1. Wstęp
Brąz cynowy ołowiowy C93200 zajmuje szczególne miejsce w praktyce inżynierskiej, ponieważ rozwiązuje problem pojawiający się w niezliczonej liczbie maszyn: jak zrobić wystarczająco mocny materiał łożyskowy, wystarczająco śliskie, wystarczająco obrabialny, i wystarczająco ekonomiczne, aby można je było stosować na dużą skalę.
Nie jest to najtwardszy brąz, ani najsilniejszy, ani najbardziej odporny na korozję w całej rodzinie stopów miedzi. Jego znaczenie leży gdzie indziej.
C93200 to wysoce wyważony brąz łożyskowy, którego połączenie właściwości przeciwciernych, skrawalność, szczelność ciśnieniowa, i niezawodność działania sprawiły, że jest to jeden z najczęściej stosowanych materiałów łożyskowych w urządzeniach przemysłowych.
2. Co to jest brąz ołowiowo-cynowy C93200?
C93200 to cyna o wysokiej zawartości ołowiu brązowy przeznaczony przede wszystkim dla łożysko, tuleja, oraz ogólne zastosowania związane z obsługą zużycia.
Jest powszechnie uznawany za SAE 660, oznaczenie odzwierciedlające jego długoletnią rolę jako standardowego brązu łożyskowego w maszynach przemysłowych.
W praktyce inżynierskiej, C93200 jest ceniony, bo łączy dobre właściwości przeciwcierne, odpowiednią siłę, doskonała obrabialność, i niezawodną odporność na korozję w jednym odlanym stopie miedzi.
W przeciwieństwie do brązów konstrukcyjnych, które są wybierane głównie ze względu na maksymalną nośność, Wybrano C93200 zrównoważona wydajność tribologiczna.
Oznacza to, że jest zbudowany do pracy w rzeczywistych warunkach kontaktowych: obrotowe wały, przesuwane powierzchnie, umiarkowane obciążenia, oraz systemy smarowania, które często nie są idealne.
Z tego powodu stał się jednym z najczęściej stosowanych gatunków brązu do produkcji łożysk i tulei w pompach, obrabiarki, silniki, i ogólnego sprzętu mechanicznego.
Cechy
Dobre właściwości przeciwcierne
C93200 został zaprojektowany do styków ślizgowych. Zawartość ołowiu pomaga zmniejszyć tarcie i poprawić dopasowanie, podczas gdy matryca z brązu cynowego zapewnia wytrzymałość potrzebną do pracy łożyska.
To połączenie jest powodem, dla którego tak często określa się go jako brąz łożyskowy ogólnego przeznaczenia.
Doskonała obrabialność
Jedną z głównych zalet C93200 jest to, że bardzo dobrze obrabia brąz łożyskowy.
Opublikowane dane przyznają mu ocenę obrabialności wynoszącą 70, co czyni go praktycznym do wykonywania dokładnych otworów, twarze, i geometrię łożysk po odlaniu.
Odpowiednia wytrzymałość i twardość do pracy przy średnich obciążeniach
C93200 nie jest brązem o wysokiej wytrzymałości w sensie strukturalnym, ale zapewnia wystarczającą wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności,
i twardość dla średnie obciążenia i średnie prędkości, które są najczęstszymi warunkami eksploatacji łożysk.
Dobra odporność na korozję
Stop jest szeroko stosowany w pompach, elementy związane z zaworami, i maszyny narażone na działanie środowisk przemysłowych lub lekko korozyjnych, ponieważ zapewniają rozsądną odporność na korozję wraz z odpornością na zużycie.
Zaznacza się również, że nie podlega odcynkowaniu.
Szeroka praktyczność odlewania
C93200 jest dostępny w kilku ustalonych metodach odlewania, w tym odśrodkowy, ciągły, Stała pleśń, i odlewanie piasku, co sprawia, że można go dostosować zarówno do produkcji seryjnej, jak i gotowych części.
Oznaczenia równoważne UNS C93200
| Standard / system | Równoważne oznaczenie |
| SAE | SAE 660, SAE J461, SAE J462 |
| ASTM | ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| Pytanie | QQ-C-390 |
3. Skład chemiczny brązu ołowiowo-cynowego C93200
Dokładny skład chemiczny C93200 jest skrupulatnie kontrolowany, aby osiągnąć pożądane właściwości.
Typowy skład, zgodnie z ASTM B505 dla materiału odlewanego ciągłego, przedstawiono w poniższej tabeli
| Element | Zakres kompozycji (%) |
| Cu | 81.0–85,0 |
| Pb | 6.0–8,0 |
| sen | 6.3–7,5 |
| Zn | 2.0–4.0 |
| W | aż do 1.0 |
| Sb | aż do 0.35 |
| Fe | aż do 0.20 |
| P | aż do 0.15 |
| S | aż do 0.08 |
| I | aż do 0.005 |
| Glin | aż do 0.005 |
4. Właściwości fizyczne i mechaniczne C93200
Właściwości fizyczne
Poniższe wartości są reprezentatywnymi wartościami dla odlewania ciągłego w temperaturze pokojowej.
| Nieruchomość | Zwyczaj amerykański | Metryczny |
| Temperatura topnienia – ciecz | 1790 °F | 977 °C |
| Temperatura topnienia – solidus | 1570 °F | 854 °C |
| Gęstość | 0.322 funt/cal³ | 8.91 g/cm3 |
| Środek ciężkości | 8.91 | 8.91 |
| Przewodność elektryczna | 12% IACS | 0.07 MS/m |
| Przewodność cieplna | 33.6 Btu/ft²·hr·°F | 58.2 W/m·K |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ /° C. |
| Specyficzna pojemność cieplna | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/kg·K |
| Moduł sprężystości | 14,500 ksi | o 100 GPa |
Właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Zwyczaj amerykański | Metryczny |
| Wytrzymałość na rozciąganie, min. | 35 ksi | 241 MPa |
| Granica plastyczności przy 0.5% rozszerzenie, min. | 20 ksi | 138 MPa |
| Wydłużenie w 2 W. / 50 mm, min. | 10% | 10% |
| Twardość Brinella, typowy | 65 Bnn | 65 Bnn |
| Ocena obrabialności | 70 | 70 |
| Uderzenie Izoda | 5.9 ft·lbf | 8 J |
| Wytrzymałość na ściskanie | 45,700 psi | 315 MPa |
| Siła zmęczenia | 16,000 psi | 110 MPa |
| współczynnik Poissona | 0.34 | 0.34 |
5. Odporność na korozję C93200
Ogólne zachowanie korozyjne
C93200 jest powszechnie uważany za odporny na korozję brąz łożyskowy zamiast stopu odpornego na korozję.
Opublikowane notatki materiałowe opisują to jako posiadające rozsądna odporność na korozję i pamiętaj, że nadaje się do stosowania w liczne środowiska I wiele chemikaliów przemysłowych.
Jest również wielokrotnie identyfikowany jako nie podlega odcynkowaniu, co stanowi ważną zaletę praktyczną w środowiskach usługowych zawierających miedź i cynk.
Wydajność w wodzie morskiej, solanka, i obsługa na mokro
Jedną z najważniejszych praktycznych zalet C93200 jest jego zachowanie woda morska i solanka.
W wielu opublikowanych źródłach podano, że stop ma rozsądna odporność na korozję w stosunku do wody morskiej i solanki,
dlatego jest powszechnie używany Komponenty pompy, Komponenty zaworów, PMIP -PMELLERS, i tuleje narażone na działanie wilgotnego lub umiarkowanie zasolonego środowiska.
Odporność na korozję w maszynach przemysłowych
C93200 jest również używany w obrabiarki, łożyska ogólnego zastosowania, elementy prasy hydraulicznej, Pralki ciągu, i osprzętu samochodowego, a te listy zastosowań wielokrotnie podkreślają odporność na korozję liczne środowiska I wiele chemikaliów przemysłowych.
Oznacza to, że stop nie ogranicza się do prostych zastosowań na mokro; doskonale nadaje się również do mieszanego ogrzewania termicznego, smarowniczy, i narażenia atmosferyczne występujące w maszynach przemysłowych.
Praktyczną konsekwencją jest to, że C93200 ma użyteczną równowagę odporność na korozję + zachowanie przeciwcierne + skrawalność.
Dla konstruktorów maszyn, ta kombinacja ma znaczenie, ponieważ stop łożyskowy musi wytrzymać nie tylko ruch i obciążenie, ale także zanieczyszczenia występujące w świecie rzeczywistym, obrazy olejne, chłodziwa, i wilgoci otoczenia towarzyszącej działalności przemysłowej.
Profil korozji C93200 stanowi zatem część jego szerszej wartości tribologicznej, nie jest samodzielną funkcją.
6. Przetwarzanie i produkcja
Odlew
C93200 to zasadniczo: odlewanie brązu, a jedną z jego praktycznych zalet jest to, że można go wytwarzać kilkoma ustalonymi metodami odlewania, w tym Ciągły casting, odlewanie odśrodkowe, odlewanie piasku, i trwałe odlewanie form.
Ta wszechstronność sprawia, że jest on przydatny zarówno do produkcji seryjnej, jak i części o kształcie zbliżonym do netto, szczególnie w łożysku, tuleja, oraz ogólne łańcuchy dostaw komponentów maszyn.
Opublikowane dane dotyczące stopów pokazują również, że C93200 ma wysoka wydajność odlewania, średnia płynność, średnia tendencja do gazowania, I niski skurcz podczas krzepnięcia,
co jest korzystną kombinacją do wytwarzania solidnych odlewów przy stosunkowo możliwych do opanowania stratach procesowych.
To powiedziało, „Przychylny” nie oznacza „przebaczający”. Jak większość brązów łożyskowych, C93200 nadal nagradza zdyscyplinowaną obsługę stopu, stabilna praktyka nalewania, oraz dobry projekt bramkowania i karmienia.
Jego wartość produkcyjna wynika z faktu, że można go niezawodnie odlać w praktyczne kształty inżynieryjne, zachowując jednocześnie właściwości przeciwcierne i skrawalność, które czynią go użytecznym w eksploatacji.
Obróbka
Wśród nośnych brązów, C93200 jest powszechnie ceniony za swoje zachowanie podczas obróbki.
Zostało opublikowane ocena obrabialności wynosi 70, co plasuje go znacznie powyżej wielu brązów konstrukcyjnych i czyni go bardzo praktycznym do obróbki wtórnej po odlaniu.
Ma to znaczenie, ponieważ elementy łożysk często wymagają dokładnych otworów, twarze, rowki, i dopasowane powierzchnie, oraz stop, który pozwala na czystą obróbkę i zmniejsza obciążenie narzędzi, czas cyklu, i koszty produkcji.
Przewaga obróbki nie jest przypadkowa. C93200 to brąz ołowiowo-cynowy, i ołów przyczyniają się do łamania wiórów i smarowania podczas skrawania.
Właśnie dlatego stop ten można odlać do postaci niemal netto, a następnie poddać obróbce wykańczającej, nie tworząc wąskiego gardła w produkcji.
Łączący: Najlepiej nadaje się do lutowania i lutowania twardego
C93200 jest znacznie bardziej kompatybilny lutowanie i lutowanie niż w przypadku spawania konwencjonalnego.
Opublikowana szybkość transmisji danych fabrycznych lutowanie jako doskonałe I lutowanie równie dobre, chwila spawanie acetylenowo-tlenowe, spawanie łukowe w osłonie gazu, i spawanie łukowe metali powlekanych nie są zalecane dla tego stopu.
Wzór ten jest zgodny z zamierzoną rolą stopu jako brązu odlewanego i maszynowego, a nie materiału konstrukcyjnego skupiającego się na spawaniu.
Obróbka cieplna
C93200 tak nie odpowiadają konwencjonalnej wzmacniającej obróbce cieplnej.
Opublikowane dane wskazują, że a temperatura odprężająca 500°F / 260°C, ale stop nie uzyskuje znaczącej reakcji utwardzania w wyniku cykli hartowania i odpuszczania lub utwardzania wydzieleniowego.
To ważne rozróżnienie: obróbkę cieplną stosuje się tutaj głównie w celu złagodzenia naprężeń szczątkowych, aby nie przekształcać stopu w klasę materiału o wyższej wytrzymałości.
7. Zalety i ograniczenia brązu C93200
Zalety
- dobre właściwości przeciwcierne
- dobra obrabialność
- odpowiednią wytrzymałość i twardość do pracy łożysk
- właściwości ciśnieniowe
- szeroka dostępność i znajome zachowanie podczas przetwarzania
- niezawodna wydajność przy średnim obciążeniu, aplikacje średnioszybkie
- Samosmarujące: Zdyspergowana faza ołowiowa zapewnia naturalną smarowność, zapewniając ochronę podczas marginalnego smarowania lub tymczasowej utraty smaru.
- Odporność na korozję: Dobra odporność na wiele środowisk korozyjnych, typowe dla stopów brązu.
Ograniczenia
- nie nadaje się do pracy przy ekstremalnych obciążeniach lub wstrząsach
- nie jest to brąz strukturalny o wysokiej wytrzymałości
- Nie poddaje się obróbce cieplnej w celu większego wzmocnienia
- nie jest idealny, gdy spawanie ma kluczowe znaczenie w produkcji
- nie jest to najlepszy wybór, jeśli zastosowanie wymaga bardzo wysokiej odporności na zużycie w warunkach silnego smarowania granicznego
- Obawy środowiskowe: Zawartość ołowiu budzi obawy dotyczące środowiska i zdrowia, co prowadzi do wprowadzenia przepisów i nacisku na bezołowiowe alternatywy w niektórych zastosowaniach.
8. Zastosowania brązu ołowiowo-cynowego C93200
C93200 jest szeroko stosowany w komponentach takich jak:
- tuleje ogólnego przeznaczenia
- tuleje sworznia przegubowego silnika wysokoprężnego
- tuleje pompy paliwa
- okładziny główne prasy hydraulicznej
- łożyska obrabiarek
- łożyska wrzeciona głównego
- łożyska walcownicze
- łożyska walcowe
- łożyska czopowe
- Pralki ciągu
- PMIP -PMELLERS
- tuleje pompy wodnej
- tuleje łączące
- okucia samochodowe
- ogólne części maszyn
9. C93200 vs. Konkurencyjne stopy
Poniższa tabela porównuje C93200 z C95400 I C95500, ponieważ są to dwa najbardziej praktyczne, konkurencyjne stopy miedzi odlewanej w łożyskach, nosić , i odporność na korozję.
| Element porównawczy | C93200 | C95400 | C95500 |
| Rodzina stopów / rola | Brąz cynowy o wysokiej zawartości ołowiu; SAE 660 brąz łożyskowy stosowany jako stop łożysk i tulei ogólnego przeznaczenia. | Brąz aluminiowy; brąz konstrukcyjny i ścieralny o szerokim zastosowaniu. | Nikiel Aluminium Brąz; brąz do ciężkich zastosowań, o mocnym pozycjonowaniu morskim i zużyciu. |
| Podpis chemii | 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%, Przy 3,0–5,5% |
| Gęstość | 8.91 g/cm3. | 7.45 g/cm3. | 7.53 g/cm3. |
| Przewodność elektryczna | 12% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Przewodność cieplna | 33.6 Btu/ft²·hr·°F. | 33.9 Btu/ft²·hr·°F. | 24.2 Btu/ft²·hr·°F. |
| Moduł sprężystości | 14,500 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
Typowa wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej |
35 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. | 85 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. | 95 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. |
| Typowa granica plastyczności w temperaturze pokojowej | 20 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. | 32 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. | 42 ksi minimum w stanie odlewu ciągłego. |
| Wydłużenie | 10% minimum. | 32% minimum w standardowym rzędzie odlewu ciągłego. | 42% minimum w standardowym rzędzie odlewu ciągłego. |
| Ocena obrabialności | 70. | 60. | 50. |
| Charakterystyka odlewania | Wysoka wydajność odlewania; niski popiół; średnia płynność; średnie gazowanie; niski skurcz podczas krzepnięcia. | Niska wydajność odlewania; wysoki popiół; średnia płynność; średnie gazowanie; duży skurcz podczas krzepnięcia. | Niska wydajność odlewania; wysoki popiół; średnia płynność; średnie gazowanie; duży skurcz podczas krzepnięcia. |
Łączący / produkcja |
Lutowanie doskonałe; lutowanie dobre; metody spawania generalnie nie są zalecane; odprężanie w temperaturze 500°F. | Lutowanie dobre; lutowanie dobre; dobre spawanie łukowe w osłonie gazu i metalu powlekanego; dostępne leczenie roztworem. | Lutowanie dobre; targi lutowania; dobre spawanie łukowe w osłonie gazu i metalu powlekanego; dostępna obróbka przesycająca i wyżarzanie. |
| Typowy nacisk na obsługę | Łożyska ogólnego przeznaczenia, tuleje, podkładki, Komponenty pompy, okucia samochodowe, i średnie obciążenie. | Pistolety spawalnicze, namiar, segmenty łożyskowe, duże śruby mocujące, orzechy, i przemysłowe części eksploatacyjne. | Sprzęt morski, okucia okienne, instrumenty muzyczne, namiar, orzechy, oraz części korozyjne/zużywające się w trudnych warunkach. |
10. Wniosek
Brąz ołowiowo-cynowy C93200, lub SAE 660, pozostaje standardem branżowym z jednego prostego powodu: to działa.
Łączy w sobie odpowiednią kombinację wydajności łożysk, skrawalność, Wydajność, i praktyczna siła, aby skutecznie rozwiązać bardzo powszechny problem inżynieryjny.
C93200 nie jest materiałem glamour, i nie jest to stop o maksymalnych osiągach. To jest niezawodne, dobrze zrównoważone, bardzo przydatny brąz łożyskowy.
Ta równowaga jest istotą jego wartości. W inżynierii, najlepszy materiał często nie jest tym, który ma najbardziej imponujący pojedynczy numer, ale taki, który działa konsekwentnie w całym łańcuchu castingu, obróbka, montaż, i usługa.
Często zadawane pytania
Jaka jest podstawowa różnica pomiędzy C93200 a innymi brązami?
Podstawowa różnica polega na zawartości ołowiu (6-8%), co zapewnia doskonałą obrabialność i właściwości samosmarujące, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań łożyskowych.
Inne brązy mogą stawiać na siłę (np., brąz aluminiowy) lub odporność na korozję bez tego samego poziomu smarności.
Czy C93200 można poddać obróbce cieplnej w celu hartowania?
NIE, C93200 nie nadaje się do obróbki cieplnej w celu hartowania. Właściwości mechaniczne uzyskuje w stanie po odlaniu. Jakakolwiek obróbka termiczna ma zazwyczaj wyłącznie na celu odprężenie.
Czy C93200 nadaje się do środowisk morskich??
C93200 zapewnia dobrą odporność na korozję, w tym do słonej wody, dzięki czemu nadaje się do niektórych zastosowań morskich, szczególnie do łożysk i tulei, które nie są narażone na działanie bardzo agresywnych warunków lub dużych prędkości przepływu, gdzie problemem może być erozja-korozja.
Jednakże, dla bardziej wymagających środowisk morskich, preferowane mogą być specjalistyczne brązy morskie.
Jakie są obawy dotyczące ochrony środowiska dotyczące C93200?
Zawartość ołowiu w C93200 budzi obawy dotyczące środowiska i zdrowia, szczególnie w odniesieniu do wymywania ołowiu i narażenia.
Przepisy w niektórych regionach wymuszają przyjęcie zamienników bezołowiowych, szczególnie w systemach wody pitnej lub zastosowaniach, w których występuje bezpośredni kontakt z człowiekiem.
