1. Introducción
UNS C86300 es una de las aleaciones de cobre más distintivas en el servicio industrial porque no está diseñada para conductividad eléctrica o fácil mecanizado., si no fuera por alta fuerza, resistencia al desgaste, y resistencia a la corrosión bajo carga pesada.
Pertenece a la familia formalmente descrita como Bronce al manganeso y aleaciones de bronce al manganeso con plomo., también conocido como Latones amarillos de alta resistencia.,
que ya señala su posición en el panorama de las aleaciones de cobre: Es un bronce estructural con una seria intención de soportar carga., no es un latón de uso general.
Lo que hace que C86300 sea especialmente valioso es su capacidad para trabajar a baja velocidad., Condiciones de alta carga donde la durabilidad de la superficie importa más que la conductividad., y donde el material debe resistir tanto el desgaste mecánico como la exposición corrosiva.
Por eso aparece en aplicaciones como pasadores de puentes., bujes, cámaras, engranaje, piezas del cilindro hidráulico, vástagos de válvula grandes, hélices, y rodamientos de carga pesada de baja velocidad.
2. ¿Qué es el bronce de manganeso C86300??
UNS C86300 es un manganeso bronce, también comúnmente descrito como un latón amarillo de alta resistencia para servicio pesado.
No se selecciona por su conductividad o su fácil mecanizado.; se selecciona porque combina alta fuerza, buena resistencia a la corrosión, y fuerte capacidad de carga en entornos mecánicos exigentes.
La literatura sobre desarrollo de cobre coloca al C86300 en el grupo de latones de alta resistencia que pueden funcionar bajo cargas muy altas y velocidades moderadamente altas, teniendo en cuenta que estas aleaciones requieren curtido, ejes bien alineados y lubricación confiable.
En términos prácticos, C86300 es un Aleación de cobre fundido para piezas mecánicas de servicio severo..
Es ampliamente utilizado para pasadores de puente, bujes, cámaras, engranaje, piezas del cilindro hidráulico, vástagos de válvula grandes, hélices, y rodamientos de carga pesada de baja velocidad,
que te dice casi todo sobre la intención de su diseño.: Este es un bronce estructural destinado a sobrevivir al desgaste., carga, y corrosión en lugar de una aleación de fabricación de uso general.
Características
Alta resistencia y resistencia al desgaste..
C86300 está diseñado para soportar cargas y resistir daños en la superficie en sistemas de baja velocidad o con lubricación límite..
Las referencias de aleaciones de cobre describen a esta familia como capaz de soportar cargas muy elevadas., con una resistencia a la tracción muy por encima 800 MPa para la clase de aleación, y con propiedades adecuadas para servicio pesado de rodamientos y engranajes..
Buena resistencia a la corrosión.
C86300 se utiliza en hardware marino., piezas de barco, abrazadera, cubiertas, timones, y otras piezas de servicio expuestas a la corrosión, lo que refleja su capacidad para funcionar en entornos agresivos mejor que muchos metales comunes.
Excelente utilidad estructural, pero baja maquinabilidad.
The alloy is strong enough to be used as a machine part in its own right, but its published machinability rating is only 8, so it should be treated as a performance bronze rather than an easy-cutting alloy.
Más adecuado para velocidades lentas, servicio de alta carga.
The alloy family is specifically recommended for high-load applications where shaft alignment and lubrication are well controlled.
Copper-bearing-material guidance also notes that these high-strength brasses have moderate fatigue resistance and do not tolerate dirty lubricants well because they have little capacity to embed particles.
Una aleación fundida con múltiples formas de suministro..
C86300 is available as continuous cast, elenco centrífugo, molde de arena, and precision cast material, which makes it usable both as finished cast components and as semi-finished stock for further machining or fabrication.
Designaciones equivalentes a UNS C86300
Nota: these are published equivalent or associated specification designations for C86300; en varios casos, se refieren a estándares de productos en lugar de alias idénticos únicamente de química.
| familia estándar | Equivalente / designaciones relacionadas para UNS C86300 |
| Ams | Ams 4860 |
| Astm | ASTM B22, ASTM B271, ASTM B30, ASTM B505, ASTM B584, ASTM B763 |
| MIL | MIL-C-11866 |
| QQ-C-390, QQ-C-523 | |
| Sae | SAE J461, SAE J462 |
3. Composición química del bronce de manganeso C86300
| Elemento | Gama de composición C86300 | Papel metalúrgico |
| Cu | 60.0–66,0% | Matriz base y base de cobre resistente a la corrosión.. |
| PB | arriba a 0.20% | Solo plomo residual; C86300 no es un bronce de mecanizado libre con plomo.. |
| Sn | arriba a 0.20% | Elemento residual menor; no es un diseño de estaño-bronce. |
| Zn | 22.0–28,0% | Socio principal de matriz; ayuda a definir el carácter parecido al latón. |
| Fe | 2.0–4.0% | Elemento de refuerzo y soporte de desgaste.. |
En |
arriba a 1.0% | El valor del níquel incluye el cobalto.; Soporta resistencia y rendimiento contra la corrosión.. |
| Alabama | 5.0–7,5% | Elemento de refuerzo clave en bronce al manganeso.. |
| Mn | 2.5–5.0% | Elemento principal de refuerzo y estabilización de fases.. |
| Cu + elementos nombrados | 99.0% mínimo. | El control de la composición es relativamente estricto para un bronce estructural fundido.. |
4. Propiedades físicas y mecánicas de UNS C86300
Los datos a continuación son los publicados. colada continua valores para C86300 en stock estándar, medido en 68° F / 20° C a menos que se indique lo contrario.
C86300 también se considera generalmente como un que no tiene calor aleación, por lo que su rendimiento se rige principalmente por la composición y las condiciones de la fundición, más que por los tratamientos térmicos de refuerzo convencionales..
Propiedades físicas
| Propiedad | Consuetudinario de EE. UU. | Métrico | Importancia de la ingeniería |
| Punto de fusión – líquido | 1693 ° F | 923 ° C | Alta temperatura de vertido; Requiere un cuidadoso control del derretimiento y del molde.. |
| Punto de fusión – sólido | 1625 ° F | 885 ° C | Indica un rango de congelación relativamente estrecho para un bronce fundido.. |
| Densidad | 0.283 lb/in³ | 7.83 g/cm³ | Denso, aleación robusta adecuada para piezas portantes. |
| Peso específico | 7.83 | 7.83 | Confirma el nivel de densidad.. |
| Conductividad eléctrica | 8% IACS | 0.046 MS/M | Baja conductividad; no está destinado a ser una aleación conductora de electricidad. |
| Conductividad térmica |
20.5 Btu/pie²·h·°F |
35.5 W/m · k | Transferencia de calor moderada, muy por debajo del cobre. |
| Coeficiente de expansión térmica | 12 × 10⁻⁶ /°F (68–572°F) | 20.7 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C) | Crecimiento térmico moderado; importante para el diseño de ajuste y holgura. |
| Capacidad calorífica específica | 0.09 Btu/libra·°F | 377.1 J/kg · k | Comportamiento típico de almacenamiento de calor de aleación de cobre. |
| Módulo de elasticidad en tensión. | 14,200 KSI | 97,900 MPA | Lo suficientemente rígido para servicio estructural, aunque menos rígido que el acero. |
| Permeabilidad magnética* | 1.09 | 1.09 | Esencialmente débilmente magnético en servicio práctico.. |
Propiedades mecánicas
Los valores mecánicos publicados a continuación son para ASTM B505/B505M-23 fundición continua C86300 a temperatura ambiente.
| Propiedad mecánica | Consuetudinario de EE. UU. | Métrico |
| Resistencia a la tracción, mínimo. | 110 KSI | 758 MPA |
| límite elástico en 0.5% extensión bajo carga, mínimo. | 62 KSI | 427 MPA |
| Alargamiento en 2 en. o 50 mm, mínimo. | 14% | 14% |
| Dureza Brinell (3000 kg de carga), típico | 223 Bnn | 223 Bnn |
| Límite de deformación por compresión, mínimo. | 55 KSI | 380 MPA |
| Clasificación de maquinabilidad | 8 | 8 |
5. Procesamiento y fabricación de bronce de manganeso C86300
Fundición
C86300 es fundamentalmente un aleación orientada a la fundición, y se suministra comercialmente como reparto continuo, elenco centrífugo, y molde de arena material.
También está cubierto por varias especificaciones relacionadas con la fundición., incluido ASTM B505/B505M para coladas continuas, ASTM B271/B271M para piezas fundidas centrífugas, ASTM B584 para piezas fundidas en arena, y ASTM B763/B763M para piezas fundidas de válvulas.
Esa amplitud de especificación es una fuerte señal de que C86300 está destinado a componentes estructurales y de fundición resistentes al desgaste en lugar de piezas de latón decorativas o de uso general simples..
Desde el punto de vista de la fundición, C86300 no es una aleación especialmente indulgente.
Sus características de fundición publicadas muestran bajo rendimiento de fundición, escoria alta, fluidez media, baja formación de gases, bajo efecto del tamaño de la sección, y alta contracción en la solidificación.
En términos prácticos, eso significa que una producción exitosa depende en gran medida de la limpieza de la masa fundida, práctica de vertido controlado, y un sistema de alimentación y compuerta bien diseñado.
La aleación puede producir excelentes piezas fundidas., pero sólo cuando la fundición trata el control de óxido y la compensación de contracción como variables de primer orden..
Mecanizado
C86300 es mecanizable, pero no en el sentido de libre corte. esta publicado La clasificación de maquinabilidad es 8, que es muy bajo en comparación con los latón de mecanizado libre.
En términos prácticos, esto significa mecanizado es posible, pero el desgaste de las herramientas, control de chips, y el acabado de la superficie exigen más atención que para un latón con plomo..
Por lo tanto, se debe seleccionar C86300 primero para el rendimiento., no para facilitar el mecanizado.
Unión
El comportamiento de unión es otra área donde C86300 muestra su carácter de “aleación de alto rendimiento”..
Tarifas de orientación de fabricación publicadas soldar como pobre, soldando como pobre, La soldadura con oxiacetileno es deficiente., y La soldadura por arco con protección de gas es deficiente., mientras la soldadura por arco de metal revestido se considera buena.
En otras palabras, Esta no es una aleación que premie los métodos de unión casuales..
Eso importa en el diseño. Si es probable que un componente se ensamble mediante soldadura blanda o soldadura fuerte, C86300 suele ser la elección equivocada.
Si unirse es inevitable, El diseño y el procedimiento deben desarrollarse en torno a una ruta claramente aceptable.: soldadura por arco de metal revestido, con la cualificación adecuada y atención a la distorsión, entrada de calor, y diseño conjunto.
Tratamiento térmico
C86300 hace no responde al tratamiento térmico convencional en la forma en que lo hacen las aleaciones que endurecen por precipitación.
Su fuerza proviene de la composición y la estructura del molde., no de un ciclo de endurecimiento que aumenta significativamente las propiedades mecánicas.
Eso significa que no debe esperar que un paso de tratamiento térmico transforme el C86300 en una clase de resistencia materialmente diferente..
¿Qué se puede utilizar?, sin embargo, es alivio del estrés. Los datos publicados indican una condición de alivio del estrés de 500° F / 260° C, con el tiempo a una temperatura de 1 hora por pulgada de espesor de pared.
Este es un paso de gestión del estrés residual., no es un tratamiento fortalecedor.
Es útil cuando el componente moldeado o mecanizado necesita una estabilidad dimensional mejorada después de un mecanizado o fabricación pesados., pero no debe confundirse con un proceso de mejora de la propiedad..
6. Ventajas y limitaciones del bronce de manganeso C86300
Ventajas principales
Alta resistencia para una aleación de cobre..
C86300 está diseñado como bronce para servicio severo, no es un latón de uso general.
Su sistema de aleación le confiere una altísima capacidad de carga., y las referencias de aleaciones de cobre lo ubican entre los materiales adecuados para cargas pesadas y cargas de choque a bajas velocidades..
Excelente comportamiento contra el desgaste y el desgaste.
Esta aleación funciona bien en aplicaciones de contacto deslizante donde la durabilidad de la superficie importa más que la conductividad eléctrica o el fácil mecanizado..
Su uso en rodamientos de carga pesada de baja velocidad y componentes propensos al desgaste refleja ese perfil de resistencia más desgaste..
Buena resistencia a la corrosión.
C86300 se describe repetidamente como resistente a la corrosión, Esta es una de las razones por las que se utiliza en hardware marino., componentes relacionados con la hélice, timones, y otras partes propensas a la exposición.
en servicio, Esta resistencia a la corrosión es especialmente valiosa cuando se combina con su fuerza y resistencia al desgaste..
Fuerte rendimiento a baja velocidad, servicio de alta carga.
La familia de aleaciones es particularmente adecuada para velocidades lentas., rodamientos de carga pesada, siempre que el eje sea duro y el ambiente no sea abrasivo.
La guía de materiales de cojinetes de cobre también señala que estos bronces de manganeso pueden funcionar con cargas elevadas., pero necesitan buena lubricación y condiciones de funcionamiento no abrasivas..
Disponible en múltiples rutas de lanzamiento..
C86300 se puede producir como fundición continua, elenco centrífugo, molde de arena, and precision cast material, lo que brinda a los ingenieros flexibilidad en el tamaño de las piezas, geometría, y ruta de producción.
Principales limitaciones
Baja maquinabilidad.
C86300 no es una aleación de mecanizado libre. Su clasificación de maquinabilidad es sólo 8, lo que significa desgaste de herramientas, control de chips, y el acabado de la superficie debe gestionarse con cuidado.
Es un bronce de rendimiento., no es un latón apto para tiendas.
El casting es exigente.
La aleación muestra bajo rendimiento de fundición, escoria alta, fluidez media, baja formación de gases, y alta contracción en la solidificación.
Esa combinación significa que las piezas fundidas sólidas requieren una fuerte disciplina en el proceso., buen diseño de alimentación, y cuidadoso control del derretimiento.
Las opciones para unirse son limitadas.
Tarifas de guía de fabricación publicadas para soldadura, soldadura, soldadura de oxiacetileno, y la soldadura por arco con protección de gas es deficiente., mientras que la soldadura por arco de metal revestido es la excepción práctica.
En otras palabras, C86300 no es una aleación conveniente para flujos de trabajo de unión simples.
No es ideal para condiciones de funcionamiento sucias o abrasivas..
La guía sobre materiales de rodamientos de cobre advierte que los rodamientos de bronce al manganeso necesitan alta dureza del eje y condiciones de funcionamiento no abrasivas,
y que no toleran bien la lubricación sucia porque tienen poca capacidad para incrustar residuos.
7. Aplicaciones del bronce al manganeso C86300
Componentes marinos de servicio pesado
C86300 se usa ampliamente en hardware relacionado con la marina porque combina resistencia a la corrosión con resistencia al desgaste y resistencia estructural..
Los ejemplos típicos incluyen hélices, timones, abrazadera, cubiertas, y herrajes para barcos.
Rodamientos y bujes
Una de las funciones clásicas de la aleación es velocidad lenta, rodamientos de carga pesada y bujes. Este es uno de los nichos de ingeniería más importantes de la aleación..
Engranaje, Cámaras, y piezas de transmisión de movimiento
C86300 se utiliza comúnmente en engranaje, cámaras, y componentes de máquinas que necesitan durabilidad de la superficie bajo alta tensión de contacto.
Componentes hidráulicos y de válvulas
La aleación es una elección frecuente para piezas del cilindro hidráulico, vástagos de válvula grandes, y tuercas atornilladas.
Estas aplicaciones exigen una buena resistencia a la compresión., resistencia al desgaste, y resistencia a la corrosión, especialmente cuando el movimiento es repetitivo y la lubricación es imperfecta.
Hardware estructural e industrial
C86300 también aparece en pasadores de puente, puntales, marcos, corchetes, sujetadores, y hardware de construcción.
Equipos de carga especial y servicio pesado
Las referencias a las aleaciones de cobre conectan los bronces de manganeso con cargas pesadas y cargas de choque a velocidades lentas,
incluido cojinetes del tren de aterrizaje de aviones y otras superficies de control o piezas estructurales donde la integridad dimensional es crítica.
8. C86300 frente a. Aleaciones de la competencia: Lo que lo distingue
| Artículo de comparación | C86300 | C95400 | C95500 |
| familia de aleaciones / colocación | Bronce al manganeso; Un latón amarillo de alta resistencia diseñado para servicio mecánico de servicio pesado.. | Bronce de aluminio; Un bronce estructural de uso amplio ampliamente utilizado para servicio de desgaste y carga.. | Bronce de níquel aluminio; Una aleación para servicio severo con un posicionamiento marino más resistente y orientado al desgaste.. |
| Resistencia a la tracción representativa de colada continua | 110 ksi mínimo. | 85 ksi mínimo. | 95 ksi mínimo. |
| Límite elástico representativo de colada continua | 62 ksi mínimo. | 32 ksi mínimo.
) |
42 ksi mínimo. |
| Alargamiento representativo de fundición continua. | 14% mínimo. | 12% mínimo.
) |
10% mínimo. |
| Densidad | 0.283 lb/pulg cúbico; peso específico 7.83. | 0.269 lb/pulg cúbico; peso específico 7.45. | 0.272 lb/pulg cúbico; peso específico 7.53. |
| Conductividad eléctrica | 8% IACS. | 13% IACS. | 8% IACS. |
| Conductividad térmica | 20.5 Btu/pie cuadrado/hora/°F. | 33.9 Btu/pie cuadrado/hora/°F. | 24.2 Btu/pie cuadrado/hora/°F. |
| Módulo de elasticidad | 14,200 KSI. | 15,500 KSI. | 16,000 KSI. |
| Clasificación de maquinabilidad | 8. | 60. | 50. |
| Comportamiento de lanzamiento | Bajo rendimiento de fundición, escoria alta, fluidez media, baja formación de gases, alta contracción en la solidificación. | Bajo rendimiento de fundición, escoria alta, fluidez media, gasificación media, alta contracción en la solidificación. | Bajo rendimiento de fundición, escoria alta, fluidez media, gasificación media, alta contracción en la solidificación. |
Unión / fabricación |
Soldadura pobre, soldadura pobre, soldadura de oxiacetileno pobre, soldadura por arco con protección de gas deficiente, buena soldadura por arco de metal revestido. | buena soldadura, buena soldadura, No se recomienda la soldadura con oxiacetileno., buena soldadura por arco con protección de gas, buena soldadura por arco de metal revestido. | buena soldadura, feria de soldadura fuerte, No se recomienda la soldadura con oxiacetileno., buena soldadura por arco con protección de gas, buena soldadura por arco de metal revestido. |
| Énfasis de servicio típico | Rodamientos de carga pesada de baja velocidad, bujes, engranaje, cámaras, piezas del cilindro hidráulico, pasadores de puente, hélices, tallos de válvula, y hardware marino. | Aspectos, bujes, engranaje, cuerpos de válvula, piezas de bombeo, guías de molino en caliente, piezas de tren de aterrizaje, y componentes de desgaste industrial. | Hardware marino, cuerpos de válvula, aspectos, bujes, engranaje, piezas relacionadas con la hélice, usar platos, y piezas industriales de servicio severo. |
9. Conclusión
El bronce al manganeso C86300 es un testimonio del poder de la ingeniería de materiales, combinando la moldeabilidad del latón, la fuerza del acero, y la resistencia a la corrosión de los bronces de aluminio en un solo, material versátil.
Su composición química cuidadosamente equilibrada: cobre, zinc, manganeso, aluminio, y hierro: crea una microestructura de múltiples fases.
que ofrece una fuerza excepcional, resistencia al desgaste, y ductilidad, lo que lo convierte en la opción preferida para las aplicaciones de servicio pesado más exigentes.
Desde su papel en rodamientos de maquinaria pesada y bujes de hélices marinas hasta trenes de aterrizaje aeroespaciales e infraestructura civil., C86300 soluciona las limitaciones de las aleaciones de cobre convencionales e incluso de algunos aceros.
Su capacidad para soportar cargas elevadas., entornos duros, y la carga cíclica, aunque sigue siendo moldeable y mecanizable, lo distingue como un verdadero caballo de batalla en ingeniería..
Para cualquiera que busque un material que equilibre la fuerza., resistencia al desgaste, y resistencia a la corrosión para uso intensivo, C86300 no es sólo una opción: es el estándar.
Preguntas frecuentes
¿Se puede utilizar C86300 en aplicaciones autolubricantes??
Sí, pero sólo cuando se modifica.
C86300 se utiliza frecuentemente como metal base para rodamientos con tapón de grafito., donde se insertan tapones de lubricante sólido en el bronce para permitir un funcionamiento sin aceite en entornos hostiles.
¿Es C86300 lo mismo que “Bronce Manganeso”??
C86300 es el bronce de manganeso de “alta resistencia” más común. Sin embargo, Hay otros grados como C86200 y C86500 con resistencias más bajas..
Especifique siempre el número UNS para garantizar las propiedades mecánicas correctas..
¿Cómo se compara C86300 con el bronce de aluminio? (C95400)?
Ambas son aleaciones de alta resistencia.. C86300 generalmente ofrece mayor resistencia a la tracción y dureza., mientras C95400 (Bronce de aluminio) Proporciona una mejor resistencia a la cavitación y la carga de impacto..
