Mosaz

Rozbalit box

Obsah boxu

Mosaz je slitina mědi a zinku. Poměr obou kovů se může lišit, což ovlivňuje výsledné vlastnosti slitiny, jako je barva, tvrdost, obrobitelnost a odolnost vůči korozi. Obecně platí, že s rostoucím obsahem zinku se mění barva od červenožluté po světle žlutou a zvyšuje se pevnost a tažnost. Mosazi jsou známé pro svou snadnou zpracovatelnost, atraktivní vzhled připomínající zlato a dobré akustické vlastnosti. Díky těmto vlastnostem nacházejí široké uplatnění v průmyslu, umění i v běžném životě.

📜 Historie

Historie mosazi je dlouhá a sahá až do starověku, i když její raná výroba byla spíše náhodná.

🏛️ Starověk a středověk

První důkazy o použití slitin mědi a zinku pocházejí z období 3. tisíciletí př. n. l. z oblasti Egejského moře, Iráku a Číny. Nejednalo se však o mosaz v dnešním slova smyslu, protože zinek nebyl ještě znám jako samostatný kov. Tato raná mosaz vznikala tavením mědi spolu se zinkovou rudou, nejčastěji sfaleritem nebo smithsonitem (kalamínem). Tento proces se nazývá cementace.

Systematická výroba mosazi začala v Římské říši kolem 1. století př. n. l. Římané si cenili mosazi pro její zlatavou barvu a používali ji k výrobě mincí (např. sestercius), šperků, brnění a ozdobných předmětů. Nazývali ji orichalcum. Po pádu Římské říše znalost výroby mosazi v Evropě na čas upadla, ale přetrvala v islámském světě, odkud se později vrátila zpět.

Ve středověku se centrem výroby mosazi stala oblast kolem řeky Máza (dnešní Belgie a Německo), zejména město Dinant. Zde se vyráběly slavné liturgické a dekorativní předměty, známé jako dinanderie.

🏭 Novověk a průmyslová revoluce

Klíčovým zlomem bylo objevení kovového zinku. V Indii byl zinek izolován již ve 14. století, ale do Evropy se tato technologie dostala až v 18. století. V roce 1746 si německý chemik Andreas Sigismund Marggraf nechal patentovat proces výroby zinku a následně i přímou výrobu mosazi tavením mědi a zinku.

Během průmyslové revoluce v 18. a 19. století poptávka po mosazi prudce vzrostla. Její vynikající obrobitelnost a odolnost proti korozi ji předurčily k výrobě součástí parních strojů, přesných přístrojů, hodin, nábojnic a vodovodních armatur. V roce 1781 si James Emerson v Británii patentoval proces výroby mosazi, který výrazně zlevnil a zefektivnil její produkci.

⚙️ Vlastnosti

Vlastnosti mosazi jsou silně závislé na poměru mědi a zinku a na přítomnosti dalších legujících prvků.

🌡️ Fyzikální vlastnosti

Barva: Barva se mění s obsahem zinku. Mosazi s nízkým obsahem zinku (do 20 %) mají červenavý až zlatožlutý odstín (např. tombak). S vyšším obsahem zinku (nad 30 %) je barva světle žlutá až zelenožlutá.
Hustota: Pohybuje se mezi 8,4 a 8,7 g/cm³, je tedy o něco nižší než hustota čisté mědi (8,96 g/cm³).
Teplota tání: Je nižší než u mědi, typicky mezi 900 a 940 °C. Konkrétní hodnota závisí na složení.
Tepelná a elektrická vodivost: Mosaz je dobrým vodičem tepla i elektrického proudu, i když její vodivost je nižší než u čisté mědi.
Magnetismus: Mosaz je nemagnetická, což ji činí vhodnou pro použití v elektronických přístrojích, kde by magnetismus mohl rušit.
Akustické vlastnosti: Mosaz má vynikající rezonanční vlastnosti, proto je primárním materiálem pro výrobu žesťových hudebních nástrojů.

💪 Mechanické vlastnosti

Tvrdost a pevnost: Přidáním zinku se zvyšuje tvrdost a pevnost slitiny oproti čisté mědi.
Kujnost a tažnost: Mosazi s obsahem zinku do cca 36 % (tzv. α-mosazi) jsou velmi tvárné za studena. Lze je snadno válcovat na tenké plechy nebo táhnout na dráty.
Obrobitelnost: Mosaz je považována za etalon obrobitelnosti. Zejména mosazi s přídavkem olova (tzv. automatové mosazi) se velmi snadno obrábějí na soustruzích a frézkách, třísky se dobře lámou a nástroje se méně opotřebovávají.
Odolnost proti opotřebení: Má dobrou odolnost proti otěru, proto se používá na výrobu kluzných ložisek a ozubených kol.

🧪 Chemické vlastnosti

Odolnost proti korozi: Mosaz je odolná vůči atmosférické korozi a korozi způsobené vodou a mnoha chemikáliemi. Na vzduchu se pokrývá tenkou ochrannou vrstvou měděnky (zelená patina).
Dezinfikace (odzinčení): Při vystavení určitým agresivním prostředím (např. kyselá nebo chlorovaná voda) může docházet k selektivnímu vyluhování zinku z povrchu slitiny. Tento jev, zvaný dezinfikace, zanechává na povrchu porézní vrstvu mědi a snižuje mechanickou pevnost součásti. Tomuto jevu se předchází přidáním malého množství arsenu nebo cínu.
Antimikrobiální vlastnosti: Podobně jako měď má mosaz přirozené antimikrobiální vlastnosti. Ionty mědi narušují buněčné membrány bakterií a virů, a tím je ničí. Proto se mosazné kliky a madla často používají v nemocnicích a veřejných budovách.

🔬 Typy a složení

Mosazi se dělí podle obsahu zinku a dalších přísad do několika skupin.

Tombaky (Červené mosazi): Obsahují 5–20 % zinku. Mají načervenalou barvu a jsou velmi tvárné. Používají se na výrobu bižuterie, uměleckých předmětů a plášťů střel.
Mosazi pro tváření (α-mosazi): Obsahují do 36 % zinku. Mají jednofázovou strukturu alfa, jsou velmi houževnaté a tažné za studena. Typickým příkladem je nábojnicová mosaz (70 % Cu, 30 % Zn).
Slévárenské mosazi (α+β-mosazi): Obsahují 36–45 % zinku. Mají dvoufázovou strukturu alfa+beta, která jim dává vyšší pevnost, ale nižší tažnost. Jsou dobře tvárné za tepla a vhodné pro odlévání.
Speciální mosazi: Pro zlepšení určitých vlastností se do mosazi přidávají další prvky:

   * Olověná mosaz (automatová): Přídavek 1–3 % olova výrazně zlepšuje obrobitelnost.
   * Hliníková mosaz: Přídavek hliníku zvyšuje odolnost proti korozi, zejména v mořské vodě.
   * Cínová mosaz (námořní mosaz): Přídavek cca 1 % cínu zlepšuje odolnost proti dezinfikaci.
   * Křemíková mosaz: Křemík zvyšuje pevnost a odolnost proti opotřebení.
   * Manganová mosaz: Mangan a železo zvyšují pevnost a tvrdost.

🏭 Výroba a zpracování

Výroba mosazi začíná tavením mědi a zinku v peci. Protože zinek má výrazně nižší teplotu varu (907 °C) než měď teplotu tání (1083 °C), hrozí jeho odpařování. Proto se nejprve roztaví měď, hladina se pokryje ochrannou vrstvou (např. dřevěným uhlím) a teprve poté se přidává pevný zinek.

Roztavená slitina se odlévá do forem (ingotů, bloků) nebo se používá pro přímé odlévání finálních výrobků (např. soch, armatur). Vzniklé polotovary se dále zpracovávají různými metodami:

Válcování: Výroba plechů a pásů.
Tažení: Výroba drátů a trubek.
Protlačování (extruze): Výroba profilů a tyčí složitých tvarů.
Kování: Tvarování za tepla pro zvýšení pevnosti.
Obrábění: Soustružení, frézování, vrtání pro výrobu přesných součástí.

💡 Využití

Díky své univerzálnosti má mosaz mimořádně široké spektrum použití:

Hudební nástroje: Trubky, pozouny, lesní rohy, tuby, saxofony a činely.
Instalatérství a sanita: Vodovodní baterie, ventily, šroubení, fitinky, trubky.
Střelivo: Nábojnice pro pistole, pušky i dělostřelecké granáty.
Elektrotechnika: Svorky, konektory, objímky žárovek, kontakty (díky dobré vodivosti a korozivzdornosti).
Strojírenství: Kluzná ložiska, ozubená kola, pouzdra, šrouby a matice.
Dekorativní předměty: Lustry, svícny, kliky, štítky, rámy obrazů, bižuterie.
Námořní průmysl: Lodní šrouby, armatury a součásti vystavené mořské vodě (díky odolnosti cínové a hliníkové mosazi).
Architektura: Střešní krytiny, okapové systémy, obklady.
Mincovnictví: Některé euromince (např. 10, 20 a 50 centů) jsou vyrobeny ze slitiny zvané severské zlato, což je druh hliníkové mosazi.

♻️ Recyklace

Mosaz je 100% recyklovatelná bez ztráty kvality. Recyklace mosazného šrotu je energeticky mnohem méně náročná než výroba z primárních surovin (měděné a zinkové rudy). Šetří se tak nejen energie, ale i přírodní zdroje a snižuje se zátěž pro životní prostředí. Mosazný šrot se třídí, taví a znovu odlévá do nových výrobků.

🧐 Zajímavosti

Název "mosaz" pochází z německého slova Messing.
V angličtině se rozlišují dva termíny: brass (mosaz, slitina s zinkem) a bronze (bronz, slitina s cínem). V češtině se někdy tyto termíny zaměňují.
Díky své barvě se mosaz často používá jako levnější náhrada zlata, například v bižuterii ("kočičí zlato").
Slavná socha Manneken Pis (Čurající chlapeček) v Bruselu byla původně z bronzu, ale mnohé její kopie a repliky jsou z mosazi.

🧑‍🏫 Pro laiky

Představte si měď jako základní stavební kámen – je to poměrně měkký, načervenalý kov. Když do ní "přimícháme" jiný kov, v tomto případě zinek, vytvoříme nový materiál s vylepšenými vlastnostmi. Tomuto smíchání kovů se odborně říká slitina.

Mosaz je tedy taková "vylepšená měď". Přidáním zinku získáme hned několik výhod: 1. Změna barvy: Z načervenalé mědi se stane krásně zlatožlutý kov. 2. Větší pevnost: Mosaz je tvrdší a odolnější než čistá měď. Můžete si to představit, jako když do těsta přidáte vajíčko – zpevní se. 3. Snadnější opracování: I když je mosaz pevnější, paradoxně se lépe řeže, soustruží a vrtá. Tříska se od ní hezky odlamuje, což usnadňuje práci strojům. 4. Nižší cena: Zinek je levnější než měď, takže výsledná slitina je také cenově dostupnější.

Díky těmto vlastnostem je mosaz všude kolem nás – od vodovodního kohoutku v koupelně, přes zip na bundě, až po trubku v orchestru.

Šablona:Aktualizováno