1. Zavedení
C93200 olovnatý cínový bronz zaujímá zvláštní postavení ve strojírenské praxi, protože řeší problém, který se objevuje u bezpočtu strojů: jak vyrobit ložiskový materiál, který je dostatečně pevný, dostatečně kluzký, dostatečně obrobitelné, a dostatečně ekonomické pro použití ve velkém měřítku.
Není to nejtěžší bronz, ani nejsilnější, ani nejodolnější vůči korozi z celé rodiny slitin mědi. Jeho význam je jinde.
C93200 je vysoce vyvážené ložisko z bronzu, jehož kombinace kluzného chování, Machinability, tlaková těsnost, a provozní spolehlivost z něj udělaly jeden z nejrozšířenějších ložiskových materiálů v průmyslových zařízeních.
2. Co je C93200 olovnatý cínový bronz?
C93200 je a vysoce olovnatý cín bronz určený především pro ložisko, pouzdro, a obecné aplikace opotřebení.
Je široce uznáván jako SAE 660, označení, které odráží jeho dlouhodobou roli standardního ložiskového bronzu v průmyslových strojích.
Z praktického inženýrského hlediska, C93200 je ceněn, protože kombinuje dobré kluzné chování, přiměřenou sílu, vynikající obrobitelnost, a spolehlivou odolnost proti korozi v jedné lité slitině mědi.
Na rozdíl od konstrukčních bronzů, které jsou vybírány především pro maximální nosnost, C93200 je vybrán pro vyrovnaný tribologický výkon.
To znamená, že je postaven pro práci v reálných kontaktních podmínkách: rotující hřídele, kluzné plochy, mírné zátěže, a režimy mazání, které jsou často méně než ideální.
To je důvod, proč se stal jedním z nejpoužívanějších typů bronzu pro ložiska a pouzdra napříč čerpadly, obráběcích strojů, motory, a obecné mechanické zařízení.
Funkce
Dobrý kluzný výkon
C93200 je navržen pro kluzný kontakt. Jeho obsah olova pomáhá snižovat tření a zlepšuje přizpůsobivost, zatímco matrice cín-bronz poskytuje pevnost potřebnou pro provoz ložisek.
Tato kombinace je důvodem, proč je tak často popisován jako univerzální ložiskový bronz.
Vynikající machinabilita
Jednou z hlavních výhod C93200 je, že velmi dobře obrábí ložiskový bronz.
Zveřejněná data mu přidělují hodnocení obrobitelnosti 70, což je praktické pro výrobu přesných otvorů, tváře, a geometrie ložisek po odlití.
Přiměřená pevnost a tvrdost pro středně náročný provoz
C93200 není vysoce pevný bronz ve strukturálním smyslu, ale nabízí dostatečnou pevnost v tahu, výnosová síla,
a tvrdost pro střední zatížení a střední rychlosti, což jsou nejběžnější podmínky provozu ložisek.
Dobrá odolnost proti korozi
Slitina je široce používána v čerpadlech, komponenty související s ventily, a strojní zařízení vystavené průmyslovému nebo mírně koroznímu prostředí, protože nabízí přiměřenou odolnost proti korozi spolu s odolností proti opotřebení.
Rovněž se uvádí, že nepodléhá dezinfikaci.
Široká praktičnost
C93200 je k dispozici v několika zavedených odlévacích cestách, včetně odstředivý, kontinuální, trvalé plísně, a lití do písku, díky čemuž je adaptabilní jak na skladovou výrobu, tak na hotové díly.
Ekvivalentní označení k UNS C93200
| Norma / systém | Ekvivalentní označení |
| SAE | SAE 660, SAE J461, SAE J462 |
| ASTM | ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| QQ-C-390 |
3. Chemické složení C93200 olovnatého cínového bronzu
Přesné chemické složení C93200 je pečlivě kontrolováno, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností.
Typické složení, podle ASTM B505 pro kontinuálně litý materiál, je uveden v tabulce níže
| Živel | Rozsah složení (%) |
| Cu | 81.0–85,0 |
| Pb | 6.0–8.0 |
| Sn | 6.3–7.5 |
| Zn | 2.0–4.0 |
| V | až do 1.0 |
| Sb | až do 0.35 |
| Fe | až do 0.20 |
| Str | až do 0.15 |
| S | až do 0.08 |
| A | až do 0.005 |
| Al | až do 0.005 |
4. Fyzikální a mechanické vlastnosti C93200
Fyzikální vlastnosti
Níže uvedené hodnoty jsou reprezentativní hodnoty kontinuálního lití při pokojové teplotě.
| Vlastnictví | Americký zvyk | Metrický |
| Bod tání – kapalina | 1790 ° F. | 977 ° C. |
| Bod tání – solidus | 1570 ° F. | 854 ° C. |
| Hustota | 0.322 lb/in³ | 8.91 g/cm³ |
| Specifická hmotnost | 8.91 | 8.91 |
| Elektrická vodivost | 12% IAC | 0.07 MS/m |
| Tepelná vodivost | 33.6 Btu/ft²·h·°F | 58.2 W/m · k |
| Součinitel tepelné roztažnosti | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ /° C. |
| Měrná tepelná kapacita | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/KG · K. |
| Modul pružnosti | 14,500 KSI | o 100 GPA |
Mechanické vlastnosti
| Vlastnictví | Americký zvyk | Metrický |
| Pevnost v tahu, min. | 35 KSI | 241 MPA |
| Mez kluzu při 0.5% rozšíření, min. | 20 KSI | 138 MPA |
| Prodloužení v 2 v. / 50 mm, min. | 10% | 10% |
| Tvrdost podle Brinella, typický | 65 BHN | 65 BHN |
| Hodnocení obrobitelnosti | 70 | 70 |
| Izodův dopad | 5.9 ft·lbf | 8 J |
| Pevnost v tlaku | 45,700 psi | 315 MPA |
| Síla únavy | 16,000 psi | 110 MPA |
| Poissonův poměr | 0.34 | 0.34 |
5. Odolnost proti korozi C93200
Obecné korozní chování
C93200 je obecně považován za a ložiskový bronz odolný proti korozi spíše než korozně speciální slitina.
Publikované materiálové poznámky to popisují jako mající přiměřená odolnost proti korozi a mějte na paměti, že je vhodný pro použití v četná prostředí a mnoho průmyslových chemikálií.
Je také opakovaně identifikován jako nepodléhající odzinkování, což je důležitá praktická výhoda pro servisní prostředí obsahující měď-zinek.
Výkon v mořské vodě, solanka, a mokrý servis
Jednou z nejdůležitějších praktických předností C93200 je jeho chování v mořskou vodou a solankou.
Více publikovaných odkazů uvádí, že slitina má přiměřená odolnost proti korozi vůči mořské vodě a solnému roztoku,
proto se běžně používá komponenty čerpadla, komponenty ventilu, Oběžné kol, a pouzdra vystaveny vlhkému nebo mírně slanému prostředí.
Odolnost proti korozi v průmyslových strojích
C93200 se také používá v obráběcích strojů, užitková ložiska, komponenty hydraulického lisu, tahové podložky, a automobilové armatury, a tyto seznamy aplikací opakovaně zdůrazňují odolnost vůči korozi četná prostředí a mnoho průmyslových chemikálií.
To znamená, že slitina není omezena na jednoduchý provoz za mokra; dobře se hodí i do smíšené termiky, mazací, a atmosférické expozice vyskytující se v průmyslových strojích.
Praktickým důsledkem je, že C93200 má užitečnou rovnováhu odolnost proti korozi + antifrikční chování + Machinability.
Pro výrobce strojů, na této kombinaci záleží, protože ložisková slitina musí přežít nejen pohyb a zatížení, ale také skutečné nečistoty, oleje, chladicí kapaliny, a okolní vlhkost, která doprovází průmyslový provoz.
Korozní profil C93200 je proto součástí jeho širší tribologické hodnoty, není samostatnou funkcí.
6. Zpracování a výroba
Obsazení
C93200 je v podstatě a odlévání bronzu, a jednou z jeho praktických předností je, že jej lze vyrábět několika zavedenými způsoby odlévání, včetně plynulé lití, odstředivé lití, lití písku, a trvalé lití do forem.
Díky této všestrannosti je užitečný jak pro výrobu na sklad, tak pro díly téměř čistého tvaru, zejména v ložisku, pouzdro, a obecné dodavatelské řetězce strojních součástí.
Publikované údaje o slitině také ukazují, že C93200 má a vysoká výtěžnost lití, střední tekutost, střední tendence k plynování, a nízké smrštění při tuhnutí,
což je příznivá kombinace pro výrobu zdravých odlitků s relativně zvládnutelnými procesními ztrátami.
To bylo řečeno, „příznivý“ neznamená „odpouštějící“. Jako většina ložiskových bronzů, C93200 stále odměňuje disciplinované zacházení s taveninou, stabilní praxe nalévání, a dobrý design vtoku a krmení.
Jeho výrobní hodnota pochází ze skutečnosti, že jej lze spolehlivě odlévat do praktických technických tvarů a přitom stále poskytuje vlastnosti kluzného tření a obrobitelnost, díky nimž je užitečný v provozu.
Obrábění
Mezi ložiskovými bronzy, C93200 je široce oceňován pro své chování při obrábění.
Jeho zveřejněno hodnocení obrobitelnosti je 70, což jej staví vysoko nad mnoho konstrukčních bronzů a činí jej vysoce praktickým pro sekundární obrábění po odlití.
To je důležité, protože součásti ložisek často vyžadují přesné vrtání, tváře, drážky, a upravené povrchy, a slitina, která obrábí čistě, snižuje zatížení nástroje, doba cyklu, a výrobní náklady.
Výhoda obrábění není náhodná. C93200 je a olovnatý cínový bronz, a olovo přispívá k lámání třísek a mazivosti během řezání.
To je důvod, proč lze tuto slitinu odlévat do téměř čistého tvaru a poté finálně obrábět, aniž by se stala překážkou výroby.
Připojování: Nejvhodnější pro pájení a pájení
C93200 je mnohem kompatibilnější pájení a pájení než u konvenčního svařování.
Zveřejněná rychlost výroby pájení jako vynikající a pájení jako dobré, zatímco svařování kyslíkem a acetylenem, obloukové svařování v ochranné atmosféře plynu, a obloukové svařování kovu s povlakem se nedoporučuje pro tuto slitinu.
Tento vzor je v souladu se zamýšlenou rolí slitiny jako odlévaného a strojně ložiskového bronzu spíše než jako konstrukční materiál zaměřený na svar..
Tepelné zpracování
C93200 ano ne reagovat na konvenční zpevňovací tepelné zpracování.
Zveřejněná data naznačují a teplota uvolňující napětí 500°F / 260° C., ale slitina nezíská významnou vytvrzovací odezvu z cyklů kalení a temperování nebo precipitačního kalení.
To je důležitý rozdíl: tepelné zpracování je zde využíváno především ke zmírnění zbytkového pnutí, aby nedošlo k přeměně slitiny na třídu materiálů s vyšší pevností.
7. Výhody a omezení bronzu C93200
Výhody
- dobré kluzné chování
- Dobrá machinabilita
- přiměřená pevnost a tvrdost pro provoz ložisek
- tlakotěsné vlastnosti
- široká dostupnost a známé chování při zpracování
- spolehlivý výkon při střední zátěži, středně rychlé aplikace
- Samomazné: Dispergovaná olověná fáze poskytuje vlastní mazivost, nabízí ochranu při okrajovém mazání nebo dočasné ztrátě maziva.
- Odolnost proti korozi: Dobrá odolnost vůči mnoha korozivním prostředím, typické pro slitiny bronzu.
Omezení
- není vhodný pro extrémní zatížení nebo nárazový provoz
- nejde o vysoce pevný strukturální bronz
- Pro větší zpevnění není tepelně zpracovatelný
- není ideální, když je svařování ústředním bodem výroby
- není nejlepší volbou, pokud aplikace vyžaduje velmi vysokou odolnost proti opotřebení při náročném mezním mazání
- Environmentální obavy: Obsah olova vyvolává obavy o životní prostředí a zdraví, což vede k regulacím a tlaku na bezolovnaté alternativy v některých aplikacích.
8. Aplikace olovnatého cínového bronzu C93200
C93200 se široce používá v součástech, jako jsou např:
- univerzální pouzdra
- pouzdra zápěstního čepu dieselového motoru
- pouzdra palivového čerpadla
- hlavní obložení hydraulického lisu
- ložiska obráběcích strojů
- ložiska hlavního vřetena
- ložiska pro válcovací stolice
- válečková ložiska
- čepová ložiska
- tahové podložky
- Oběžné kol
- pouzdra vodního čerpadla
- spojovací pouzdra
- automobilové kování
- obecné části strojů
9. C93200 vs. Konkurenční slitiny
Níže uvedená tabulka porovnává C93200 s C95400 a C95500, protože se jedná o dvě nejpraktičtější konkurenční lité měděné slitiny v ložisku, nosit, a servis odolný proti korozi.
| Porovnávací položka | C93200 | C95400 | C95500 |
| Slitinová rodina / role | Vysoce olovnatý cínový bronz; SAE 660 ložiskový bronz používaný jako univerzální ložisková a pouzdrová slitina. | Hliníkový bronz; široce používaný konstrukční a opotřebení bronz. | Nikl hliníkový bronz; bronz pro náročnou službu se silným námořním a opotřebením umístěným. |
| Chemický podpis | Cu 81,0–85,0 %, Pb 6,0–8,0 %, Sn 6,3–7,5 % | Cu 83.0% min., Al 10,0–11,5 % | Cu 78.0% min., Al 10,0–11,5 %, 3,0–5,5 % |
| Hustota | 8.91 g/cm³. | 7.45 g/cm³. | 7.53 g/cm³. |
| Elektrická vodivost | 12% IAC. | 13% IAC. | 8% IAC. |
| Tepelná vodivost | 33.6 Btu/ft²·h·°F. | 33.9 Btu/ft²·h·°F. | 24.2 Btu/ft²·h·°F. |
| Modul pružnosti | 14,500 KSI. | 15,500 KSI. | 16,000 KSI. |
Typická pevnost v tahu při pokojové teplotě |
35 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. | 85 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. | 95 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. |
| Typická mez kluzu při pokojové teplotě | 20 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. | 32 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. | 42 ksi minimum ve stavu kontinuálního lití. |
| Prodloužení | 10% minimální. | 32% minimálně ve standardní řadě kontinuálního lití. | 42% minimálně ve standardní řadě kontinuálního lití. |
| Hodnocení obrobitelnosti | 70. | 60. | 50. |
| Odlévací charakteristiky | Vysoká výtěžnost lití; nízká struska; střední tekutost; střední plynování; nízké smrštění při tuhnutí. | Nízká výtěžnost lití; vysoký úplet; střední tekutost; střední plynování; vysoké smrštění při tuhnutí. | Nízká výtěžnost lití; vysoký úplet; střední tekutost; střední plynování; vysoké smrštění při tuhnutí. |
Připojování / výroba |
Pájení výborné; pájení dobře; metody svařování se obecně nedoporučují; úleva od stresu při 500 °F. | Pájení dobré; pájení dobře; obloukové svařování s ochranným plynem a potažené kovové obloukové svařování dobré; k dispozici léčba roztokem. | Pájení dobré; pájecí veletrh; obloukové svařování s ochranným plynem a potažené kovové obloukové svařování dobré; k dispozici ošetření roztokem a žíhání. |
| Typický důraz na servis | Ložiska pro všeobecné použití, pouzdra, podložky, komponenty čerpadla, automobilové armatury, a servis středního opotřebení. | Svařovací pistole, ložiska, ložiskové segmenty, velké přidržovací šrouby, ořechy, a průmyslové opotřebitelné díly. | Mořský hardware, okenní kování, hudební nástroje, ložiska, ořechy, a díly odolné proti korozi/opotřebení. |
10. Závěr
C93200 olovnatý cínový bronz, nebo SAE 660, zůstal průmyslovým standardem z jednoho prostého důvodu: funguje to.
Kombinuje správnou kombinaci výkonu ložisek, Machinability, castiability, a praktickou sílu efektivně vyřešit velmi běžný technický problém.
C93200 není glamour materiál, a nejedná se o slitinu s maximálním výkonem. Je to spolehlivý, dobře vyvážený, vysoce funkční ložiskový bronz.
Tato rovnováha je podstatou její hodnoty. Ve strojírenství, nejlepší materiál často není ten s nejpůsobivějším jediným číslem, ale ten, který funguje konzistentně v celém řetězci odlévání, obrábění, shromáždění, a servis.
Časté časté
Jaký je hlavní rozdíl mezi C93200 a ostatními bronzy?
Hlavní rozdíl spočívá v obsahu olova (6-8%), který poskytuje vynikající obrobitelnost a samomazné vlastnosti, takže je ideální pro ložiskové aplikace.
Jiné bronzy mohou upřednostňovat sílu (NAPŘ., hliníkový bronz) nebo odolnost proti korozi bez stejné úrovně mazivosti.
Může být C93200 tepelně zpracován pro vytvrzení?
Žádný, C93200 není tepelně upravitelný pro tvrzení. Jeho mechanických vlastností je dosaženo v odlitém stavu. Jakékoli tepelné zpracování je obvykle pouze pro uvolnění napětí.
Je C93200 vhodný pro mořské prostředí?
C93200 nabízí dobrou odolnost proti korozi, včetně slané vody, takže je vhodný pro některé námořní aplikace, zejména pro ložiska a pouzdra, která nejsou vystavena vysoce agresivním podmínkám nebo vysokým průtokům, kde by mohla být problémem eroze a koroze.
Však, pro náročnější mořské prostředí, specializované námořní bronzy mohou být preferovány.
Jaké jsou obavy týkající se životního prostředí C93200?
Obsah olova v C93200 vyvolává obavy o životní prostředí a zdraví, zejména pokud jde o vyluhování a expozici olova.
Předpisy v některých regionech vedou k přijetí bezolovnatých alternativ, zejména v systémech pitné vody nebo aplikacích s přímým lidským kontaktem.
