Wat is een legering?
Waarom werkt een aluminium behuizing anders dan een stalen constructie? Waarom roest RVS 316 niet waar gewoon staal dat wel doet? Het antwoord zit in de legering, het materiaal waaruit het onderdeel is opgebouwd.
Een legering is een mengsel van twee of meer chemische elementen, waarvan er minstens één een metaal is. Door deze elementen te combineren ontstaat een metaalsoort met nieuwe, verbeterde eigenschappen. Denk aan verhoogde sterkte, betere lasbaarheid, hogere corrosiebestendigheid of juist lager gewicht. In de metaalbewerking wordt vrijwel nooit gewerkt met zuivere metalen zoals puur aluminium of goud. Die zijn vaak te zacht, vervormen snel of oxideren in contact met de buitenlucht. Specifiek samengestelde legeringen sluiten daarentegen wél aan op de eisen van industriële toepassingen.
Neem ijzer als basis. Voeg je daar een kleine hoeveelheid koolstof aan toe, dan ontstaat staal, dat vele malen sterker is dan puur ijzer. Als je vervolgens chroom en nikkel toevoegt, krijg je roestvast staal, zoals RVS 304 (werkstofnummer 1.4301), dat beter bestand is tegen vocht, lucht en zuren. Zulke materiaalcombinaties vormen de dagelijkse basis in onze werkplaats.
Waarom worden legeringen toegepast?
Zuivere metalen zijn zelden geschikt voor technische toepassingen. Ze zijn te slap, te bros of gevoelig voor oxidatie. Door metalen te legeren, kunnen we eigenschappen op maat ontwikkelen. In de praktijk beïnvloeden we onder meer:
- Hardheid, voor onderdelen die slijtvast moeten zijn
- Vervormbaarheid, cruciaal bij zetten, buigen of persen
- Lasbaarheid, waarbij het smeltgedrag en de structuur stabiel moeten blijven
- Corrosiebestendigheid, vooral bij buitengebruik of contact met chemicaliën
- Geleidingsvermogen, zoals bij koperlegeringen in elektrische systemen
Ook minder zichtbare eigenschappen worden gestuurd via legeringselementen. Denk aan thermische uitzetting, kleur, structuurvorming en zelfs hoe het metaal reageert op snijgereedschappen. Legeringen zoals alpaca, nikkelzilver, zamak of cortenstaal zijn hier sprekende voorbeelden van. De juiste legering bepaalt of een product lang meegaat, efficiënt bewerkbaar is en technisch blijft presteren onder belasting.
Veelvoorkomende legeringselementen
Elk element dat wordt toegevoegd aan een legering heeft een specifieke functie. De verhouding van elementen, en de manier waarop zij zich ordenen in het kristalrooster van het basismetaal, bepalen de uiteindelijke eigenschappen van het materiaal. Hieronder een overzicht van veelgebruikte legeringselementen:
- Koolstof (C) verhoogt de treksterkte en hardheid. Het is essentieel in constructiestaal en mangaanstaal.
- Chroom (Cr) zorgt voor corrosiebestendigheid. In roestvast staal vormt het een passieve oxidelaag die beschermt tegen roest.
- Nikkel (Ni) verbetert de taaiheid en temperatuurbestendigheid, en komt veel voor in RVS en speciale nikkelijzerlegeringen.
- Koper (Cu) verhoogt de elektrische en thermische geleidbaarheid. Het vormt de basis voor messing, brons en constantaan.
- Zink (Zn) verlaagt de smelttemperatuur en verbetert de verspaanbaarheid. Het is een belangrijk component in messing en zamak.
- Magnesium (Mg) maakt aluminiumlegeringen lichter en sterker, ideaal voor plaatbewerking en lichtgewicht constructies.
- Silicium (Si) verbetert de gietbaarheid en structurele samenhang in aluminiumlegeringen.
- Molybdeen, titanium en vanadium verhogen de hittebestendigheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte in zwaarbelaste toepassingen.
- Andere elementen zoals lood, cadmium, antimoon, fosfor of beryllium worden in kleine hoeveelheden toegevoegd bij speciale legeringsvormen, zoals free-cutting messing of precisieonderdelen in de luchtvaart en elektronica.
Op microscopisch niveau onderscheiden we twee hoofdtypen: substitutionele legeringen, waarbij vreemde atomen de plaats innemen van basismetalen in het rooster, en interstitiële legeringen, waarin kleine atomen zich nestelen tussen grotere. Deze structuren bepalen de bewerkbaarheid, sterkte en thermische stabiliteit van het materiaal.
Voorbeelden van industriële legeringen
Hieronder een greep uit veelgebruikte legeringen binnen metaalbewerking en constructie:
- RVS 304 (1.4301): corrosiebestendig, goed te lassen, breed inzetbaar in constructies en machineonderdelen
- RVS 316 (1.4401): bestand tegen zeewater en agressieve stoffen, ideaal voor buitengebruik en chemie
- Aluminium 5754 (AlMg3): vervormbaar, goed kantbaar, uitstekend lasbaar
- Aluminium 6082 (AlSi1MgMn): sterk en stijf, perfect voor dragende constructies
- Messing (koper + zink): makkelijk te verspanen, vaak toegepast in koppelingen, decoratief plaatwerk of armaturen
- Brons (koper + tin): slijtvast en stabiel, veel gebruikt in glijlagers en mechanisch belaste delen
- Duraluminium: licht en sterk, veel toegepast in voertuigbouw
- Cortenstaal: ontwikkelt bewust een beschermende roestlaag, veel gebruikt in geveltoepassingen
- Invar: een nikkelijzerlegering met minimale thermische uitzetting, ingezet in precisiegereedschappen
Deze legeringen verschillen in samenstelling, microstructuur en bewerkingsgedrag, en moeten daarom bewust worden gekozen op basis van toepassing én verwerkingsmethode.
Wat betekent dit voor de bewerking?
De eigenschappen van een legering bepalen in hoge mate hoe het materiaal zich gedraagt tijdens het bewerken. Dat is cruciaal in een omgeving waarin nauwkeurigheid, herhaalbaarheid en kostenefficiëntie bepalend zijn voor het eindresultaat.
Lassen
Bij lassen speelt de legeringssamenstelling een directe rol. Aluminium vereist bijvoorbeeld specifieke TIG-lasinstellingen en aangepaste draadtoevoeging, terwijl RVS doorgaans eenvoudiger MIG te lassen is. De warmtegeleiding, oxidatiegevoeligheid en samenstelling van de legering bepalen welk proces het meest geschikt is en welke nabehandeling nodig is.
Zetten
Bij het zetten van plaatmateriaal is het belangrijk dat de elasticiteit en rekgrens van de legering bekend zijn. Aluminiumlegeringen zoals AlMg3 laten zich relatief soepel kanten, maar vragen wel om aangepaste instellingen om terugveren te minimaliseren. Staal is stijver en vereist meer kracht, maar gedraagt zich voorspelbaarder. Elk materiaal vraagt om een specifieke kantvolgorde en gereedschapsetup.
Snijden
Het snijgedrag van een legering hangt samen met warmtegeleiding, oppervlaktestructuur en reflectie. Aluminium en zamak reflecteren bijvoorbeeld lasers, waardoor de snijkwaliteit en proceszekerheid afnemen. In zulke gevallen is waterstraalsnijden vaak een beter alternatief. Staal daarentegen absorbeert lasers efficiënt en laat zich goed automatiseren in seriematige productie.
Verspanen
Ook bij verspanen beïnvloedt de legering de keuze van gereedschappen en bewerkingsstrategie. Een kleine toevoeging van lood of zwavel aan een legering kan de spaanvorming verbeteren en de standtijd van snijgereedschappen verlengen. In hoogprecisie- of seriewerk is dit een essentieel voordeel.
De aanpak van Van Hengstum
Bij Van Hengstum combineren we technische materiaalkennis met praktische ervaring. Elk project begint met een analyse van het eindgebruik, de omgeving waarin het product functioneert, en de bewerkingsmethoden die nodig zijn om tot het beste resultaat te komen.
We kijken verder dan alleen sterkte of corrosiebestendigheid. Ook kleur, vormvastheid, thermische belasting en esthetiek spelen mee. Voor buitenconstructies adviseren we vaak RVS 316 of een geschikte aluminiumlegering. Bij fijnmechanische onderdelen kan een legering als zamak, nieuwzilver of messing de juiste balans bieden tussen bewerkbaarheid en functionaliteit. En voor nauwkeurige toepassingen waar minimale uitzetting gewenst is, denken we aan materialen als invar of titaniumgelegeerd staal.
Onze rol stopt niet bij het materiaaladvies. We helpen klanten om de juiste legering te kiezen op basis van bewerking, gebruiksduur, nabewerking én budget. Zo zorgen we dat elk product niet alleen maakbaar is, maar ook langdurig presteert.
Conclusie: de juiste legering is de basis van betrouwbaarheid
Een legering is meer dan een materiaalmix. Het is de technische kern van elk goed ontwerp. Door de juiste elementen te combineren in de juiste verhouding, afgestemd op functie, werkomgeving en bewerkingsproces, ontstaat een materiaal dat precies doet wat het moet doen.
Bij Van Hengstum bouwen we daarop. Met verstand van metaal, inzicht in processen en oog voor het eindresultaat zorgen wij dat jouw product niet alleen sterk of mooi is, maar ook betrouwbaar in gebruik en slim geproduceerd.
Twijfel je over de beste legering voor jouw project?
Stuur ons je tekening of idee, en we denken met je mee — vanaf het basismateriaal tot het eindproduct.
