1. Introducción
El bronce al estaño y al plomo C93200 ocupa una posición especial en la práctica de la ingeniería porque resuelve un problema que aparece en innumerables máquinas.: cómo hacer un material de rodamiento que sea lo suficientemente fuerte, lo suficientemente resbaladizo, lo suficientemente mecanizable, y lo suficientemente económico para ser utilizado a escala.
No es el bronce más duro., ni el más fuerte, ni el más resistente a la corrosión de toda la familia de aleaciones de cobre. Su importancia está en otra parte.
C93200 es un bronce para cojinetes altamente equilibrado cuya combinación de comportamiento antifricción, maquinabilidad, estanqueidad a la presión, y la confiabilidad del servicio lo han convertido en uno de los materiales para rodamientos más especificados en equipos industriales..
2. ¿Qué es el bronce y estaño con plomo C93200??
C93200 es un estaño con alto contenido de plomo bronce diseñado principalmente para cojinete, cojinete, y aplicaciones generales de servicio de desgaste.
Es ampliamente reconocido como SAE 660, una designación que refleja su papel de larga data como estándar para rodamientos de bronce en maquinaria industrial..
En términos prácticos de ingeniería, C93200 se valora porque combina buen comportamiento antifricción, fuerza adecuada, excelente maquinabilidad, y resistencia a la corrosión confiable en una aleación de cobre fundido.
A diferencia de los bronces estructurales que se seleccionan principalmente por su máxima capacidad de carga., Se selecciona C93200 para rendimiento tribológico equilibrado.
Eso significa que está diseñado para funcionar en condiciones de contacto reales.: ejes giratorios, superficies correderas, cargas moderadas, y regímenes de lubricación que a menudo no son ideales.
Es por eso que se ha convertido en uno de los grados de bronce más utilizados para cojinetes y casquillos de bombas., maquinas herramientas, motores, y equipo mecanico en general.
Características
Buen rendimiento antifricción
C93200 está diseñado para contacto deslizante. Su contenido de plomo ayuda a reducir la fricción y mejorar la adaptabilidad., mientras que la matriz de estaño y bronce proporciona la resistencia necesaria para el servicio del rodamiento..
Esa combinación es la razón por la que a menudo se describe como un bronce para rodamientos de uso general..
Excelente maquinabilidad
Una de las principales ventajas del C93200 es que se mecaniza muy bien para un rodamiento de bronce..
Los datos publicados le asignan una calificación de maquinabilidad de 70, lo que lo hace práctico para producir orificios precisos, caras, y geometrías de rodamientos después de la fundición.
Resistencia y dureza adecuadas para servicio de servicio medio.
C93200 no es un bronce de alta resistencia en el sentido estructural, pero ofrece suficiente resistencia a la tracción, límite elástico,
y dureza para cargas medias y velocidades medias, ¿Cuáles son las condiciones de servicio más comunes de los rodamientos?.
Buena resistencia a la corrosión
La aleación se usa ampliamente en bombas., componentes relacionados con válvulas, y maquinaria expuesta a ambientes industriales o ligeramente corrosivos porque ofrece una resistencia a la corrosión razonable junto con resistencia al desgaste..
También se señala que no está sujeto a descincificación..
Practicidad de fundición amplia
C93200 está disponible en varias rutas de fundición establecidas, incluido centrífugo, continuo, moho permanente, y fundición en arena, lo que lo hace adaptable tanto a la producción en stock como a las piezas terminadas..
Designaciones equivalentes a UNS C93200
| Estándar / sistema | Designación equivalente |
| SAE | SAE 660, SAE J461, SAE J462 |
| ASTM | ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| QQ-C-390 |
3. Composición química del bronce y estaño con plomo C93200
La composición química precisa del C93200 se controla meticulosamente para lograr las propiedades deseadas..
La composición típica, según ASTM B505 para material de fundición continua, se presenta en la siguiente tabla
| Elemento | Rango de composición (%) |
| Cu | 81.0–85,0 |
| PB | 6.0–8.0 |
| sn | 6.3–7,5 |
| zinc | 2.0–4.0 |
| En | arriba a 1.0 |
| sb | arriba a 0.35 |
| fe | arriba a 0.20 |
| PAG | arriba a 0.15 |
| S | arriba a 0.08 |
| Y | arriba a 0.005 |
| Alabama | arriba a 0.005 |
4. Propiedades físicas y mecánicas de C93200
Propiedades físicas
Los valores siguientes son valores representativos de colada continua a temperatura ambiente..
| Propiedad | Consuetudinario de EE. UU. | Métrico |
| Punto de fusión – líquido | 1790 °F | 977 °C |
| Punto de fusión – sólido | 1570 °F | 854 °C |
| Densidad | 0.322 lb/pulg³ | 8.91 gramos/cm³ |
| Peso específico | 8.91 | 8.91 |
| Conductividad eléctrica | 12% SIGC | 0.07 MS/m |
| Conductividad térmica | 33.6 Btu/pie²·h·°F | 58.2 W/m·K |
| Coeficiente de expansión térmica. | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ /° C |
| Capacidad calorífica específica | 0.09 Btu/libra·°F | 377.1 J/kg·K |
| Módulo de elasticidad | 14,500 ksi | acerca de 100 GPa |
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Consuetudinario de EE. UU. | Métrico |
| Resistencia a la tracción, mín.. | 35 ksi | 241 MPa |
| límite elástico en 0.5% extensión, mín.. | 20 ksi | 138 MPa |
| Elongación en 2 en. / 50 milímetros, mín.. | 10% | 10% |
| Dureza Brinell, típico | 65 Bnn | 65 Bnn |
| Clasificación de maquinabilidad | 70 | 70 |
| impacto isod | 5.9 ft·lbf | 8 j |
| Fuerza compresiva | 45,700 psi | 315 MPa |
| Fatiga | 16,000 psi | 110 MPa |
| ratio de Poisson | 0.34 | 0.34 |
5. Resistencia a la corrosión de C93200
Comportamiento general a la corrosión
C93200 se considera generalmente como un bronce para cojinetes resistente a la corrosión en lugar de una aleación especial contra la corrosión.
Las notas de material publicadas lo describen como si tuviera resistencia a la corrosión razonable y tenga en cuenta que es adecuado para su uso en numerosos entornos y muchos productos químicos industriales.
También se identifica repetidamente como no sujeto a descincificación, lo cual es una ventaja práctica importante para entornos de servicio que contienen cobre y zinc..
Rendimiento en agua de mar, salmuera, y servicio húmedo
Una de las fortalezas prácticas más importantes del C93200 es su comportamiento en agua de mar y salmuera.
Múltiples referencias publicadas afirman que la aleación tiene razonable resistencia a la corrosión del agua de mar y la salmuera,
por eso se usa comúnmente para componentes de la bomba, componentes de la válvula, impulsores de la bomba, y casquillos expuesto a ambientes húmedos o moderadamente salinos.
Resistencia a la corrosión en maquinaria industrial.
C93200 también se utiliza en maquinas herramientas, rodamientos de servicios generales, componentes de prensa hidráulica, arandelas de empuje, y accesorios para automóviles, y esas listas de aplicaciones enfatizan repetidamente la resistencia a la corrosión numerosos entornos y muchos productos químicos industriales.
Eso indica que la aleación no se limita al simple servicio húmedo.; También se adapta bien a la térmica mixta., lubricante, y exposiciones atmosféricas encontradas en maquinaria industrial..
La implicación práctica es que C93200 tiene un equilibrio útil de resistencia a la corrosión + comportamiento antifricción + maquinabilidad.
Para fabricantes de maquinaria, Esa combinación es importante porque una aleación de rodamiento debe sobrevivir no solo al movimiento y la carga, sino también a los contaminantes del mundo real., aceites, refrigerantes, y humedad ambiental que acompañan a la operación industrial..
Por lo tanto, el perfil de corrosión del C93200 es parte de su valor tribológico más amplio., no es una característica independiente.
6. Procesamiento y Fabricación
Fundición
C93200 es fundamentalmente un bronce fundido, y uno de sus puntos fuertes prácticos es que puede producirse mediante varias rutas de fundición establecidas., incluido fundición continua, fundición centrífuga, fundición en arena, y fundición de moho permanente.
Esa versatilidad lo hace útil tanto para la producción en stock como para piezas casi en forma., especialmente en rodamiento, cojinete, y cadenas de suministro generales de componentes de máquinas..
Los datos de aleación publicados también muestran que C93200 tiene una alto rendimiento de fundición, fluidez media, tendencia media a la formación de gases, y baja contracción en la solidificación,
que es una combinación favorable para producir piezas fundidas sólidas con pérdidas de proceso relativamente manejables.
dicho eso, "favorable" no significa "perdonar". Como la mayoría de los bronces con rodamientos., C93200 sigue premiando la manipulación disciplinada de la masa fundida, práctica de vertido estable, y buen diseño de entrada y alimentación..
Su valor de producción proviene del hecho de que se puede moldear de manera confiable en formas prácticas de ingeniería y al mismo tiempo ofrecer las características antifricción y maquinabilidad que lo hacen útil en servicio..
Mecanizado
Entre los bronces portadores, C93200 es muy apreciado por su comportamiento de mecanizado.
esta publicado La clasificación de maquinabilidad es 70, lo que lo coloca muy por encima de muchos bronces estructurales y lo hace muy práctico para el mecanizado secundario después de la fundición..
Esto es importante porque los componentes de los rodamientos a menudo requieren orificios precisos., caras, surcos, y superficies ajustadas, y una aleación que se mecaniza limpiamente reduce la carga de herramientas, Tiempo de ciclo, y costo de producción.
La ventaja del mecanizado no es accidental. C93200 es un bronce al estaño con plomo, y el plomo contribuye a la rotura de virutas y a la lubricidad durante el corte.
Es por eso que esta aleación se puede fundir en una forma casi neta y luego mecanizarla sin convertirse en un cuello de botella en la producción..
Unión: Más adecuado para soldar y soldar fuerte
C93200 es mucho más compatible con soldadura y soldadura fuerte que con la soldadura convencional.
Tasa de datos de fabricación publicada soldar como excelente y soldar tan bien, mientras soldadura de oxiacetileno, soldadura por arco con protección de gas, y no se recomienda la soldadura por arco de metal recubierto. para esta aleación.
Ese patrón es consistente con el papel previsto de la aleación como un bronce fundido y mecanizado en lugar de un material estructural centrado en la soldadura..
Tratamiento térmico
C93200 hace no Responde al tratamiento térmico de refuerzo convencional..
Los datos publicados indican una temperatura que alivia el estrés de 500°F / 260°C, pero la aleación no obtiene una respuesta de endurecimiento significativa de los ciclos de templado y revenido o de endurecimiento por precipitación..
Esa es una distinción importante: El tratamiento térmico se utiliza aquí principalmente para aliviar el estrés residual., no transformar la aleación en una clase de material de mayor resistencia.
7. Ventajas y limitaciones del bronce C93200
Ventajas
- buen comportamiento antifricción
- buena maquinabilidad
- Resistencia y dureza adecuadas para el servicio del rodamiento.
- características estancas a la presión
- Amplia disponibilidad y comportamiento de procesamiento familiar.
- rendimiento confiable en carga media, aplicaciones de velocidad media
- Autolubricante: La fase de plomo dispersa proporciona lubricidad inherente., Ofrece protección durante la lubricación marginal o la pérdida temporal de lubricante..
- Resistencia a la corrosión: Buena resistencia a muchos ambientes corrosivos., típico de las aleaciones de bronce.
Limitaciones
- No apto para cargas extremas o servicio de impacto.
- no es un bronce estructural de alta resistencia
- No es tratable térmicamente para un fortalecimiento mayor.
- No es ideal cuando la soldadura es fundamental para la fabricación.
- No es la mejor opción si la aplicación requiere una resistencia al desgaste muy alta bajo una lubricación límite severa.
- Preocupaciones ambientales: El contenido de plomo plantea preocupaciones ambientales y de salud, lo que lleva a regulaciones y a un impulso para alternativas sin plomo en algunas aplicaciones..
8. Aplicaciones del bronce y estaño con plomo C93200
C93200 se utiliza ampliamente en componentes como:
- bujes de uso general
- Bujes de pasador de muñeca para motor diésel
- casquillos de bomba de combustible
- Revestimientos principales de prensa hidráulica
- rodamientos para máquinas herramienta
- cojinetes del husillo principal
- rodamientos para laminadores
- rodamientos de cuello giratorio
- cojinetes de muñón
- arandelas de empuje
- impulsores de la bomba
- casquillos de bomba de agua
- casquillos de conexión
- accesorios para automóviles
- piezas de maquinaria en general
9. C93200 frente a. Aleaciones competidoras
La siguiente tabla compara C93200 con C95400 y C95500, porque estas son dos de las aleaciones de cobre fundido competidoras más prácticas en rodamientos., tener puesto, y servicio resistente a la corrosión.
| Artículo de comparación | C93200 | C95400 | C95500 |
| familia de aleaciones / role | Bronce de estaño con alto contenido de plomo; SAE 660 Bronce para cojinetes utilizado como aleación de uso general para cojinetes y bujes.. | Bronce de aluminio; Un bronce estructural y de desgaste de amplio uso.. | Bronce de aluminio de níquel; Un bronce para servicio severo con fuerte posicionamiento marino y de desgaste.. |
| firma química | Cu 81,0–85,0%, Pb 6,0–8,0%, Sn 6,3–7,5% | Cu 83.0% mín., Al 10,0–11,5% | Cu 78.0% mín., Al 10,0–11,5%, Entre 3,0% y 5,5% |
| Densidad | 8.91 gramos/cm³. | 7.45 gramos/cm³. | 7.53 gramos/cm³. |
| Conductividad eléctrica | 12% SIGC. | 13% SIGC. | 8% SIGC. |
| Conductividad térmica | 33.6 Btu/pie²·h·°F. | 33.9 Btu/pie²·h·°F. | 24.2 Btu/pie²·h·°F. |
| Módulo de elasticidad | 14,500 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
Resistencia a la tracción típica a temperatura ambiente |
35 ksi mínimo en condiciones de colada continua. | 85 ksi mínimo en condiciones de colada continua. | 95 ksi mínimo en condiciones de colada continua. |
| Límite elástico típico a temperatura ambiente | 20 ksi mínimo en condiciones de colada continua. | 32 ksi mínimo en condiciones de colada continua. | 42 ksi mínimo en condiciones de colada continua. |
| Alargamiento | 10% mínimo. | 32% mínimo en la fila estándar de colada continua. | 42% mínimo en la fila estándar de colada continua. |
| Clasificación de maquinabilidad | 70. | 60. | 50. |
| Características de fundición | Alto rendimiento de fundición; escoria baja; fluidez media; gasificación media; baja contracción en la solidificación. | Bajo rendimiento de fundición; escoria alta; fluidez media; gasificación media; alta contracción en la solidificación. | Bajo rendimiento de fundición; escoria alta; fluidez media; gasificación media; alta contracción en la solidificación. |
Unión / fabricación |
soldadura excelente; buena soldadura; Los métodos de soldadura generalmente no se recomiendan.; alivio del estrés a 500°F. | buena soldadura; buena soldadura; Buena soldadura por arco con protección de gas y arco metálico revestido; tratamiento de solución disponible. | buena soldadura; feria de soldadura fuerte; Buena soldadura por arco con protección de gas y arco metálico revestido; Tratamiento de solución y recocido disponibles.. |
| Énfasis de servicio típico | Rodamientos de uso general, casquillos, lavadoras, componentes de la bomba, accesorios automotrices, y servicio de desgaste de carga media. | Pistolas de soldar, aspectos, segmentos de rodamiento, tornillos de sujeción grandes, cojones, y piezas de desgaste industrial. | Hardware marino, herrajes para ventanas, instrumentos musicales, aspectos, cojones, y piezas de desgaste/corrosión para servicio severo. |
10. Conclusión
Bronce al estaño con plomo C93200, o SAE 660, sigue siendo un estándar de la industria por una sencilla razón: funciona.
Combina la combinación adecuada de rendimiento de rodamientos, maquinabilidad, castigabilidad, y fuerza práctica para resolver un problema de ingeniería muy común de manera eficiente.
C93200 no es un material glamuroso., y no es una aleación de máximo rendimiento. es un confiable, bien equilibrado, Bronce para cojinetes de gran utilidad..
Ese equilibrio es la esencia de su valor.. en ingenieria, El mejor material a menudo no es el que tiene el número más impresionante., pero el que se desempeña consistentemente a lo largo de toda la cadena de casting, mecanizado, asamblea, y servicio.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la principal diferencia entre C93200 y otros bronces??
La principal diferencia radica en su contenido principal. (6-8%), que proporciona maquinabilidad superior y propiedades autolubricantes, haciéndolo ideal para aplicaciones de rodamientos.
Otros bronces pueden priorizar la fuerza. (p.ej., bronce de aluminio) o resistencia a la corrosión sin el mismo nivel de lubricidad.
¿Se puede tratar térmicamente el C93200 para endurecerlo??
No, C93200 no es tratable térmicamente para endurecerse.. Sus propiedades mecánicas se logran en estado fundido.. Cualquier procesamiento térmico suele ser solo para aliviar el estrés..
¿Es el C93200 adecuado para entornos marinos??
C93200 ofrece buena resistencia a la corrosión, incluso al agua salada, haciéndolo adecuado para algunas aplicaciones marinas, particularmente para rodamientos y casquillos que no están expuestos a condiciones altamente agresivas o altos caudales donde la erosión-corrosión podría ser un problema.
Sin embargo, para entornos marinos más exigentes, Podrían preferirse los bronces marinos especializados..
¿Cuáles son las preocupaciones ambientales con respecto a C93200??
El contenido de plomo en C93200 plantea preocupaciones ambientales y de salud., particularmente en lo que respecta a la lixiviación y exposición al plomo..
Las regulaciones en algunas regiones están impulsando la adopción de alternativas sin plomo., especialmente en sistemas de agua potable o aplicaciones con contacto humano directo.
