunne opløses, hvis de puttes i syre,
mens metallerne til højre er syrebestandige, så længe de er i ren form.
Putter man en zinkmønt i en beholder med syre, vil denne reagere ved at udskille brinten i gasform og opløse mønten.
Restproduktet bliver et salt blandet med syresten.
Almindeligt vand indeholder også brint (H²O), og fugt vil derfor også reagere med metaller.
Zink mønter som bliver udsat for fugt, bliver dækket af et hvidt lag, vi kender som zinkpest.
Denne zinkpest er affaldsproduktet af fugtens kemiske reaktion med zink.
Metallerne længst til venstre har lettest ved at korrodere og ruste end dem til højre.
Lidt atypisk er aluminium, som danner et lag aluminiumoxid, der virker beskyttende mod yderliger korrosion.
Kører man med aluminiumsfælge på bilen, har man dog måske også erfaret, at fugt blandet med salt nedbryder denne aluminiumsoxid,
ligesom kontakt mellem aluminium og rustfrit stål er en uheldig kombination for aluminiummet.



Metallers elektriske modstand (resistivitet) kan benyttes til at afgøre, hvor vidt en mønt er en kopi eller den ægte vare.
Jeg forsøger at finde en brugbar fremgangsmåde, som ikke er for videnskabelig.
Mere herom senere.
Se resistivitetstabel her.



Overfladebehandling

 

Bejdsning

Bejdsning bruges som forbehandling ved brunering af stål og som beskyttelse af rustfrit stål, så det ikke oxidere så let. Procestiden for bejdsning er mellem 1/2 og 4 timer, afhængig af ståltype, bejdse og temperatur. Bejdse består af flussyre, salpetersyre og lidt tenside. For rustfrit stål giver bejdsning efter forarbejdning en bedre korrosionsbeskyttelse, da den beskyttende overflade på rustfri stål svækkes ved forarbejdningen. Årsagen er at den 0,06 – 0,08 µm tynde beskyttelsesfilm af chrom-oxyd giver rustfrit stål sin korrosionsbestandighed og denne film svækkes ved forarbejdning.


Brunering

Stål og støbejern kan bruneres. Før brunering skal overfladen være ren og uden slagger. Efter brunering skal emnet olieres for at opnå en god korrosionsbeskyttelse. Brunering uden afsluttende oliering har beskeden korrosionsbeskyttelse.
Da brunering er en kemisk proces, opnås beskyttelsen uanset emnets form. Processen kan medføre brintskørhed i stål, hvorfor højstyrkestål bør være afbrintet før brunering.
Brunering sker i kurv eller ved ophæng. Stålemnerne bliver affedtet og bejdset, så de er rene til bruneringsprocessen. Ved en kemisk reaktion mellem emnet og bruneringsvæsken, dannes et lag jernoxid på overfladen. Efter brunering tørblæses emnerne. Den bedste brunering sker ved ca. 140°C, hvorved både farve og korrosionsbeskyttelse bliver bedst.


Chromatering / Passivering / Kromatisering

Bruges som overfladebehandling for dels at forbedre vedhæftningen ved pulverlakering og for dels at øge korrosionsbeskyttelsen.
Chromatering af metaller er en proces der sker ved hjælp af et oxiderende, syreholdigt chromatbad. Badets temperatur er normalt 50-90 °C og procestiden 1-30 min. Chromateringen giver metallets overflade et såkaldt konversionslag. Chromateringslaget er transparent med en grønlig, gullig eller sort farve, afhængigt af badets sammensætning og temperatur.

Blå-chromatering:
Denne chromatering anvendes før anden overfladebehandling, typisk zinkcoatede overflader blå-chromateres.
Blå-chromatering giver en blank, svagt changerende / iriserende overflade.

Hvid-chromatering:
Hvid-chromatering giver en blank farve som rustfrit stål, svagt changerende / iriserende.


Elektrogalvanisering

En overfladeproces, hvor stålemnerpåføres en overfladebelægning afmetallisk zink for at beskytte mod korrosion. Elektrogalvanisering sker ved at zink bruges som anode (pluspol) og det ønskede materiale som katode (negativ pol), i en væske (elektrolyt) der indeholder zink. Elektrolytten kan være såvel sur som alkalisk. Ved at sætte strøm til dette kredsløb vil anionerne (de positive ioner) fra zinken flytte sig over til det negative materiale, der benyttes som katode. Dette kunne eksempelvis være jern.
Tromlegalvanisering – er perfekt til meget store mængder, når det drejer sig om små emner.
Emnerne kan efterfølgende kromatiseres.
Hængegalvanisering – alle emner hænges eller bindes op. Man kan forarbejde stort set alle varetyper af jern/stål.
Emnerne kan også her efterfølgende kromatiseres.


Eloksering / anodisering / aluksering

Eloksering af aluminium er en kemisk overfladebehandling, hvor der dannes 5-25 µm aluminiumoxid på overfladen af aluminiumsemnet. Aluminium med elokseret overflade kan leveres i flere farver.
Overfladebehandlingen kaldes også anodisering og aluksering.
Eloksering af aluminium kan leveres i flere farver, omfattende et spektre af farver, fra natur til guld og sort. Afhængig af procesteknologi er antal farver forskelligt.


Forkobring

Overfladebehandling, hvorved et emne påføres en metalbelægning af kobber. Kobberbelægninger anvendes til dekorativt, eller som underlag for nikkel- og glans chrombelægninger for at opnå høj kvalitet. Kobberbelægninger benyttes også som underlag på zinkstøbegods og messing for at opnå god binding til efterfølgende elektrolytisk udfældede metalbelægninger.


Formessing.

Overfladebehandling, hvorved et metal- eller plastemne påføres en metalbelægning af 60-80% kobber og resten zink. Formessing har, anvendt alene, en begrænset korrossionsbeskyttelse, det er mere en kosmetisk behandling, men den bruges også teknisk, f.eks. for at give gummibelægninger god vedhæftning til metaloverflader.


Fornikling

En af de mest almindelige overfladebehandlingsmetoder, når man ønsker at kombinere en korrosionsbeskyttelse med god overfladefinish.
Fornikling efterfølges normalt af et tyndt kromlag for at bevare og forstærke glansen på emnet.
Kan dog også bruges uden krom, men fremstår da lidt mere gulligt eller mat.


Forkromning

Er en fællesbetegnelse for overflader, hvor det yderste metallag er spejlblankt krom. Overfladen set udefra og ind består reelt af et tyndt kromlag på 0,5 – 1,0 μm, et eller to nikkellag med en samlet tykkelse på ca. 15 – 40 μm samt eventuelt et kobberlag på 3 – 5 μm.
Grundmaterialet er normalt metal, men kan også være plastic eller andet. Forkromning foretages elektrolytisk ved sekventiel udfældning af metallerne (kobber evt.), nikkel og krom. Undervejs affedtes og skylles emnerne på passende vis.
Forkromede overflader er temperaturbestandige og kan uproblematisk anvendes op til 400°C.
Forkromning har alene et dekorativt formål og bruges på et utal af brugsgenstande. Overfladen fremstår spejlblank med et udseende, der ikke ændres over tid, da krombelægningen ikke reagerer med luftens ilt. Forudsætningen er dog at grundmaterialet beskyttes mod korrosion.
En forkromet overflade er en flerlagsbelægning, hvor det yderste og synlige lag består af krom, mens næste lag er nikkel.
Undertiden ses et kobberlag under niklen, men det mest almindelige er, at niklen er udfældet på det metalliske grundmateriale, der sædvanligvis er jern eller messing.
Andre grundmaterialer kan forekomme.
Lagets tykkelse er typisk 0,5 μm og fyldt med indre spændinger, der udløses under dannelse af usynlige mikro revner.
Kromen er altså utæt og tillader nikkel diffusion til overfladen. Kromen er hård, sprød og vandafvisende.
Nikkellaget beskytter emnet mod korrosion og udjævner små ridser og huller i råemnets overflade.
Nikkellagets tykkelse bestemmes af det miljø, hvori produktet skal anvendes. Undertiden udfældes flerlagsnikkel for at få den optimale korrosionsbeskyttelse.
Nikkel diffusionen gennem kromlaget kan forårsage kontaktallergi.
Hvis grundmaterialet er trykstøbt zink eller aluminium skal emnet forsegles mod nikkelbadets klorider. Det sker ved påføring af et tyndt kobberlag på et par µm.
Det yderste kromlag yder god korrosionsbeskyttelse i alle naturlige miljøer, selv i aggressive miljøer som svovl- og salpetersyre. Saltsyre opløser belægningen.
Beskyttelsen skyldes kromens reaktion med luftens ilt, idet der dannes en usynlig kromoxidfilm på overfladen. Kromlaget kan i praksis beskytte de underliggende lag mod korrosion selv om kromen er sprød og fyldt med revner. Er revnerne få og store øges korrosionsangrebet på nikkellaget i kromlagets revner og sprækker, men er kromlaget mikro revnet fordeler korrosionsstrømmen sig på hele emneoverfladen og fjerner derved risikoen for kraftig lokal korrosion.

Forkromning er en dyr proces, og bruges mest til VVS artikler, og tidligere til fælge, kofangere og motorcykel dele.
Krom er giftigt og sundhedsskadeligt.


Varmforzinkning – VFZ (varm galvanisering)

Galvanisering er opkaldt efter den italienske fysiker Luigi Galvani, og er en kemisk proces, hvor stål eller støbejern gives en zinkbelægning ved at dyppe det i smeltet zink.
Zinken løber an og danner zinkoxid, der beskytter stålet og støbejernet mod at ruste.

Traditionel varmforzinkning i zinksmelte:
Under varmforzinkningsprocessen, der finder sted ved neddypning i en ca. 450-460° C varm zink-smelte, sker der en reaktion imellem de to metaller, hvorved der opstår en legering mellem metallerne, og derved en meget kraftig vedhæftning imellem zink og stål. Overfladen fra varmforzinkning består yderst af et tykkere zink lag og indenunder et tyndere lag af jernzink legering, der opstår ifm. varmforzinkningsprocessen.

Højtemperaturforzinkning ved centrifuge:
Ved højtemperaturforzinkning sker varmforzinkningen ved
540-560°C og metoden resulterer i et overfladelag på 50-80 μm.