Was sind Nichteisenmetalle und wo werden sie verwendet?

Gemeinhin bezeichnet man als Nichteisenmetall jede metallische Legierung, in der Eisen nicht vorhanden ist oder nur eine untergeordnete Rolle spielt. Charakteristisch ist häufig die Färbung, weshalb einige Werkstoffe als Buntmetalle bezeichnet werden. Doch was zählt eigentlich genau als NE-Metall und wo werden entsprechende Materialien eingesetzt?

Was gehört zu den NE-Metallen?

Grundsätzlich lassen sich zwei Gruppen von Nichteisenmetallen eruieren.

Reinmetalle

Dazu gehören edle und unedle Metalle wie Gold, Platin und Silber, Schwer- und Leichtmetalle sowie Buntmetalle. Zu letzterem zählen zum Beispiel Kupfer, Nickel oder Cadmium. Diese Einteilung ist jedoch nicht ganz trennscharf.

Die einzelnen Reinmetalle können durchaus zu zwei Gruppen gehören. So ist beispielsweise Kupfer sowohl ein Buntmetall als auch ein Schwermetall.

Legierungen

Legierungen sind Mischungen aus verschiedenen Metallen. Die Kunst der Metallmischung ist schon Jahrtausende alt.

Werkstoff mit historischer Tradition

Eine der ältesten Legierungen ist Bronze. Sie besteht aus drei Teilen Kupfer und einem Teil Zinn. Die beiden relativ einfach zu gewinnenden Metallsorten konnten in ihrer Kombination einen Werkstoff entstehen lassen, welcher die Eigenschaften der einzelnen Ausgangsstoffe weit verbesserte: Biege- und Schlagfestigkeit, Bearbeitbarkeit und Haltbarkeit waren bei diesem Nichteisenmetall wesentlich ausgeprägter. Waffen, Haushaltsgegenstände und sogar technische Geräte wurden damit erstmalig im großen Maßstab herstellbar.

Darum nennt man den Zeitraum von 2200 bis 800 vor Christus auch „Bronzezeit“. Bronze wird auch heute noch hergestellt, wenn auch nicht in dem umfangreichen Maße wie damals.

Das Zinn wurde durch Zink ersetzt, so entstand das Messing. Dieses ist ein bis heute sehr beliebtes Metall, das vor allem im Armaturenbau eine große Anwendung findet. Hierbei kommen vor allem Halbzeuge aus Messing wie Profile und Platten zum Einsatz.

Blei besonders beliebt

Das häufigste im technischen Umfang eingesetzte Schwermetall ist hingegen das Blei. Es ist sehr gut bearbeitbar, extrem weich und lässt sich gut walzen. Auf der anderen Seite ist das Aluminium das mit Abstand beliebteste Leichtmetall.

Es kommt praktisch überall vor: Als Kühlkörper, Stromleitung, Gehäuse, technische Elemente für Häuser und Fahrzeuge und vieles mehr werden Aluminium Halbzeuge benötigt.

Welche Buntmetalle gibt es?

Schließlich sind die Buntmetalle wegen ihrer charakteristischen Färbung ebenfalls Nichteisenmetalle. Hier ist roter Kupfer der berühmteste Vertreter. Neben dem bekannten Rotmetall gibt es bei den Buntmetallen noch das bläulich schimmernde Mangan, das gelbliche Nickel, das fast schwarze Blei und die silbrigen Nichteisenmetalle Kobalt, Kadmium, Zinn und Zink.

Zwar sind das gelbe Gold und das silbergraue Platin ebenfalls charakteristisch eingefärbt. Buntmetalle werden aber in diesem Punkt trennscharf von den Edelmetallen unterschieden.

Anwendung von Nichteisenmetallen

Eisen ist zwar ein sehr preiswerter Rohstoff, es ist jedoch nicht überall so optimal einzusetzen. Das schwache Magnetfeld, das von Eisen ausgeht, sowie seine Tendenz zum Rosten schließt es für zahlreiche Anwendungen aus. Außerdem ist Eisen recht schwer. Bei manchen Verwendungsbereichen, beispielsweise beim Leiten von elektrischem Strom, ist Eisen anderen Werkstoffen weit unterlegen. Hier sind NE-Metalle wie Kupfer und Aluminium nach wie vor die wichtigsten Werkstoffe.

Da der Begriff Nichteisenmetall eine ganze Reihe von Werkstoffen umfasst, ist es kaum möglich, gemeinsame Eigenschaften von ihnen hervor zu heben. Einige sind besonders leicht, andere wiederum besonders schwer. Manche Werkstoffe, wie beispielsweise Messing oder Aluminium, sind besonders widerstandsfest gegen Wasser und Säuren. Es kommt deshalb stets darauf an, was man erreichen möchte. Selbst das flüssige Quecksilber kann zu den Nichteisenmetallen gezählt werden. Dessen Anwendbarkeit ist für private Anwender aber kaum gegeben – es ist leider sehr giftig.

Mit den benannten Metallen Aluminium und Messing lassen sich aber die breiten Anwendbarkeiten von NE-Metallen deutlich machen.

Leichtbau mit Aluminium

Aluminium ist eines der am meist verbreitetsten Leichtmetallen der Welt. Tatsächlich nimmt es direkt nach Stahl die Nummer 2 bei den gebräuchlichsten Metallen ein. Das war nicht immer so – das silbergraue, leichte Element war kurz nach seiner Entdeckung kostbarer als Gold. Heute ist es zwar immer noch etwas teurer als Stahl, es bietet, je nach Legierung, aber erhebliche Vorteile. Einer der größten ist, dass Alu kaum rostet. Eigentlich stimmt das nicht so ganz: Alu rostet durchaus, jedoch bildet seine Oxidschicht eine luftdichte Oberfläche, welche das darunter liegende Metall vor einem weiteren Angriff durch den Sauerstoff versiegelt.

Reines Alu ist recht weich, biegsam und nur wenig technisch belastbar. In der DDR wurde es häufig für Stromkabel eingesetzt, weil es wesentlich billiger war als Kupfer. In der richtigen Legierung kommt das Nichteisenmetall aber stark an die technischen Eigenschaften von Stahl heran.

Akzente setzen mit Messing

Die große Zeit des Messings war die Mitte des 19. Jahrhunderts bis in die 1930er Jahre des 20. Jahrhunderts. Es ist wesentlich beständiger gegen Korrosion als die verwandte Bronze. Darüber hinaus bietet es eine Bearbeitbarkeit und Festigkeit, die der von Stahl nahe kommt. Zwar ist es in der Dichte ähnlich wie Stahl. Es braucht jedoch wesentlich niedrigere Temperaturen zum Schmelzen. Eine sehr willkommene Eigenschaft von Messing ist, dass das Nichteisenmetall nicht magnetisch ist. Das macht es für Gehäuse von Armaturen und analogen Anzeigen sehr interessant.

Darüber hinaus bieten Profile und Platten aus Messing oder andere Halbzeuge noch eine angenehme, kühl-goldene Farbe, die optische Akzente setzen.

Bearbeitung von Aluminium- und Messinghalbzeugen

Die am weitesten verbreiteten Nichteisenmetalle sind auch deshalb so beliebt, weil sie so gutmütig in der Verarbeitung sind. In dünnen Formaten lässt sich jedes Metall beliebig per Hand biegen. Aluminium ist hier besonders nachgiebig. Beide Werkstoffe können mit einfachen Handgeräten so bearbeitet werden, dass professionelle Produkte entstehen. Schleifen und bis auf Hochglanz polieren lässt sich jedes von diesem Nichteisenmetall ebenfalls.

Zum Trennen genügt dem Heimwerker meist eine einfache Eisensäge. Der Winkelschleifer ist nur bei besonders großen und dickwandigen Materialien sinnvoll.

Tendenziell ist Messing in Sachen Steifigkeit dem Alu dennoch etwas überlegen. Bei aller Schönheit von seinem goldgelben Glanz bleibt das preiswerte Messingmetall deshalb dennoch recht technischen Anwendungen vorbehalten. Das liegt wohl auch an seinem günstigen Preis. Wer Korrosionsfestigkeit, Steifigkeit, gute Bearbeitbarkeit zu einem niedrigen Betrag sucht, der kommt an Messingprofilen und -platten kaum vorbei. Und wenn das Messinghalbzeug das Endprodukt zu schwer macht, kann man immer noch auf Alu ausweichen.