1. Introdução
O bronze-estanho com chumbo C93200 ocupa uma posição especial na prática da engenharia porque resolve um problema que aparece em inúmeras máquinas: como fazer um material de rolamento que seja forte o suficiente, escorregadio o suficiente, usinável o suficiente, e econômico o suficiente para ser usado em escala.
Não é o bronze mais difícil, nem o mais forte, nem o mais resistente à corrosão em toda a família de ligas de cobre. Sua importância está em outro lugar.
C93200 é um bronze para rolamentos altamente balanceado cuja combinação de comportamento antifricção, usinabilidade, estanqueidade à pressão, e a confiabilidade do serviço tornou-o um dos materiais de rolamento mais amplamente especificados em equipamentos industriais.
2. O que é bronze de estanho com chumbo C93200?
C93200 é um estanho com alto teor de chumbo bronze projetado principalmente para consequência, casquilho, e aplicações gerais de serviço de desgaste.
É amplamente reconhecido como SAE 660, uma designação que reflete seu papel de longa data como bronze padrão para rolamentos em máquinas industriais.
Em termos práticos de engenharia, O C93200 é valorizado porque combina bom comportamento antifricção, força adequada, excelente usinabilidade, e resistência à corrosão confiável em uma liga de cobre fundido.
Ao contrário dos bronzes estruturais que são selecionados principalmente para capacidade máxima de carga, C93200 é selecionado para desempenho tribológico equilibrado.
Isso significa que foi construído para funcionar em condições reais de contato: eixos rotativos, superfícies deslizantes, cargas moderadas, e regimes de lubrificação que muitas vezes estão abaixo do ideal.
É por isso que se tornou um dos tipos de bronze mais utilizados em rolamentos e buchas em bombas., máquinas-ferramentas, motores, e equipamentos mecânicos em geral.
Características
Bom desempenho antifricção
C93200 foi projetado para contato deslizante. Seu conteúdo de chumbo ajuda a reduzir o atrito e melhorar a conformabilidade, enquanto a matriz estanho-bronze fornece a resistência necessária para o serviço do rolamento.
Essa combinação é a razão pela qual é tão frequentemente descrito como um bronze para rolamentos de uso geral..
Excelente usinabilidade
Uma das principais vantagens do C93200 é que ele usina muito bem para rolamentos de bronze.
Os dados publicados atribuem-lhe uma classificação de maquinabilidade de 70, o que o torna prático para produzir furos precisos, rostos, e geometrias de rolamentos após a fundição.
Resistência e dureza adequadas para serviços de serviço médio
C93200 não é um bronze de alta resistência no sentido estrutural, mas oferece resistência à tração suficiente, força de rendimento,
e dureza para cargas médias e velocidades médias, quais são as condições de serviço de rolamento mais comuns.
Boa resistência à corrosão
A liga é amplamente utilizada em bombas, componentes relacionados à válvula, e máquinas expostas a ambientes industriais ou levemente corrosivos porque oferecem resistência razoável à corrosão juntamente com resistência ao desgaste.
Também é apontado como não sujeito a dezincificação.
Praticidade de fundição ampla
C93200 está disponível em diversas rotas de fundição estabelecidas, incluindo centrífugo, contínuo, molde permanente, e fundição em areia, o que o torna adaptável tanto à produção em estoque quanto às peças acabadas.
Designações equivalentes a UNS C93200
| Padrão / sistema | Designação equivalente |
| SAE | SAE 660, SAE J461, SAE J462 |
| ASTM | ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| QQ-C-390 |
3. Composição Química do Bronze de Estanho com Chumbo C93200
A composição química precisa do C93200 é meticulosamente controlada para alcançar as propriedades desejadas.
A composição típica, conforme ASTM B505 para material fundido contínuo, é apresentado na tabela abaixo
| Elemento | Faixa de composição (%) |
| Cu | 81.0–85,0 |
| PB | 6.0–8,0 |
| Sn | 6.3–7,5 |
| Zn | 2.0–4.0 |
| Em | até 1.0 |
| Sb | até 0.35 |
| Fé | até 0.20 |
| P | até 0.15 |
| S | até 0.08 |
| E | até 0.005 |
| Al | até 0.005 |
4. Propriedades Físicas e Mecânicas do C93200
Propriedades físicas
Os valores abaixo são valores representativos de fundição contínua à temperatura ambiente.
| Propriedade | Costumeiro dos EUA | Métrica |
| Ponto de fusão – líquido | 1790 °F | 977 °C |
| Ponto de fusão – solidus | 1570 °F | 854 °C |
| Densidade | 0.322 lb/pol³ | 8.91 g/cm³ |
| Gravidade específica | 8.91 | 8.91 |
| Condutividade elétrica | 12% SIGC | 0.07 MS/m |
| Condutividade térmica | 33.6 Btu/ft²·h·°F | 58.2 S/m·K |
| Coeficiente de expansão térmica | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ /° C. |
| Capacidade térmica específica | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/kg·K |
| Módulo de elasticidade | 14,500 ksi | sobre 100 GPa |
Propriedades mecânicas
| Propriedade | Costumeiro dos EUA | Métrica |
| Resistência à tracção, min. | 35 ksi | 241 MPa |
| Força de rendimento em 0.5% extensão, min. | 20 ksi | 138 MPa |
| Alongamento em 2 em. / 50 milímetros, min. | 10% | 10% |
| Dureza Brinell, típico | 65 Bnn | 65 Bnn |
| Classificação de usinabilidade | 70 | 70 |
| Impacto Izod | 5.9 pés·lbf | 8 J. |
| Resistência à compressão | 45,700 psi | 315 MPa |
| Força de fadiga | 16,000 psi | 110 MPa |
| Razão de Poisson | 0.34 | 0.34 |
5. Resistência à corrosão do C93200
Comportamento geral de corrosão
C93200 é geralmente considerado como um bronze para rolamento resistente à corrosão em vez de uma liga especial contra corrosão.
As notas de material publicadas descrevem-no como tendo resistência à corrosão razoável e observe que ele é adequado para uso em numerosos ambientes e muitos produtos químicos industriais.
Também é repetidamente identificado como não sujeito a dezincificação, o que é uma vantagem prática importante para ambientes de serviço contendo cobre-zinco.
Desempenho em água do mar, salmoura, e serviço molhado
Um dos pontos fortes práticos mais importantes do C93200 é o seu comportamento em água do mar e salmoura.
Várias referências publicadas afirmam que a liga tem resistência razoável à corrosão à água do mar e à salmoura,
é por isso que é comumente usado para componentes da bomba, Componentes da válvula, Impeladores da bomba, e buchas exposto a ambientes úmidos ou moderadamente salinos.
Resistência à corrosão em máquinas industriais
C93200 também é usado em máquinas-ferramentas, rolamentos para uso geral, componentes de prensa hidráulica, arruelas de empuxo, e acessórios automotivos, e essas listas de aplicações enfatizam repetidamente a resistência à corrosão para numerosos ambientes e muitos produtos químicos industriais.
Isso indica que a liga não está limitada ao simples serviço úmido; também é adequado para a térmica mista, lubrificante, e exposições atmosféricas encontradas em máquinas industriais.
A implicação prática é que o C93200 tem um equilíbrio útil de resistência à corrosão + comportamento antifricção + usinabilidade.
Para construtores de máquinas, essa combinação é importante porque uma liga de rolamento deve sobreviver não apenas ao movimento e à carga, mas também aos contaminantes do mundo real, óleos, refrigerantes, e umidade ambiente que acompanham a operação industrial.
O perfil de corrosão do C93200 faz, portanto, parte do seu valor tribológico mais amplo, não é um recurso independente.
6. Processamento e Fabricação
Fundição
C93200 é fundamentalmente um fundição de bronze, e um de seus pontos fortes práticos é que pode ser produzido por diversas rotas de fundição estabelecidas, incluindo fundição contínua, fundição centrífuga, fundição em areia, e fundição permanente de mofo.
Essa versatilidade o torna útil tanto para produção em estoque quanto para peças com formato quase final, especialmente em rolamento, casquilho, e cadeias gerais de fornecimento de componentes de máquinas.
Os dados publicados da liga também mostram que o C93200 tem uma alto rendimento de fundição, fluidez média, tendência média de gaseificação, e baixo encolhimento na solidificação,
que é uma combinação favorável para a produção de peças fundidas sólidas com perdas de processo relativamente gerenciáveis.
Dito isto, “favorável” não significa “perdoar”. Como a maioria dos bronzes, C93200 ainda recompensa o manuseio disciplinado do fundido, prática de vazamento estável, e bom design de portão e alimentação.
Seu valor de produção vem do fato de que ele pode ser moldado de forma confiável em formas práticas de engenharia, ao mesmo tempo em que oferece as características antifricção e de usinabilidade que o tornam útil em serviço..
Usinagem
Entre bronzes portadores, C93200 é amplamente apreciado por seu comportamento de usinagem.
Está publicado classificação de usinabilidade é 70, o que o coloca bem acima de muitos bronzes estruturais e o torna altamente prático para usinagem secundária após a fundição.
Isso é importante porque os componentes do rolamento geralmente exigem furos precisos, rostos, ranhuras, e superfícies ajustadas, e uma liga que usina de forma limpa reduz a carga do ferramental, tempo de ciclo, e custo de produção.
A vantagem da usinagem não é acidental. C93200 é um bronze de estanho com chumbo, e o chumbo contribui para a quebra de cavacos e a lubrificação durante o corte.
É por isso que esta liga pode ser fundida em uma forma quase final e depois usinada sem se tornar um gargalo na produção..
Juntando -se: Mais adequado para soldagem e brasagem
C93200 é muito mais compatível com soldagem e brasagem do que com soldagem convencional.
Taxa de dados de fabricação publicada soldagem como excelente e brasagem tão boa, enquanto soldagem oxiacetileno, soldagem a arco com proteção a gás, e soldagem a arco de metal revestido não são recomendadas para esta liga.
Esse padrão é consistente com o papel pretendido da liga como um bronze fundido e usinado, em vez de um material estrutural centrado na solda..
Tratamento térmico
C93200 faz não responder ao tratamento térmico de reforço convencional.
Os dados publicados indicam uma temperatura de alívio de estresse de 500°F / 260°C, mas a liga não obtém resposta de endurecimento significativa a partir de ciclos de têmpera e revenido ou de endurecimento por precipitação.
Essa é uma distinção importante: o tratamento térmico é usado aqui principalmente para aliviar o estresse residual, não transformar a liga em uma classe de material de maior resistência.
7. Vantagens e limitações do C93200 Bronze
Vantagens
- bom comportamento antifricção
- boa usinabilidade
- resistência e dureza adequadas para serviço de rolamento
- características estanques à pressão
- ampla disponibilidade e comportamento de processamento familiar
- desempenho confiável em carga média, aplicações de média velocidade
- Autolubrificante: A fase de chumbo dispersa fornece lubrificação inerente, oferecendo proteção durante a lubrificação marginal ou perda temporária de lubrificante.
- Resistência à corrosão: Boa resistência a muitos ambientes corrosivos, típico de ligas de bronze.
Limitações
- não é adequado para carga extrema ou serviço de choque
- não é um bronze estrutural de alta resistência
- Não é tratável termicamente para grande fortalecimento
- não é ideal quando a soldagem é fundamental para a fabricação
- não é a melhor escolha se a aplicação exigir resistência ao desgaste muito alta sob lubrificação limite severa
- Preocupações Ambientais: O conteúdo principal levanta preocupações ambientais e de saúde, levando a regulamentações e um impulso para alternativas sem chumbo em algumas aplicações.
8. Aplicações de bronze de estanho com chumbo C93200
C93200 é amplamente utilizado em componentes como:
- buchas de uso geral
- buchas de pulso para motor diesel
- buchas da bomba de combustível
- revestimentos principais da prensa hidráulica
- rolamentos de máquinas-ferramenta
- rolamentos do eixo principal
- rolamentos para laminadores
- rolamentos de pescoço
- rolamentos de munhão
- arruelas de empuxo
- Impeladores da bomba
- buchas da bomba de água
- buchas de ligação
- acessórios para automóveis
- peças de máquinas em geral
9. C93200 versus. Ligas concorrentes
A tabela abaixo compara C93200 com C95400 e C95500, porque estas são duas das ligas de cobre fundido concorrentes mais práticas em rolamentos, vestir, e serviço resistente à corrosão.
| Item de comparação | C93200 | C95400 | C95500 |
| Família de liga / papel | Bronze de estanho com alto teor de chumbo; SAE 660 bronze para rolamentos usado como liga de rolamentos e buchas de uso geral. | Bronze de alumínio; um bronze estrutural e de desgaste de amplo uso. | Bronze de alumínio de níquel; um bronze para serviços severos com forte posicionamento marítimo e de desgaste. |
| Assinatura química | 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%, Em 3,0–5,5% |
| Densidade | 8.91 g/cm³. | 7.45 g/cm³. | 7.53 g/cm³. |
| Condutividade elétrica | 12% SIGC. | 13% SIGC. | 8% SIGC. |
| Condutividade térmica | 33.6 Btu/ft²·h·°F. | 33.9 Btu/ft²·h·°F. | 24.2 Btu/ft²·h·°F. |
| Módulo de elasticidade | 14,500 ksi. | 15,500 ksi. | 16,000 ksi. |
Resistência à tração típica à temperatura ambiente |
35 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. | 85 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. | 95 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. |
| Resistência ao escoamento típica à temperatura ambiente | 20 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. | 32 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. | 42 ksi mínimo em condição de vazamento contínuo. |
| Alongamento | 10% mínimo. | 32% mínimo na linha padrão de fundição contínua. | 42% mínimo na linha padrão de fundição contínua. |
| Classificação de usinabilidade | 70. | 60. | 50. |
| Características de fundição | Alto rendimento de fundição; baixa escória; fluidez média; gaseificação média; baixo encolhimento na solidificação. | Baixo rendimento de fundição; escória alta; fluidez média; gaseificação média; alto encolhimento na solidificação. | Baixo rendimento de fundição; escória alta; fluidez média; gaseificação média; alto encolhimento na solidificação. |
Juntando -se / fabricação |
Soldagem excelente; brasagem boa; métodos de soldagem geralmente não recomendados; alívio do estresse a 500°F. | Solda boa; brasagem boa; arco com proteção de gás e soldagem por arco de metal revestido bom; tratamento de solução disponível. | Solda boa; feira de brasagem; arco com proteção de gás e soldagem por arco de metal revestido bom; tratamento de solução e recozimento disponíveis. |
| Ênfase de serviço típica | Rolamentos de uso geral, buchas, arruelas, componentes da bomba, acessórios automotivos, e serviço de desgaste de carga média. | Pistolas de solda, rolamentos, segmentos de rolamento, parafusos de fixação grandes, nozes, e peças de desgaste industriais. | Hardware marítimo, hardware de janela, instrumentos musicais, rolamentos, nozes, e peças de corrosão/desgaste em serviço severo. |
10. Conclusão
Bronze de estanho com chumbo C93200, ou SAE 660, permaneceu um padrão da indústria por uma razão simples: funciona.
Ele combina a combinação certa de desempenho de rolamento, usinabilidade, castabilidade, e força prática para resolver eficientemente um problema de engenharia muito comum.
C93200 não é um material glamoroso, e não é uma liga de máximo desempenho. É um confiável, bem equilibrado, rolamento de bronze altamente útil.
Esse equilíbrio é a essência do seu valor. Em engenharia, o melhor material muitas vezes não é aquele com o número mais impressionante, mas aquele que tem um desempenho consistente em toda a cadeia de elenco, usinagem, conjunto, e serviço.
Perguntas frequentes
Qual é a principal diferença entre C93200 e outros bronzes?
A principal diferença está em seu conteúdo principal (6-8%), que fornece usinabilidade superior e propriedades autolubrificantes, tornando-o ideal para aplicações de rolamentos.
Outros bronzes podem priorizar a força (por exemplo, bronze de alumínio) ou resistência à corrosão sem o mesmo nível de lubrificação.
O C93200 pode ser tratado termicamente para endurecimento?
Não, C93200 não é tratável termicamente para endurecimento. Suas propriedades mecânicas são alcançadas na condição de fundido. Qualquer processamento térmico normalmente serve apenas para alívio de tensão.
O C93200 é adequado para ambientes marinhos??
C93200 oferece boa resistência à corrosão, inclusive para água salgada, tornando-o adequado para algumas aplicações marítimas, particularmente para rolamentos e buchas que não estão expostos a condições altamente agressivas ou altas taxas de fluxo onde a erosão-corrosão pode ser um problema.
No entanto, para ambientes marinhos mais exigentes, bronzes marinhos especializados podem ser preferidos.
Quais são as preocupações ambientais em relação ao C93200?
O conteúdo de chumbo no C93200 levanta preocupações ambientais e de saúde, particularmente em relação à lixiviação e exposição ao chumbo.
As regulamentações em algumas regiões estão impulsionando a adoção de alternativas sem chumbo, especialmente em sistemas de água potável ou aplicações com contato humano direto.
