1. Вступ
Олов’яно-свинцова бронза C93200 займає особливе місце в інженерній практиці, оскільки вирішує проблему, яка виникає в незліченних машинах: як зробити достатньо міцний матеріал підшипника, досить слизька, достатньо піддається обробці, і досить економічний, щоб використовувати його в масштабі.
Це не найтвердіша бронза, ні найсильніший, і не є найбільш стійким до корозії з усього сімейства мідних сплавів. Його важливість полягає в іншому.
C93200 — це високозбалансований бронзовий підшипник, який має антифрикційні властивості, обробка, герметичність тиску, і надійність в експлуатації зробили його одним із найпоширеніших підшипникових матеріалів у промисловому обладнанні.
2. Що таке етилована олов’яна бронза C93200?
C93200 - це a високоетилированное олово бронза призначені в першу чергу для підшипник, втулка, і загальні програми для зносу.
Це широко визнано як SAE 660, позначення, яке відображає його давню роль як стандартної підшипникової бронзи в промислових машинах.
У практичному інженерному плані, C93200 цінується тому, що він поєднує хороші антифрикційні властивості, адекватна міцність, відмінна оброблюваність, і надійна стійкість до корозії в одному литому мідному сплаві.
На відміну від конструкційних бронз, які вибираються в основному для максимального навантаження, C93200 обрано для збалансована трибологічна продуктивність.
Це означає, що він створений для роботи в умовах реального контакту: обертові вали, поверхні ковзання, помірні навантаження, і режими змащування, які часто не ідеальні.
Ось чому вона стала однією з найпоширеніших марок бронзи для підшипників і втулок насосів., верстат, двигуни, і загальне механічне обладнання.
Особливості
Хороші антифрикційні характеристики
C93200 розроблений для ковзного контакту. Вміст свинцю допомагає зменшити тертя та покращити зручність, в той час як олов’яно-бронзова матриця забезпечує міцність, необхідну для роботи підшипника.
Ця комбінація є причиною того, що його так часто описують як бронзовий підшипник загального призначення.
Відмінна обробка
Однією з головних переваг C93200 є те, що він дуже добре обробляє підшипникову бронзу.
Опубліковані дані присвоюють йому рейтинг оброблюваності 70, що робить його практичним для виготовлення точних отворів, обличчя, і геометрії підшипників після лиття.
Відповідна міцність і твердість для середньої експлуатації
C93200 не є високоміцною бронзою в структурному сенсі, але він забезпечує достатню міцність на розрив, Похідна сила,
і твердість для середні навантаження і середні швидкості, які є найпоширенішими умовами експлуатації підшипників.
Хороша резистентність до корозії
Сплав широко використовується в насосах, компоненти, пов'язані з клапаном, і машини, які піддаються впливу промислових або помірно корозійних середовищ, оскільки вони забезпечують достатню стійкість до корозії та зносостійкості.
Також відзначається, що не підлягає знецинку.
Широка практичність лиття
C93200 доступний у кількох встановлених маршрутах лиття, включаючи відцентровий, безперервний, постійна цвіль, і піщане лиття, що робить його адаптованим як до виробництва запасів, так і до готових деталей.
Еквівалентні позначення UNS C93200
| Стандартний / система | Еквівалентне позначення |
| SAE | SAE 660, SAE J461, SAE J462 |
| ASTM | ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| QQ-C-390 |
3. Хімічний склад олов’яної бронзи C93200
Точний хімічний склад C93200 ретельно контролюється для досягнення бажаних властивостей.
Типовий склад, відповідно до ASTM B505 для безперервного литого матеріалу, представлено в таблиці нижче
| Елемент | Асортимент складу (%) |
| Куточок | 81.0–85,0 |
| Pb | 6.0–8.0 |
| сн | 6.3–7,5 |
| Zn | 2.0–4,0 |
| У | до 1.0 |
| Sb | до 0.35 |
| Феод | до 0.20 |
| С | до 0.15 |
| S | до 0.08 |
| І | до 0.005 |
| Al | до 0.005 |
4. Фізичні та механічні властивості C93200
Фізичні властивості
Наведені нижче значення є типовими для безперервного лиття при кімнатній температурі.
| Майно | Звичай США | Метрика |
| Температура плавлення – рідина | 1790 ° F | 977 ° C |
| Температура плавлення – солідус | 1570 ° F | 854 ° C |
| Щільність | 0.322 фунт/в³ | 8.91 g/cm³ |
| Питома вага | 8.91 | 8.91 |
| Електропровідність | 12% IACS | 0.07 MS/м |
| Теплопровідність | 33.6 БТЕ/фут²·год·°F | 58.2 З/м · k |
| Коефіцієнт теплового розширення | 10 × 10⁻⁶ /°F | 17.3 × 10⁻⁶ /° C |
| Питома теплоємність | 0.09 Btu/lb·°F | 377.1 J/кг · k |
| Модуль пружності | 14,500 KSI | приблизно 100 GPA |
Механічні властивості
| Майно | Звичай США | Метрика |
| Сила на розрив, хв. | 35 KSI | 241 MPA |
| Межа текучості при 0.5% розширення, хв. | 20 KSI | 138 MPA |
| Подовження в 2 у. / 50 мм, хв. | 10% | 10% |
| Твердість за Брінеллем, типовий | 65 BHN | 65 BHN |
| Рейтинг оброблюваності | 70 | 70 |
| Ізодський удар | 5.9 фут·фунт-сила | 8 J |
| Міцність на стиск | 45,700 павутина | 315 MPA |
| Втомна міцність | 16,000 павутина | 110 MPA |
| Коефіцієнт Пуассона | 0.34 | 0.34 |
5. Стійкість до корозії C93200
Загальна корозійна поведінка
C93200 зазвичай розглядається як a корозійностійка підшипникова бронза а не корозійно-спеціальний сплав.
Опубліковані примітки до матеріалів описують це як наявність розумна стійкість до корозії і зауважте, що він підходить для використання в численні середовища і багато промислових хімікатів.
Його також неодноразово ідентифікують як не підлягає дезинцинації, що є важливою практичною перевагою для мідь-цинковмісних робочих середовищ.
Продуктивність у морській воді, розсіл, і вологе обслуговування
Однією з найважливіших практичних переваг C93200 є його поведінка в морська вода і розсіл.
Кілька опублікованих посилань стверджують, що сплав має прийнятна корозійна стійкість до морської води та розсолу,
тому його зазвичай використовують для компоненти насоса, компоненти клапана, робочі колеса насоса, і втулки під впливом вологого або помірно солоного середовища.
Корозійна стійкість промислових машин
C93200 також використовується в верстат, підшипники загального призначення, компоненти гідравлічного преса, упорні шайби, і автомобільне обладнання, і ці списки застосувань неодноразово підкреслюють стійкість до корозії численні середовища і багато промислових хімікатів.
Це вказує на те, що сплав не обмежується простим використанням у вологому стані; він також добре підходить для змішаної термічної, мастильний, і вплив атмосфери на промислове обладнання.
Практичний результат полягає в тому, що C93200 має корисний баланс Корозійна стійкість + антифрикційна поведінка + обробка.
Для машинобудівників, ця комбінація має значення, оскільки сплав для підшипників повинен витримувати не лише рух і навантаження, а й реальні забруднення, олії, теплоносії, і вологість навколишнього середовища, які супроводжують промислову роботу.
Таким чином, корозійний профіль C93200 є частиною його ширшої трибологічної цінності, не є окремою функцією.
6. Переробка та виготовлення
Кастинг
C93200 принципово a бронзове лиття, і одна з його практичних сильних сторін полягає в тому, що його можна виробляти декількома встановленими шляхами лиття, включаючи безперервне лиття, відцентрове лиття, пісочний кастинг, і постійне лиття в форму.
Ця універсальність робить його корисним як для стандартного виробництва, так і для деталей, що мають майже чисту форму, особливо в підшипнику, втулка, і загальні ланцюги постачання машинних компонентів.
Опубліковані дані про сплав також показують, що C93200 має a високий вихід лиття, середньої плинності, середня схильність до газоутворення, і низька усадка при застиганні,
що є сприятливим поєднанням для виробництва якісних виливків із відносно керованими втратами процесу.
Це сказано, «сприятливий» не означає «пробачливий». Як і більшість несучих бронз, C93200 все ще винагороджує дисципліноване поводження з розплавом, стабільна практика розливу, і хороший дизайн воріт і годування.
Його виробнича цінність пояснюється тим фактом, що його можна надійно відлити в практичні інженерні форми, забезпечуючи при цьому антифрикційні та оброблювані характеристики, які роблять його корисним в експлуатації.
Обробка
Серед підшипникових бронз, C93200 широко цінується за його поведінку при обробці.
Його опубліковано Рейтинг оброблюваності є 70, що ставить його набагато вище багатьох конструкційних бронз і робить його дуже практичним для вторинної обробки після лиття.
Це важливо, оскільки компоненти підшипників часто вимагають точних отворів, обличчя, канавки, і підігнані поверхні, а сплав, який чисто обробляється, зменшує навантаження на інструменти, час циклу, і собівартість продукції.
Перевага обробки не випадкова. C93200 - це a свинцево-олов'яна бронза, і свинець сприяє руйнуванню стружки та змащуванню під час різання.
Ось чому цей сплав можна відлити у майже чисту форму, а потім остаточно обробити, не ставши вузьким місцем виробництва.
Приєднання: Найкраще підходить для пайки та твердої пайки
C93200 набагато більш сумісний з паяння та пайка ніж при звичайному зварюванні.
Опублікована швидкість виготовлення даних пайка як відмінна і пайка як хороша, в той час киснево-ацетиленове зварювання, дугове зварювання в захисних газах, і дугове зварювання металу з покриттям не рекомендується для цього сплаву.
Цей малюнок узгоджується з передбачуваною роллю сплаву як бронзи, що використовується для лиття та машинного підшипника, а не конструкційного матеріалу, орієнтованого на зварювання..
Термічна обробка
C93200 робить ні реагують на звичайну зміцнюючу термічну обробку.
Опубліковані дані свідчать про a температура зняття напруги 500°F / 260° C, але сплав не отримує значну реакцію зміцнення від циклів загартування та відпустки або дисперсійного зміцнення.
Це важлива відмінність: термічна обробка тут використовується в основному для зняття залишкової напруги, не перетворювати сплав у матеріал більш високого класу міцності.
7. Переваги та обмеження C93200 Bronze
Переваги
- хороші антифрикційні властивості
- Хороша обробка
- достатня міцність і твердість для роботи підшипника
- герметичні характеристики
- широка доступність і знайома поведінка обробки
- надійна робота при середньому навантаженні, середньошвидкісні програми
- Самозмазувальний: Дисперсна свинцева фаза забезпечує властиву мастильну здатність, забезпечує захист під час незначного змащення або тимчасової втрати мастила.
- Корозійна стійкість: Хороша стійкість до багатьох корозійних середовищ, типові для бронзових сплавів.
Обмеження
- не підходить для екстремальних навантажень або ударів
- не є високоміцною конструкційною бронзою
- Не піддається термообробці для значного зміцнення
- не є ідеальним, коли зварювання займає центральне місце у виробництві
- не найкращий вибір, якщо застосування вимагає дуже високої зносостійкості при інтенсивному граничному змащуванні
- Екологічні проблеми: Вміст свинцю викликає занепокоєння для навколишнього середовища та здоров'я, призвело до нормативних актів і поштовху до безсвинцевих альтернатив у деяких сферах застосування.
8. Застосування олов’яної бронзи C93200
C93200 широко використовується в таких компонентах, як:
- втулки загального призначення
- втулки пальців дизельного двигуна
- втулки паливного насоса
- гідравлічні преси основні футеровки
- верстатні підшипники
- підшипники головного шпинделя
- підшипники кочення
- роликові підшипники
- підшипники цапфи
- упорні шайби
- робочі колеса насоса
- втулки водяного насоса
- тягові втулки
- автомобільна фурнітура
- загальні частини машин
9. C93200 проти. Конкуруючі сплави
Таблиця нижче порівнює C93200 з C95400 і C95500, тому що це два найбільш практичних конкуруючих литих мідних сплавів у підшипниках, носити, і стійке до корозії обслуговування.
| Пункт порівняння | C93200 | C95400 | C95500 |
| Сімейство сплавів / роль | Олов'яна бронза з високим вмістом свинцю; SAE 660 підшипникова бронза, що використовується як сплав підшипників і втулок загального призначення. | Алюмінієва бронза; конструкційна і зношувана бронза широкого застосування. | Нікель алюмінієва бронза; Бронза для важких умов експлуатації з сильним морським і зносостійким позиціонуванням. |
| Підпис з хімії | Cu 81,0–85,0%, Pb 6,0–8,0%, Sn 6,3–7,5% | Куточок 83.0% хв., Al 10,0–11,5% | Куточок 78.0% хв., Al 10,0–11,5%, На 3,0–5,5% |
| Щільність | 8.91 g/cm³. | 7.45 g/cm³. | 7.53 g/cm³. |
| Електропровідність | 12% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Теплопровідність | 33.6 БТЕ/фут²·год·°F. | 33.9 БТЕ/фут²·год·°F. | 24.2 БТЕ/фут²·год·°F. |
| Модуль пружності | 14,500 KSI. | 15,500 KSI. | 16,000 KSI. |
Типова міцність на розрив при кімнатній температурі |
35 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. | 85 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. | 95 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. |
| Типовий межа текучості при кімнатній температурі | 20 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. | 32 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. | 42 ksi мінімальний у стані безперервної лиття. |
| Подовження | 10% мінімум. | 32% мінімум у стандартному ряду безперервного лиття. | 42% мінімум у стандартному ряду безперервного лиття. |
| Рейтинг оброблюваності | 70. | 60. | 50. |
| Ливарні характеристики | Високий вихід лиття; низька кількість шлаків; середньої плинності; середнє газоутворення; низька усадка при застиганні. | Низький вихід лиття; висока осадженість; середньої плинності; середнє газоутворення; висока усадка при застиганні. | Низький вихід лиття; висока осадженість; середньої плинності; середнє газоутворення; висока усадка при застиганні. |
Приєднання / виготовлення |
Пайка відмінна; пайка хороша; методи зварювання, як правило, не рекомендуються; зняття напруги при 500°F. | Пайка хороша; пайка хороша; дугове зварювання в захисному газі та метал з покриттям добре; доступне лікування розчином. | Пайка хороша; ярмарок пайки; дугове зварювання в захисному газі та метал з покриттям добре; доступна обробка розчином і відпал. |
| Типовий сервісний акцент | Підшипники загального призначення, втулки, шайби, компоненти насоса, автомобільна фурнітура, і середнього навантаження знос служби. | Зварювальні пістолети, підшипники, несучі сегменти, великі притискні гвинти, горіхи, і промислові частини, що зношуються. | Морське обладнання, віконна фурнітура, Музичні інструменти, підшипники, горіхи, і корозійні/зношувані деталі, що піддаються важкій експлуатації. |
10. Висновок
C93200 свинцево-олов'яна бронза, або SAE 660, залишається галузевим стандартом з однієї простої причини: це працює.
Він поєднує правильну комбінацію продуктивності підшипників, обробка, каста, і практичну силу для ефективного вирішення дуже поширеної інженерної проблеми.
C93200 не є гламурним матеріалом, і це не сплав максимальної продуктивності. Він надійний, добре збалансований, високоякісна підшипникова бронза.
Цей баланс є суттю його цінності. В техніці, найкращий матеріал часто не той, який має найбільш вражаюче єдине число, але той, який працює стабільно по всьому ланцюжку кастингу, обробка, складання, і обслуговування.
Поширені запитання
У чому основна відмінність C93200 від інших бронз?
Основна відмінність полягає у вмісті свинцю (6-8%), який забезпечує чудову оброблюваність і самозмащувальні властивості, що робить його ідеальним для застосування підшипників.
Інші бронзи можуть віддати перевагу силі (Напр., алюмінієва бронза) або стійкість до корозії без того самого рівня змащування.
Чи можна термічно обробити C93200 для затвердіння?
Ні, C93200 не піддається термообробці для затвердіння. Його механічні властивості досягаються в литому стані. Будь-яка термічна обробка зазвичай призначена лише для зняття напруги.
Чи підходить C93200 для морського середовища?
C93200 забезпечує гарну стійкість до корозії, в тому числі до солоної води, що робить його придатним для деяких морських застосувань, особливо для підшипників і втулок, які не піддаються впливу дуже агресивних умов або високої швидкості потоку, де ерозія-корозія може бути проблемою.
Однак, для більш вимогливих морських умов, можна віддати перевагу спеціальній морській бронзі.
Які екологічні проблеми щодо C93200?
Вміст свинцю в C93200 викликає проблеми з навколишнім середовищем і здоров'ям, особливо щодо вилуговування та впливу свинцю.
Законодавство в деяких регіонах спонукає до впровадження безсвинцевих альтернатив, особливо в системах питного водопостачання або застосуваннях із прямим контактом людини.
