1. Introduction
Le bronze à l'étain au plomb C93200 occupe une place particulière dans la pratique de l'ingénierie car il résout un problème qui apparaît dans d'innombrables machines.: comment fabriquer un matériau de roulement suffisamment solide, assez glissant, assez usinable, et suffisamment économique pour être utilisé à grande échelle.
Ce n'est pas le bronze le plus dur, ni le plus fort, ni le plus résistant à la corrosion de toute la famille des alliages de cuivre. Son importance est ailleurs.
Le C93200 est un bronze pour roulements hautement équilibré dont la combinaison de comportement antifriction, usinabilité, étanchéité à la pression, et la fiabilité de son service en ont fait l'un des matériaux de roulement les plus largement spécifiés dans les équipements industriels..
2. Qu'est-ce que le bronze à l'étain au plomb C93200?
C93200 est un étain à haute teneur en plomb bronze conçu principalement pour palier, bague, et applications générales de service d’usure.
Il est largement reconnu comme SAE 660, une désignation qui reflète son rôle de longue date en tant que roulement standard en bronze dans les machines industrielles.
En termes d'ingénierie pratique, Le C93200 est apprécié car il combine bon comportement antifriction, force adéquate, excellente usinabilité, et une résistance fiable à la corrosion en un seul alliage de cuivre coulé.
Contrairement aux bronzes structurels qui sont sélectionnés principalement pour leur capacité de charge maximale, C93200 est sélectionné pour performance tribologique équilibrée.
Cela signifie qu'il est conçu pour fonctionner dans des conditions de contact réelles: arbres tournants, surfaces coulissantes, charges modérées, et des régimes de lubrification qui sont souvent loin d'être idéaux.
C'est pourquoi il est devenu l'une des nuances de bronze les plus utilisées pour les roulements et les bagues des pompes., machines-outils, moteurs, et équipements de mécanique générale.
Caractéristiques
Bonnes performances antifriction
Le C93200 est conçu pour le contact glissant. Sa teneur en plomb contribue à réduire la friction et à améliorer la conformabilité, tandis que la matrice en étain-bronze fournit la résistance nécessaire au service des roulements.
Cette combinaison est la raison pour laquelle il est si souvent décrit comme un roulement en bronze à usage général..
Excellente machinabilité
L'un des avantages majeurs du C93200 est qu'il s'usine très bien pour un roulement en bronze..
Les données publiées lui attribuent une note d'usinabilité de 70, ce qui le rend pratique pour produire des alésages précis, visages, et géométries de roulement après coulée.
Résistance et dureté adéquates pour un service moyen
Le C93200 n'est pas un bronze à haute résistance au sens structurel, mais il offre suffisamment de résistance à la traction, limite d'élasticité,
et dureté pour charges moyennes et vitesses moyennes, quelles sont les conditions de service des roulements les plus courantes.
Bonne résistance à la corrosion
L'alliage est largement utilisé dans les pompes, composants liés aux vannes, et les machines exposées à des environnements industriels ou légèrement corrosifs, car elles offrent une résistance raisonnable à la corrosion ainsi qu'une résistance à l'usure..
Il est également noté qu'il n'est pas soumis à la dézincification..
Praticité de la diffusion
Le C93200 est disponible dans plusieurs itinéraires de coulée établis, y compris centrifuge, continu, moule permanent, et moulage au sable, ce qui le rend adaptable aussi bien à la production en stock qu'aux pièces finies.
Désignations équivalentes à UNS C93200
| Standard / système | Désignation équivalente |
| SAE | SAE 660, SAEJ461, SAEJ462 |
| ASTM | ASTMB271, ASTMB30, ASTMB505, ASTMB584, ASTMB763 |
| QQ-C-390 |
3. Composition chimique du bronze à l'étain au plomb C93200
La composition chimique précise du C93200 est méticuleusement contrôlée pour atteindre ses propriétés souhaitées.
La composition typique, selon ASTM B505 pour les matériaux en coulée continue, est présenté dans le tableau ci-dessous
| Élément | Gamme de composition (%) |
| Cu | 81.0–85,0 |
| PB | 6.0–8,0 |
| Sn | 6.3–7,5 |
| Zn | 2.0–4.0 |
| Dans | jusqu'à 1.0 |
| Sb | jusqu'à 0.35 |
| Fe | jusqu'à 0.20 |
| P. | jusqu'à 0.15 |
| S | jusqu'à 0.08 |
| Et | jusqu'à 0.005 |
| Al | jusqu'à 0.005 |
4. Propriétés physiques et mécaniques du C93200
Propriétés physiques
Les valeurs ci-dessous sont des valeurs représentatives en coulée continue à température ambiante.
| Propriété | Coutume américaine | Métrique |
| Point de fusion – liquide | 1790 °F | 977 °C |
| Point de fusion – solidus | 1570 °F | 854 °C |
| Densité | 0.322 lb/po³ | 8.91 g/cm³ |
| Densité spécifique | 8.91 | 8.91 |
| Conductivité électrique | 12% SIGC | 0.07 MS/m |
| Conductivité thermique | 33.6 Btu/pi²·h·°F | 58.2 W/m·K |
| Coefficient de dilatation thermique | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ / ° C |
| Capacité thermique spécifique | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/kg·K |
| Module d'élasticité | 14,500 ksi | à propos 100 GPa |
Propriétés mécaniques
| Propriété | Coutume américaine | Métrique |
| Résistance à la traction, min. | 35 ksi | 241 MPa |
| Limite d'élasticité à 0.5% extension, min. | 20 ksi | 138 MPa |
| Allongement en 2 dans. / 50 mm, min. | 10% | 10% |
| Dureté Brinell, typique | 65 BNN | 65 BNN |
| Cote d'usinabilité | 70 | 70 |
| Impact Izod | 5.9 ft · lbf | 8 J. |
| Résistance à la compression | 45,700 psi | 315 MPa |
| Force de fatigue | 16,000 psi | 110 MPa |
| Coefficient de Poisson | 0.34 | 0.34 |
5. Résistance à la corrosion du C93200
Comportement général à la corrosion
Le C93200 est généralement considéré comme un bronze à roulement résistant à la corrosion plutôt qu'un alliage spécialisé dans la corrosion.
Les notes matérielles publiées le décrivent comme ayant résistance raisonnable à la corrosion et notez qu'il convient à une utilisation dans de nombreux environnements et de nombreux produits chimiques industriels.
Il est également identifié à plusieurs reprises comme non soumis à la dézincification, ce qui constitue un avantage pratique important pour les environnements de service contenant du cuivre et du zinc.
Performances en eau de mer, saumure, et service humide
L'un des atouts pratiques les plus importants du C93200 est son comportement dans eau de mer et saumure.
Plusieurs références publiées indiquent que l'alliage a résistance raisonnable à la corrosion à l'eau de mer et à la saumure,
c'est pourquoi il est couramment utilisé pour composants de la pompe, composants de vanne, pompes, et des bagues exposé à des environnements humides ou modérément salins.
Résistance à la corrosion dans les machines industrielles
C93200 est également utilisé dans machines-outils, roulements à usage général, composants de presse hydraulique, rondelles de poussée, et raccords automobiles, et ces listes d'applications mettent l'accent à plusieurs reprises sur la résistance à la corrosion de nombreux environnements et de nombreux produits chimiques industriels.
Cela indique que l'alliage ne se limite pas à un simple service humide.; il est également bien adapté au thermique mixte, lubrifiant, et expositions atmosphériques trouvées dans les machines industrielles.
L'implication pratique est que le C93200 présente un équilibre utile de résistance à la corrosion + comportement antifriction + usinabilité.
Pour les constructeurs de machines, cette combinaison est importante car un alliage de roulement doit survivre non seulement au mouvement et à la charge, mais également aux contaminants du monde réel, huiles, liquides de refroidissement, et l'humidité ambiante qui accompagnent l'exploitation industrielle.
Le profil de corrosion du C93200 fait donc partie de sa valeur tribologique plus large., pas une fonctionnalité autonome.
6. Transformation et fabrication
Fonderie
C93200 est fondamentalement un coulée de bronze, et l'un de ses atouts pratiques est qu'il peut être produit par plusieurs voies de coulée établies., y compris moulage continu, coulée centrifuge, moulage au sable, et coulée de moisissure permanente.
Cette polyvalence le rend utile à la fois pour la production en stock et pour les pièces de forme proche de la valeur nette., surtout au niveau du roulement, bague, et chaînes d'approvisionnement générales en composants de machines.
Les données publiées sur les alliages montrent également que le C93200 a un rendement de coulée élevé, fluidité moyenne, tendance au gazage moyenne, et faible retrait lors de la solidification,
ce qui constitue une combinaison favorable pour produire des pièces moulées saines avec des pertes de processus relativement gérables.
Cela dit, « favorable » ne signifie pas « pardonner ». Comme la plupart des bronzes porteurs, Le C93200 récompense toujours une manipulation disciplinée de la matière fondue, pratique de coulée stable, et une bonne conception d'accès et d'alimentation.
Sa valeur de production vient du fait qu'il peut être moulé de manière fiable dans des formes techniques pratiques tout en offrant les caractéristiques antifriction et d'usinabilité qui le rendent utile en service..
Usinage
Parmi les bronzes porteurs, Le C93200 est largement apprécié pour son comportement en usinage.
Il est publié la cote d'usinabilité est 70, ce qui le place bien au-dessus de nombreux bronzes structurels et le rend très pratique pour l'usinage secondaire après coulée.
C'est important car les composants de roulement nécessitent souvent des alésages précis., visages, rainures, et surfaces ajustées, et un alliage qui s'usine proprement réduit la charge d'outillage, temps de cycle, et coût de production.
L'avantage de l'usinage n'est pas accidentel. C93200 est un bronze à l'étain plombé, et le plomb contribue à la rupture des copeaux et au pouvoir lubrifiant lors de la coupe.
C'est pourquoi cet alliage peut être coulé sous une forme quasi nette, puis usiné en finition sans devenir un goulot d'étranglement de production..
Adhésion: Idéal pour le soudage et le brasage
Le C93200 est beaucoup plus compatible avec soudure et brasage qu'avec le soudage conventionnel.
Taux de données de fabrication publiées soudure aussi excellente et le brasage est aussi bon, alors que soudage oxyacétylène, soudage à l'arc sous protection gazeuse, et le soudage à l'arc avec des métaux revêtus ne sont pas recommandés pour cet alliage.
Ce modèle est cohérent avec le rôle prévu de l’alliage en tant que bronze pour roulements coulés et usinés plutôt que comme matériau structurel centré sur la soudure..
Traitement thermique
C93200 fait pas répondre au traitement thermique de renforcement conventionnel.
Les données publiées indiquent un température anti-stress de 500°F / 260°C, mais l'alliage n'obtient pas de réponse de durcissement significative aux cycles de trempe et de revenu ou de durcissement par précipitation.
C'est une distinction importante: le traitement thermique est utilisé ici principalement pour soulager les contraintes résiduelles, ne pas transformer l'alliage en une classe de matériaux à plus haute résistance.
7. Avantages et limites du bronze C93200
Avantages
- bon comportement antifriction
- bonne usinabilité
- résistance et dureté adéquates pour le service des roulements
- caractéristiques d'étanchéité à la pression
- large disponibilité et comportement de traitement familier
- performances fiables à charge moyenne, applications à vitesse moyenne
- Autolubrifiant: La phase de plomb dispersée offre un pouvoir lubrifiant inhérent, offrant une protection pendant une lubrification marginale ou une perte temporaire de lubrifiant.
- Résistance à la corrosion: Bonne résistance à de nombreux environnements corrosifs, typique des alliages de bronze.
Limites
- ne convient pas aux charges extrêmes ou aux chocs
- il ne s'agit pas d'un bronze structurel à haute résistance
- Il ne peut pas être traité thermiquement pour un renforcement majeur
- pas idéal lorsque le soudage est au cœur de la fabrication
- ce n'est pas le meilleur choix si l'application nécessite une très haute résistance à l'usure sous une lubrification limite sévère
- Préoccupations environnementales: La teneur en plomb soulève des préoccupations environnementales et sanitaires, conduisant à des réglementations et à une pression pour des alternatives sans plomb dans certaines applications.
8. Applications du bronze à l'étain au plomb C93200
Le C93200 est largement utilisé dans des composants tels que:
- bagues à usage général
- bagues de poignet de moteur diesel
- bagues de pompe à carburant
- garnitures principales de presse hydraulique
- roulements de machines-outils
- roulements de broche principale
- roulements de laminoirs
- roulements à col roulé
- roulements de tourillon
- rondelles de poussée
- pompes
- bagues de pompe à eau
- bagues de liaison
- aménagements automobiles
- pièces de machines générales
9. C93200 contre. Alliages concurrents
Le tableau ci-dessous compare C93200 avec C95400 et C95500, car ce sont deux des alliages de cuivre moulés concurrents les plus pratiques en matière de roulements, porter, et service résistant à la corrosion.
| Élément de comparaison | C93200 | C95400 | C95500 |
| Famille d'alliages / rôle | Bronze à l'étain à haute teneur en plomb; SAE 660 bronze de roulement utilisé comme alliage de roulements et de bagues à usage général. | Bronze d'aluminium; un bronze structurel et d'usure à large usage. | Bronze nickel-aluminium; un bronze pour service sévère avec un fort positionnement marin et d'usure. |
| Signature chimique | Cu 81,0–85,0 %, Pb 6,0 à 8,0 %, Sn 6,3 à 7,5 % | Cu 83.0% min., Al 10,0–11,5 % | Cu 78.0% min., Al 10,0–11,5 %, Entre 3,0 et 5,5 % |
| Densité | 8.91 g/cm³. | 7.45 g/cm³. | 7.53 g/cm³. |
| Conductivité électrique | 12% SIGC. | 13% SIGC. | 8% SIGC. |
| Conductivité thermique | 33.6 Btu/pi²·h·°F. | 33.9 Btu/pi²·h·°F. | 24.2 Btu/pi²·h·°F. |
| Module d'élasticité | 14,500 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
Résistance à la traction typique à température ambiante |
35 ksi minimum en condition de coulée continue. | 85 ksi minimum en condition de coulée continue. | 95 ksi minimum en condition de coulée continue. |
| Limite d'élasticité typique à température ambiante | 20 ksi minimum en condition de coulée continue. | 32 ksi minimum en condition de coulée continue. | 42 ksi minimum en condition de coulée continue. |
| Élongation | 10% minimum. | 32% minimum dans la rangée standard en coulée continue. | 42% minimum dans la rangée standard en coulée continue. |
| Cote d'usinabilité | 70. | 60. | 50. |
| Caractéristiques de coulée | Rendement de coulée élevé; faible décrochage; fluidité moyenne; gazage moyen; faible retrait lors de la solidification. | Faible rendement de coulée; fort débit; fluidité moyenne; gazage moyen; retrait élevé lors de la solidification. | Faible rendement de coulée; fort débit; fluidité moyenne; gazage moyen; retrait élevé lors de la solidification. |
Adhésion / fabrication |
Soudure excellente; bon brasage; méthodes de soudage généralement déconseillées; soulagement du stress à 500°F. | Bonne soudure; bon brasage; soudage à l'arc sous protection gazeuse et à l'arc avec métal revêtu bon; traitement en solution disponible. | Bonne soudure; salon du brasage; soudage à l'arc sous protection gazeuse et à l'arc avec métal revêtu bon; traitement en solution et recuit disponibles. |
| Accent sur le service typique | Roulements à usage général, bagues, rondelles, composants de la pompe, raccords automobiles, et service à usure moyenne. | Pistolets à souder, roulements, segments de roulement, grosses vis de maintien, noix, et pièces d'usure industrielles. | Quincaillerie marine, quincaillerie de fenêtre, instruments de musique, roulements, noix, et pièces de corrosion/usure sévères. |
10. Conclusion
Bronze à l'étain plombé C93200, ou SAE 660, est resté une norme de l'industrie pour une raison simple: Ça marche.
Il combine la bonne combinaison de performances de roulement, usinabilité, coulée, et une force pratique pour résoudre efficacement un problème d'ingénierie très courant.
Le C93200 n'est pas un matériau glamour, et ce n'est pas un alliage aux performances maximales. C'est un fiable, bien équilibré, roulement en bronze hautement utilisable.
Cet équilibre est l'essence de sa valeur. En ingénierie, le meilleur matériel n’est souvent pas celui avec le numéro le plus impressionnant, mais celui qui fonctionne de manière cohérente tout au long de la chaîne de casting, usinage, assemblée, et service.
FAQ
Quelle est la principale différence entre le C93200 et les autres bronzes?
La principale différence réside dans son contenu en leads (6-8%), qui offre une usinabilité supérieure et des propriétés autolubrifiantes, ce qui le rend idéal pour les applications de roulements.
D'autres bronzes peuvent donner la priorité à la force (par ex., aluminium bronze) ou résistance à la corrosion sans le même niveau de lubrification.
Le C93200 peut-il être traité thermiquement pour le durcissement?
Non, Le C93200 ne peut pas être traité thermiquement pour le durcissement. Ses propriétés mécaniques sont obtenues à l'état brut de coulée. Tout traitement thermique est généralement destiné uniquement à soulager le stress..
Le C93200 est-il adapté aux environnements marins?
Le C93200 offre une bonne résistance à la corrosion, y compris à l'eau salée, ce qui le rend adapté à certaines applications marines, en particulier pour les roulements et les bagues qui ne sont pas exposés à des conditions très agressives ou à des débits élevés où l'érosion et la corrosion pourraient poser problème.
Cependant, pour les environnements marins plus exigeants, des bronzes marins spécialisés pourraient être préférés.
Quelles sont les préoccupations environnementales concernant le C93200?
La teneur en plomb du C93200 soulève des préoccupations environnementales et sanitaires, en particulier en ce qui concerne la lixiviation du plomb et l'exposition.
Les réglementations de certaines régions favorisent l’adoption d’alternatives sans plomb, en particulier dans les systèmes d'eau potable ou les applications avec contact humain direct.
