Bronzo

Il bronzo risale a più di 5000 anni fa. Questo importante metallo è una lega composta da rame e stagno in proporzione che varia leggermente, ma può essere normalmente considerata in nove parti di rame e una di stagno. La composizione delle leghe di bronzo usate nell’antichità è variata molto in funzione delle diverse epoche: da leghe composte da rame e stagno in proporzioni diverse, si passa dal IV secolo a bronzo con alto contenuto di piombo (fino al 40%). Il bronzo che viene normalmente utilizzato oggi per fusioni artistiche è composto dell’89% di rame, del 9% di stagno e un 2% di altri metalli.

Nel reticolo cristallino del rame, alcuni atomi di rame sono sostituiti a caso da atomi di stagno. Le proprietà chimiche e meccaniche, e la lavorabilità dei bronzi, variano in funzione del tenore di stagno e di altri elementi presenti come piombo, zinco, argento, fosforo, alluminio, silicio, nichel.

In genere i bronzi contengono sempre elementi aggiunti oltre allo stagno:

  • Il fosforo disossida e aumenta la durezza; nei bronzi al fosforo vi è un tenore dello 0,4-0,8%.
  • Il piombo viene aggiunto in tenori compresi tra l’1 al 5%. Esso rimane confinato ai bordi dei grani rendendo così più facile la lavorazione alle macchine utensili. Se invece il piombo raggiunge percentuali molto più elevate (dal 10 al 30%) la lega presenta un particolare comportamento alla frizione: per questo sono impiegate per i cuscinetti.
  • Lo zinco viene usato come disossidante.
  • Il berillio viene aggiunto per aumentare la durezza.

I bronzi vengono usati per numerose applicazioni. Per le monete e le medaglie si usa un contenuto di stagno variabile tra il 3 e l’8%: entro questi margini la resistenza all’usura e alla corrosione si accompagnano ad una discreta coniabilità. Per la fabbricazione di ingranaggi ed organi di trasmissione si usano leghe con stagno dall’8 al 12%. Cuscinetti e boccole, ruote ad ingranaggi sollecitati a forti pressioni, necessitano di un tenore di stagno superiore al 14%, così come gli apparecchi idraulici per alte pressioni.

Le leghe con il 20% e più di stagno sono quelle che vengono utilizzate per parti sollecitate per attrito sotto forte pressione, come i cuscinetti. Anche le campane hanno un alto contenuto di stagno (19-22%). Sopra il 30% di stagno la lega diventa fragile e non ha interesse industriale.

Il bronzo è molto usato dagli scultori per le loro opere, perché molte leghe di bronzo hanno l’insolita e molto utile proprietà di espandersi lievemente poco prima di solidificare, riempiendo ogni minimo vuoto dello stampo che le contiene. Questo permette, nella scultura finita, di rendere perfettamente ogni minimo dettaglio del lavoro dell’artista.