1. Einführung
UNS C90300 ist eine weit verbreitete Zinn-Bronze-Gusslegierung, die eine praktische Kombination aus guter Gießbarkeit bietet, Korrosionsbeständigkeit (vor allem in Meeresumgebungen), Lager-/Verschleißverhalten und zufriedenstellende mechanische Festigkeit.
Es ist für Buchsen spezifiziert, Pumpenteile, Ventile, Zahnräder und andere Komponenten, bei denen eine Betriebsbelastung erforderlich ist, Gleitkontakt und Korrosionsbeständigkeit sind die Haupttreiber.
2. Was ist Bronze UNS C90300??
UNS C90300 ist eine gegossene Dose Bronze Legierung in der UNS (Einheitliches Nummerierungssystem) Familie von Kupferlegierungen.
Es ist für den Einsatz in Gießereien konzipiert und wird weithin dort spezifiziert, wo ein Gleichgewicht von Gussbarkeit, Korrosionsbeständigkeit (insbesondere in Meeres- und Wasseraufbereitungsumgebungen), gutes Lager-/Verschleißverhalten und angemessene mechanische Festigkeit ist erforderlich.
In der Praxis wird C90300 für Bauteile wie Buchsen gewählt, Ärmel, Pumpen- und Ventilteile, Kleine Zahnräder und Schiffsarmaturen mit Gleitkontakt, Wichtig sind Einbettbarkeit und Beständigkeit gegen Seewasser oder Nasskorrosion.
Hauptmerkmale und metallurgischer Charakter
- Gute Gussbarkeit. C90300 gießt und füllt Formen vorhersehbar in Sand, Shell- und Anlageprozesse, Dies ermöglicht bei korrekter Verarbeitung einigermaßen dünne Schnitte und gute Oberflächendetails.
- Zinnverstärkte Matrix. Zinn fungiert als Ersatzlegierungselement in Kupfer, Erhöhung der Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit im Vergleich zu reinem Kupfer bei gleichzeitiger Beibehaltung der Duktilität, die für viele Lager- und Strukturanwendungen ausreichend ist.
- Lager- und tribologische Leistung. Die Legierungsausstellungen Anpassungsfähigkeit und Einbettbarkeit– Es nimmt kleine Schmutzpartikel in die weichere Bronzematrix auf, anstatt einen härteren Gegenschaft zu beschädigen, Dadurch eignet es sich für Gleitlager und Buchsen unter Grenz- oder Mischschmierung.
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in nasser Umgebung. Zinnbronzen widerstehen allgemeiner Korrosion und funktionieren gut in Meerwasser und vielen industriellen wässrigen Umgebungen; Sie sind weniger anfällig für Entzinkung oder schnellen lokalen Angriff als viele Messingarten.
- Nicht ausscheidungshärtend. Mechanische Eigenschaften werden hauptsächlich durch Zusammensetzung und Erstarrung/Mikrostruktur bestimmt; C90300 unterliegt normalerweise keiner Verstärkung durch Lösungs-/Alterungsbehandlungen.
Spannungsarm- oder Glühvorgänge werden hauptsächlich zur Anpassung der Dimensionsstabilität oder Duktilität eingesetzt. - Mäßige Maschinierbarkeit. Im Vergleich zu vielen hochfesten Kupferlegierungen verbessert Zinn die Spanbildung und Bearbeitbarkeit; Hartmetallwerkzeuge und Standardverfahren zur Bronzebearbeitung sind für Produktionsarbeiten geeignet.
3. Legierungsidentität und typische Chemie
Die Werte werden als typische Gewichtsprozentbereiche dargestellt, die für Design und Beschaffung verwendet werden; stets Bestätigen Sie die genauen Grenzwerte mit der Mühle/zertifizierten Analyse der Gießerei für jede kritische Anwendung.
| Artikel | Typische Komposition (wt%) | Funktion / Wirkung |
| UNS designation | C90300 | Einheitliches Nummerierungssystem für diesen Zinnbronzeguss. |
| Kupfer (Cu) | Gleichgewicht (~86,0 – 89.0%) | Grundmetall; stellt eine Matrix bereit, thermische/elektrische Eigenschaften und Duktilität. |
| Zinn (Sn) | 7.5 - - 9.0% | Wichtigstes verstärkendes und verschleiß-/korrosionsbeständiges Element in der Legierung. |
| Zink (Zn) | 3.0 - - 5.0% | Verbessert die Fließfähigkeit, Gießbarkeit und Desoxidation der Schmelze. |
| Nickel (In) | 0 - - 1.0% (Typ.) | Optional; kann die Korrosionsbeständigkeit verbessern, Stärke und Zähigkeit. |
| Eisen (Fe) | ≤ ~0,5 % (Typ.) | Kontrollierte Verunreinigung oder bewusste Zugabe; beeinflusst Festigkeit und Verschleiß. |
Führen (Pb) |
≤ ~0,2–0,25 % (verfolgen) | Kann in einigen Gussstücken in Spuren vorkommen; Kleine Mengen unterstützen die maschinelle Bearbeitbarkeit, sind jedoch kein entscheidendes Element. |
| Silizium (Und) | ≤ ~0,5 % (verfolgen) | Einfluss auf Desoxidation/Fließfähigkeit; normalerweise auf niedrige Werte geregelt. |
| Phosphor (P) | ≤ ~0,03 % (verfolgen) | Rückstände von Desoxidationsmittel/Entgaser; sehr niedrig gehalten werden, um Versprödung zu vermeiden. |
| Schwefel (S) | ≤ ~0,02 % (verfolgen) | Verunreinigung; niedrige Werte werden toleriert; übermäßiges S ist schädlich. |
| Aluminium / Mangan / andere | Jeder typischerweise ≤ ~0,1–0,3 % | Kleinere Mikrolegierungen oder Begleitelemente werden gemäß Spezifikation kontrolliert. |
4. Physikalische und mechanische Eigenschaften
Nachfolgend finden Sie repräsentative Werte für C90300 im Gusszustand, die aus typischen Lieferanten- und Materialdatenreferenzen stammen.
Die tatsächlichen Eigenschaften variieren je nach Gussverfahren, Abschnittsstärke, Angussstrategie und Schmelzpraxis – validieren Sie immer mit Gussgutscheinen Ihrer Gießerei.
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Typischer Wert |
| Dichte | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Flüssig | ~854 °C (Solidus) - ~1000 °C (flüssig) (Anleitung zum sicheren Ausgießen und Überhitzen). |
| Wärmeleitfähigkeit | ~70–75 W/m·K (hängt vom Sn/Zn-Gehalt ab). |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~10–12 % IACs (gering im Vergleich zu reinem Kupfer). |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C. (Zimmer bis mäßige Temperaturen). |
Mechanische Eigenschaften (typisch im Gusszustand)
| Eigenschaft | Typische Reichweite / Wert |
| Zugfestigkeit (UTS) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Ertrag (0.5% Offset) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Verlängerung (In 50 mm) | ~18–30 % je nach Abschnitt und Prozess |
| Brinellhärte (Bnn) | ~ 70 Hb (Typisch im Gusszustand) |
| Elastizitätsmodul | ~110–125 GPa |
5. Gießverhalten und Gießereipraxis
Geeignete Gießverfahren
C90300 ist an die wichtigsten Gussverfahren für Bronzen anpassbar:
- Sandguss — wirtschaftlich bei großen oder schweren Abschnitten.
- Investitionskaste (Casting verlorene Wachs) — Beste Oberflächengüte und Maßhaltigkeit bei Verdünnern, detaillierte Teile.
- Schalenform und Kokillenguss — Zwischenoptionen mit verbesserter Oberflächengüte und Toleranz.
- Strang- und Schleuderguss werden auch für Riegel verwendet, Ringe und bestimmte Formen.
Kritische Gussparameter
- Temperatur gießen / Überhitzung: Beachten Sie den Liquidus der Legierung und vermeiden Sie übermäßige Überhitzung;
Concast-Daten deuten auf Flüssigkeit in der Nähe hin ~1000 °C und Solidus in der Nähe ~854 °C — Kontrolle innerhalb eines engen Fensters, um die Fließfähigkeit auszugleichen und Oxidation/Schlacke zu vermeiden. - Sauberkeit schmelzen: Entgasung und Filtration sind unerlässlich; Zinnbronzen sind empfindlich gegenüber Wasserstoffporosität und Oxideinschlüssen – Keramikfilter und Rotationsentgaser reduzieren die Risiken.
- Gating & Fütterung: Entwerfen Sie Speiser so, dass sie in schweren Abschnitten Schrumpfung ermöglichen, und verwenden Sie allmähliche Abschnittsübergänge, um Hot-Spots und Hot-Risses zu vermeiden.
Simulation (Füllung/Verfestigung) wird für komplexe Geometrien empfohlen. - Verfestigungskontrolle: Die gerichtete Erstarrung mit Kühl- oder Kühl-/Steigrohren trägt dazu bei, Schrumpfungsfehler zu reduzieren und die Mikrostruktur in dickeren Abschnitten zu verfeinern.
Hitzebehandlung nach dem Kasten
C90300 ist keine ausscheidungshärtende Legierung; Es reagiert nicht auf Wärmebehandlungen im Lösungsalter zur Erhöhung der Festigkeit.
Typische thermische Schritte sind Spannungsarmglühen (um Gussspannungen abzubauen und die Bearbeitbarkeit zu verbessern) oder mäßiges Glühen, um die Duktilität bei Bedarf zu verbessern.
Die praktische Gießereipraxis stützt sich für die meisten mechanischen Eigenschaftsziele auf die Gusskontrolle – und nicht auf die Wärmebehandlung.
6. Verarbeitbarkeit, sich anschließen & fertig
Verarbeitbarkeit
- Mäßige Maschinierbarkeit — Der Zinngehalt verbessert die Spanbildung und Bearbeitbarkeit im Vergleich zu vielen hochfesten Kupferlegierungen;
Aufgrund der gängigen Bewertungswerte für die Bearbeitbarkeit gehört C90300 zu einer praktischen Klasse für Routinedreharbeiten, Fräsen und Bohren mit Hartmetallwerkzeugen. - Empfohlene Praxis: Verwenden Sie starre Befestigungen, Carbid -Werkzeug (beschichtete Sorten für die Produktion), konservative Vorschübe zur Vermeidung von Aufbauschneiden, und leichte Schlichtdurchgänge für kritische Oberflächen.
Schwefel- und Bleigehalte in anderen Legierungen (nicht bleifreie C90300-Varianten) kann die Spankontrolle verändern – überprüfen Sie die Zusammensetzung, bevor Sie die Schnittparameter auswählen.
Sich anschließen
- Löschen ist bei Bedarf die bevorzugte Verbindungsmethode für Bronzegussteile (Füllmetalle und Flussmittel für Bronzekompatibilität ausgewählt).
- Schweißen wird im Allgemeinen bei großen Gussstücken vermieden, da Bronze zu thermischer Rissbildung und Eigenschaftsveränderungen neigt; Lokalisiertes Schweißen kann mit speziellen Verfahren und einer Spannungsentlastung nach dem Schweißen durchgeführt werden, wenn dies unvermeidbar ist.
Oberflächenbearbeitung
- Polieren, Überzug (In, Ag), Lackierung oder Patinierung werden häufig je nach funktionellen oder ästhetischen Anforderungen eingesetzt.
Für Lagerflächen, Durch Honen oder Läppen entsteht die erforderliche Oberflächentextur für die Schmierfilmbildung.
(Wählen Sie Veredelungs- und Fügeverfahren in Absprache mit der Gießerei aus, um Probleme mit der galvanischen Verträglichkeit und Oberflächenhaftungsprobleme zu vermeiden.)
7. Korrosion, Verschleiß und tribologische Leistung
- Korrosionsbeständigkeit: Zinnbronzen wie C90300 zeigen ausgezeichnete Beständigkeit in Süß- und Meerwasserumgebungen und werden häufig für Marine-Hardware und Pumpenkomponenten verwendet.
Ihr Zinngehalt fördert einen stabilen Oberflächenfilm und verringert die Anfälligkeit für bestimmte lokale Korrosionsmechanismen. - Tribologie und Lagerverhalten: C90300 wird geschätzt gute Anpassungsfähigkeit und Einbettbarkeit – Bei Misch- oder Grenzschmierung neigt es dazu, kleine harte Partikel in die weichere Bronzematrix aufzunehmen, anstatt den härteren Schaft zu beschädigen.
Dies macht es zu einem beliebten Material für Buchsen, Gleitlager und Hülsen laufen gegen gehärteten Stahl. Für eine lange Lebensdauer sind weiterhin eine ordnungsgemäße Schmierung und Oberflächenbeschaffenheit erforderlich.
Designhinweis: Bei rotierenden Hochlastlagern sollten geprüfte Lagergeometrien berücksichtigt werden, Schmiersystem und möglicher Einsatz von ausgekleideten oder Verbundlagern, wenn die Belastung die Leistungsfähigkeit von Bronze übersteigt.
8. Typische Anwendungen der Legierung UNS C90300
Gemeinsame Servicebereiche, in denen UNS C90300 spezifiziert ist:
- Buchsen, Hülsen und Gleitlager (Hydraulikpumpen, Getriebe).
- Pumpen- und Ventilkomponenten (Anspker, Ventilkörper, Sitze) – insbesondere in Schiffs- und Wasseraufbereitungsgeräten.
- Getriebe, Schneckenräder und kleine Strukturgussteile wo Gießbarkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.
- Marine Beschläge und Propellerkomponenten wo Korrosionsbeständigkeit gegen Meerwasser erforderlich ist.
- Dekorative Gussteile und architektonische Elemente wo Patina und Ästhetik wichtig sind.
| Vergleichsfaktor | C90300 (Zinnbronze) | C51000 (Phosphorbronze) | C95400 (Aluminiumbronze) | Führte Bronzen (Z.B., C93200, allgemein) |
| Typische Komposition (wt%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; geringer Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (verfolgen) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (unerheblich) | Cu + Sn-Basis mit Pb Zugänge ~1–4 % (variiert), kleines Zn/Sn |
| Primärer Verstärkungsmechanismus | Solide Lösung & Zinnreiche Phasen aus dem Guss | Solide Lösung + Phosphiddispersion (P) — Guter Frühling/Ermüdung | Solide Lösung + geordnete Phasen; hohe Festigkeit durch Al-Gehalt | Solide Lösung; Pb fungiert als Freibearbeitungs-/Weichphase zur Spankontrolle |
| Typisches UTS im Gusszustand (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (variiert je nach Legierung & Behandlung) | ~400–650 MPa (höhere Stärke) | ~220–350 MPa (hängt von Pb ab, Sn-Inhalt) |
Typische Härte (Hb) |
~70–140 HB (prozessabhängig) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (höher) | ~60–120 HB (weicher durch Pb) |
| Tragen & Lagerleistung | Gute Anpassungsfähigkeit & Einbettbarkeit; weit verbreitet für Buchsen | Hervorragende Ermüdungs- und Federleistung; gute Lagerlegierungen verfügbar | Hervorragende Verschleiß- und Hochlasttragfähigkeit | Gute Gleitfähigkeit/Einbettbarkeit; Hervorragende Bearbeitbarkeit für Lagereinsätze |
| Korrosionsbeständigkeit (Meerwasser / nasse Umgebung) | Sehr gut (Gemeinsamer Seedienst) | Gut bis sehr gut (hängt von Sn ab) | Sehr gut bis ausgezeichnet (Aluminiumbronzen hervorragend im Meerwasser) | Mäßig; Bleilegierungen können in manchen Umgebungen korrodieren; nicht für Meerwasser geeignet |
Gussbarkeit (Gießereiverhalten) |
Sehr gut – Sand, Hülse, Investition | Gut; Erhältlich als Guss oder Schmiedeeisen; Phosphorbronze wird oft bearbeitet | Gut bis mittelmäßig – höhere Gießtemperatur, wählerisch bei der Schmelzkontrolle | Ausgezeichnete Gussbarkeit; Wird häufig für kostengünstige Gusslager/-teile verwendet |
| Verarbeitbarkeit | Mäßig – durch Sn zur Spankontrolle verbessert | Gut (Phosphorbronzen können eine Herausforderung sein, wenn sie hart sind) | Mäßig bis schwierig – Werkzeuge aus harten Legierungen verschleißen | Exzellent (Blei verbessert das Freischneideverhalten erheblich) |
| Wärmebehandelbarkeit / Härten | Nicht ausscheidungshärtbar; Nur Glühen/Stressabbau | Einige Varianten reagieren auf Kaltarbeit; kein klassisches Aushärten | Einige Legierungen können zur Erhöhung der Festigkeit wärmebehandelt werden (Lösung/Alterung) | Nicht aushärtend; Eigenschaften, die durch Zusammensetzung und Verarbeitung gesteuert werden |
Typische Anwendungen |
Buchsen, Pumpenteile, Ventile, Meeresbeschläge, Schneckenräder | Lager, Federn, elektrische Anschlüsse, Verschleißteile | Hochleistungslager, Marine Propeller, Hochbelastete Komponenten, Getriebe | Wirtschaftliche Buchsen, Armaturen, kostengünstige bearbeitete Teile, Großserienkomponenten |
| Relative Kosten | Mäßig – Zinn ist ein hochwertiges Element | Mittelschwer (Phosphor und hoher Sn-Gehalt erhöhen die Kosten) | Höher (Albronzen und Legierungen erhöhen die Kosten) | Untere (Bleilegierungen sind wirtschaftlich) |
| Wichtige Kompromisse / Auswahlhinweis | Ausgewogene Wahl zum Tragen + Korrosion + Gussbarkeit | Wählen Sie bei Müdigkeit / Federleistung oder elektrische Eigenschaften sind von Bedeutung | Wählen Sie die höchste Stärke & starker Verschleiß / Höhlenwiderstand | Wählen Sie dort, wo die Bearbeitungskosten dominieren und korrosiver Service keine entscheidende Rolle spielt; eingeschränkt in der Trinkwasser-/Wassernutzung |
10. Abschluss
UNS C90300 Zinnbronze ist ein bewährt, Hochwertige Kupfergusslegierung das sich dadurch auszeichnet, dass es die mechanische Festigkeit ausbalanciert, Resistenz tragen, Korrosionsbeständigkeit, und Gussbarkeit.
Seine sorgfältig entwickelte chemische Zusammensetzung und die gleichmäßige Mikrostruktur sorgen für eine konstante Leistung bei mäßiger Belastung, Serviceumgebungen mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit, was es im Marinebereich unverzichtbar macht, Flüssigkeitshandhabung, mechanische Kraftübertragung, und allgemeiner Maschinenbau.
FAQs
Was ist der typische Zinngehalt in C90300??
Typisches Zinn ist ~7,5–9,0 Gew.-% mit Kupfer als Rest; Zink ist häufig vorhanden ~3–5 Gew.-%. Überprüfen Sie immer das Mühlenzertifikat für die Charge, die Sie erhalten.
Kann C90300 wärmebehandelt werden, um die Festigkeit zu erhöhen??
Nein – C90300 ist keine ausscheidungshärtende Legierung.
Festigkeit und Duktilität werden hauptsächlich durch die Zusammensetzung gesteuert, Abschnittsgröße und Erstarrungsgeschwindigkeit; Spannungsarmglühen dient der Dimensionsstabilität.
Ist UNS C90300 für den Meerwassereinsatz geeignet??
Ja – Zinnbronzen wie C90300 werden aufgrund ihrer guten Meerwasserkorrosionsbeständigkeit und ihres Antifouling-Verhaltens im Vergleich zu vielen Stählen routinemäßig in Meeresumgebungen und Pumpenkomponenten verwendet.
Welchen Gussprozess soll ich angeben??
Verwenden Investitionskaste für dünn, detaillierte Teile und enge Toleranzen; Sand- oder Schalenguss für größere oder kostengünstige Teile.
Geben Sie die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit an, Toleranzband und NDT-Anforderungen im Voraus.
