1. مقدمه
C36000 آمریکا (برنج برش آزاد) وت US C35300 (برنج سرب بالا) هر دو متعلق به خانواده برنج فرفورژه سرب هستند, و هر دو برای ماشین کاری خوب طراحی شده اند, مقاومت در برابر خوردگی, و تولید کارآمد.
در نگاه اول, آنها بسیار شبیه به نظر می رسند: هر دو آلیاژ مس-روی-سرب با شیمی پایه قابل مقایسه و چگالی تقریباً یکسان هستند., قابلیت هدایت, و مقادیر مدول. اما در عمل, آنها در خدمت اولویت های مهندسی مختلف هستند.
C36000 برنج کلاسیک برش آزاد است, به طور گسترده ای به عنوان آلیاژ معیار برای کار ماشین پیچ اتوماتیک در نظر گرفته می شود, در حالی که C35300 یک برنج با سرب بالا است که ماشین کاری عالی با انعطاف پذیری تا حدودی بهتر از C36000 در دسته بندی های خاص محصولات ارائه می دهد..
2. ترکیب شیمیایی: بنیاد تفاوت
| عنصر | C35300 | C36000 | چرا مهم است |
| مس (مس) | 60.0-63.0٪ | 60.0-63.0٪ | همان پنجره مسی به این معنی است که خانواده برنج پایه مشابه است. |
| رهبری (پب) | 1.5-2.5 ٪ | 2.5-3.7 ٪ | سرب بالاتر در C36000 رفتار ماشینکاری آزاد قوی تری را ایجاد می کند. |
روی (روی) |
تعادل | تعادل | روی شریک اصلی ماتریس مس است. |
| اتو کردن (با) | حداکثر 0.15% | حداکثر 0.35% | مقدار آهن بالاتر در C36000 نشان دهنده مشخصات استاندارد آلیاژ برش آزاد آن است. |
| مس + عناصر نامگذاری شده | 99.5% حداقل. | 99.5% حداقل. | هر دو برنج های صنعتی به شدت کنترل شده هستند. |
3. مقایسه خواص مکانیکی و فیزیکی
اگرچه C35300 و C36000 متعلق به یک خانواده برنج سربی هستند, مشخصات اموال آنها یکسان نیست.
نماینده خواص مکانیکی
جدول زیر عملکرد مکانیکی این آلیاژها را در استاندارد H02 مقایسه می کند (نیمه سخت) خوی:
| دارایی | C35300 | C36000 | معنی مهندسی |
| استحکام کششی | 58 ksi = 400 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | 57 ksi = 393 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | از نظر قدرت اسمی بسیار نزدیک است; C35300 در این شرایط نماینده کمی بالاتر است. |
| قدرت عملکرد (0.5% جبران کردن) | 45 ksi = 310 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | 25 ksi = 172 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | C35300 سطح بازده قابل توجهی بالاتری را در شرایط میله منتشر شده نشان می دهد, که از مقاومت بهتر در برابر تغییر شکل پلاستیک اولیه پشتیبانی می کند. |
| کشیدگی | 25% (میله, 1/2 سخت, معمولی) | 7% (میله, 1/2 سخت, معمولی) | C35300 به طور قابل ملاحظه ای انعطاف پذیرتر در حالت میله ای قابل مقایسه است, در حالی که C36000 کشش بسیار کمتری دارد. |
Rockwell B سختی |
75 HRB (میله, 1/2 سخت, معمولی) | 65 HRB (میله, 1/2 سخت, معمولی) | C35300 در شرایط میله نماینده منتشر شده سخت تر است, که با قدرت تسلیم بالاتر آن مطابقت دارد. |
| قدرت برشی | 34 ksi = 234 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | 32 ksi = 221 MPA (میله, 1/2 سخت, معمولی) | هر دو شبیه هستند, اما C35300 دارای لبه کمی در مقاومت برشی است. |
| مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی | 15,000 ksi = 103,400 MPA | 14,000 ksi = 96,500 MPA | C35300 در کشش با مقادیر منتشر شده کمی سفت تر است. |
| مدول صلبیت | 5,600 ksi = 38,600 MPA | 5,300 ksi = 36,500 MPA | دوباره, استحکام C35300 اندکی بالاتر است. |
نماینده خواص فیزیکی
| دارایی | C35300 | C36000 |
| تراکم | 0.306 پوند/اینچ = 8.47 g/cm³ | 0.307 پوند/اینچ = 8.50 g/cm³ |
| دمای مایع | 1670° F = 910درجه سانتیگراد | 1650° F = 899درجه سانتیگراد |
| دمای جامد | 1630° F = 888درجه سانتیگراد | 1630° F = 888درجه سانتیگراد |
| هدایت الکتریکی | 26% قید | 26% قید |
| هدایت حرارتی | 67 Btu/ft²·hr·°F = ± 116 w/m · k | 67 Btu/ft²·hr·°F = ± 116 w/m · k |
| ضریب انبساط حرارتی | 11.3 × 10-6/°F = 20.3 × 10-6/°C | 11.4 × 10-6/°F = 20.5 × 10-6/°C |
4. قابلیت تغییر: C36000 معیار است, C35300 هنوز هم عالی است
چرا ماشینکاری تفاوت تعیین کننده است
در میان تمام تفاوت های عملی بین C35300 و C36000, ماشین کاری تعیین کننده ترین است.
هر دو برنج سربی هستند, و هر دو برای حذف کارآمد فلز طراحی شده اند, اما آنها به همان درجه بهینه نشده اند.
C36000 برش آزاد کلاسیک است برنج و بالاترین رتبه ماشینکاری از 100, به همین دلیل است که به طور گسترده ای به عنوان ماده مرجع برای تولید ماشین های پیچ با سرعت بالا در نظر گرفته می شود.
C35300 همچنین قابلیت ماشینکاری بالایی دارد, اما رتبه ماشینکاری آن است 90, قرار دادن آن یک پله پایین تر از C36000 در عملکرد برش.
دلیل متالورژیکی این تفاوت
شکاف عملکرد عمدتاً از محتوای سرب ناشی می شود.
C36000 دارای محدوده سرب بالاتری نسبت به C35300 است, و این سرب اضافی شکستن تراشه را بهبود می بخشد, نیروهای برشی را کاهش می دهد, تشکیل لبه های ساخته شده را کاهش می دهد, و عمر ابزار را افزایش می دهد.
در برنج های ماشینکاری آزاد, سرب آلیاژ را در مفهوم ساختاری معمولی تقویت نمی کند;
در عوض, به عنوان یک فاز نرم موضعی عمل می کند که مکانیک تشکیل تراشه را بهبود می بخشد و ماشینکاری خودکار را پایدارتر و اقتصادی تر می کند..
به همین دلیل است که C36000 اغلب برای تراشکاری انتخاب می شود, حفاری, بهره برداری, نخ دار, و سایر عملیات که در آن دستگاه زمان بیشتری را صرف برش می کند تا اپراتور برای دست زدن به قطعه.
این یک آلیاژ تولیدی به معنای واقعی کلمه است: ارزش آن در کاهش زمان چرخه نهفته است, بهبود پرداخت سطح, و حفظ رفتار قابل پیش بینی در تجهیزات اتوماتیک.
چرا C35300 هنوز در ماشینکاری بسیار قوی است
C35300 را نباید بهعنوان «آلیاژ ماشینکاری ضعیفتر» به معنای عملی توصیف کرد.
رتبه ماشینکاری از 90 هنوز هم عالی است, و آلیاژ در بسیاری از کاربردهای ماشینکاری فشرده ظاهر می شود, از جمله پیچ, آجیل, آداپتورها, اتصالات, اتصالات, پین, پرچ, قفس بلبرینگ, و قطعات ماشین پیچ اتوماتیک.
این بدان معناست که C35300 یک آلیاژ تولید جدی باقی می ماند, به خصوص در مواردی که ماشینکاری باید با سایر الزامات مانند تحمل شکل دهی متوسط یا پاسخ مکانیکی متعادل تر همراه باشد..
مفاهیم فرآیند در محیط تولید
از منظر طبقه مغازه, تفاوت بین 90 وت 100 بی اهمیت نیست.
در تولید انبوه, یک بهبود کوچک در کنترل تراشه می تواند به زمان چرخه کوتاه تر تبدیل شود, خرابی کمتر برای تغییر ابزار, و خطر ضایعات را کاهش می دهد.
بنابراین C36000 زمانی که هندسه قطعه بسیار تکراری است و مسیر ساخت تحت سلطه تراشکاری و رزوه زنی است، اولین انتخاب است..
C35300 زمانی جذاب باقی می ماند که ماشین کاری مهم باشد, اما این قطعه پس از ماشینکاری به انعطاف بیشتری در ساخت نیز نیاز دارد.
5. شکل پذیری و ساخت: C35300 در مقابل C36000 برنج
شکل پذیری با ماشینکاری بودن یکسان نیست
یک اشتباه رایج در انتخاب آلیاژ این است که فرض کنیم ماشینکاری عالی به طور خودکار رفتار ساخت خوب را نشان می دهد. در برنج, اینها خصوصیات مرتبط هستند اما یکسان نیستند.
C35300 و C36000 هر دو عمدتاً برای ماشین کاری طراحی شده اند, اما پاسخ آنها به شکل گیری, خم, نخ دار, و پیوستن یکسان نیست.
این تفاوت زمانی اهمیت دارد که یک قطعه به سادگی به شکل بریده نشده باشد, بلکه باید صاف شود, شعله ور شد, خراشیده شد, مشت زد, مهر شده, یا کمی سرد کار شده.
رفتار سرد کار
هر دو آلیاژ دارای رتبه بندی هستند عادلانه در کارپذیری سرد, به این معنی که آنها می توانند تغییر شکل سرد محدود را تحمل کنند, اما هیچکدام برای شکل دهی تهاجمی ایده آل نیستند.
در عمل, این آنها را بسیار پایین تر از برنج های شکل دهنده واقعی قرار می دهد و آنها را برای مسیرهای تولید تحت هدایت ماشینکاری مناسب تر می کند.
هنوز, C35300 دارای مزیت معنی داری در دسته بندی محصولات خاص است زیرا به عنوان دارای توصیف می شود شکل پذیری بهتر از C36000 در کالاهای برنجی لوله کش.
That is an important clue that C35300 has a slightly broader fabrication envelope when the design is not purely machined.
شکل دهی گرم و پردازش حرارتی
Hot formability is another area where the two alloys diverge. C36000 is rated عادلانه in hot formability, while C35300 is rated ضعیف.
That does not make C36000 a true hot-forming alloy, but it does suggest a somewhat wider processing window if limited elevated-temperature shaping is unavoidable.
C35300, در مقابل, is more tightly centered on machining and moderate secondary fabrication rather than thermal deformation.
رفتار پیوستن: چه کار می کند و چه کار نمی کند
Both alloys are much more suitable for soldering and brazing than for fusion welding.
Their published fabrication profiles rate soldering as Excellent وت brazing as Good,
but list several welding methods such as oxyacetylene welding, gas shielded arc welding, جوشکاری قوس فلزی پوشش داده شده, spot welding, and seam welding as توصیه نمی شود.
این یک محدودیت عملی حیاتی است. اگر مفهوم محصول به ساختار جوش داده شده بستگی دارد, نه C35300 و نه C36000 نباید به طور معمولی انتخاب شوند.
مسیرهای ساخت ثانویه
بارزترین تفاوت در فرآیندهای ساخت رایج آنها ظاهر می شود.
برای C35300, فرآیندهای ذکر شده شامل:
- خالی
- ماشینکاری
- سوراخ کردن و مشت زدن
- رول threading و knurling
- مهر زنی
برای C36000, فرآیندهای ذکر شده محدودتر هستند:
- ماشینکاری
- رول threading و knurling
این تفاوت بسیار آموزنده است. این نشان می دهد که C35300 از ترکیب گسترده تری از مراحل تولید پشتیبانی می کند, به خصوص در مواردی که قطعه صرفاً ماشین کاری نشده است، بلکه به آرامی شکل یا پانچ شده است.
C36000, در مقابل, بیشتر بر تولید متمرکز بر ماشینکاری متمرکز است و بنابراین هنگامی که تولید تحت سلطه تراشکاری و تولید نخ باشد، انتخاب تمیزتر است..
6. مقاومت در برابر خوردگی: تفاوت های عملکرد محیطی
انعطاف پذیری محیطی هر دو C35300 و C36000 تابعی از توانایی آنها برای توسعه پایدار است., پتینه مس-کربنات چسبنده پس از قرار گرفتن در جو.
این مانع طبیعی مقاومت بسیار خوبی در برابر محیط های شهری و دریایی ایجاد می کند.
آسیب پذیری های متالورژیکی
- پتانسیل زینک زدایی: به عنوان "دو فاز" ($\آلفا$+$بتا$) برنج هایی با محتوای روی بالا, هر دو آلیاژ در حالت راکد مستعد زینک زدایی هستند, آب نرم یا محیط های اسیدی.
این فرآیند الکتروشیمیایی روی را از شبکه شسته می کند, از لحاظ ساختاری به خطر افتاده است, اسفنج مسی متخلخل. - ترک خوردگی استرس (SCC): هنگامی که تنش های پسماند داخلی در معرض محیط های آمونیاکی قرار می گیرند، هر دو گرید در برابر "ترک فصلی" یا SCC آسیب پذیر هستند..
- مزیت خلوص: غلظت مس کمی بالاتر و ناخالصی های آهن کمتر C35300 یک مزیت حاشیه ای در پایداری شیمیایی طولانی مدت ایجاد می کند..
هر چند, برای اکثر کاربردهای لوله کشی صنعتی و سخت افزاری, پروفیل های خوردگی آنها از نظر عملکردی قابل تعویض هستند,
و هیچ کدام نباید در محیط های آلیاژ زدایی بسیار تهاجمی بدون مهار مناسب استفاده شوند.
7. کاربرد: C35300 در مقابل C36000 برنج
کاربردهای معمولی C35300
C35300 معمولا برای کشش کشو استفاده می شود, لولا, نوک سینه های دوچرخه, قطعات ساعت, کلیدهای خالی, آجیل, پرچ, پیچ, آداپتورها, قطعات ماشین پیچ اتوماتیک, قفس های تحمل, اتصالات, اتصالات فلر, چرخ دنده, پشت ساز, و میل سوپاپ.
اینها قطعاتی هستند که ماشینکاری عالی در آنها مهم است, اما مقداری شکل پذیری, خم شدن, یا پاسخ سرد کار نیز مفید است.
کاربردهای معمولی C36000
C36000 به طور گسترده برای اتصالات سیال استفاده می شود, بدنه های حسگر, قطعات ترموستات, درج های رزوه ای برای پلاستیک, اتصالات, بدنه های قفل, پیچ, آجیل, پیچ, آداپتورها, قطعات ماشین پیچ اتوماتیک, اجزای شیر آب, دریچه, اتحادیه ها, صندلی های دریچه, ساقه دریچه, و تریم سوپاپ.
زمانی که معماری محصول تحت سلطه توان عملیاتی ماشینکاری و ثبات ابعادی باشد، این انتخاب متعارف است.
8. هزینه, ریسک فرآیند, و تفکر زنجیره تامین
از دیدگاه تدارکات و زنجیره تامین, C36000 "نقد" ترین دارایی در بازار برنج است.
در موجودی های گسترده ای توسط مراکز خدمات جهانی در تمام هندسه های اولیه نگهداری می شود (گرد, شش ضلعی, مربع, و میله های مستطیلی).
این در دسترس بودن همه جا، قیمت رقابتی و زمان چرخش سریع را برای قطعات صنعتی استاندارد تضمین می کند.
C35300, در حالی که یک آلیاژ استاندارد, جایگاه تخصصی تری را اشغال می کند.
در حالی که به صورت میله ای و صفحه ای به راحتی در دسترس است, ممکن است در وسعت اندازه های C36000 موجود نباشد, به طور بالقوه منجر به حق بیمه های قیمتی اندک یا زمان طولانی برای پروفایل های غیر استاندارد می شود.
هر چند, هزینه کل مالکیت دقیق (TCO) تجزیه و تحلیل اغلب به نفع C35300 برای قطعات پیچیده است.
«هزینههای پنهان» استفاده از C36000 در برنامههایی که نیاز به شکلدهی ثانویه دارند - مانند افزایش نرخ ضایعات به دلیل ترکخوردگی و نیاز به عملیات حرارتی تنشزدای متوسط - اغلب تفاوت هزینههای نهایی C35300 را تحت الشعاع قرار میدهند..
9. جدول مقایسه جامع: C35300 در مقابل C36000 برنج
اطلاعات دمای اتاق برای میله/میله های فرفورژه و محصولات تخت; متداول ترین مقادیر مکانیکی ذکر شده در زیر برای 1/2 سخت (H02) شرطی مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
خواص مکانیکی بسته به شکل متفاوت است, خوی, و اندازه بخش, بنابراین اینها باید به عنوان مقادیر مرجع منتشر شده به جای ثابت مطلق خوانده شوند.
| دسته | C35300 | C36000 |
| خانواده آلیاژی | برنج با سرب بالا, 62% | برنج برش آزاد |
| محتوای مس | 60.0-63.0٪ | 60.0-63.0٪ |
| محتوای سرب | 1.5-2.5 ٪ | 2.5-3.7 ٪ |
| محتوای آهن | تا 0.15% | تا 0.35% |
| استحکام کششی | 58 ksi / 400 MPA | 57 ksi / 393 MPA |
| قدرت عملکرد (0.5% داخلی) | 45 ksi / 310 MPA | 25 ksi / 172 MPA |
| کشیدگی | 25% | 7% |
| سختی Rockwell B | 75 HRB | 65 HRB |
| تراکم | 0.306 lb/in³ / 8.47 g/cm³ | 0.307 lb/in³ / 8.50 g/cm³ |
| امتیاز ماشینکاری | 90 | 100 |
| ظرفیت سرد کار شده | عادلانه | عادلانه |
| ظرفیت گرم شدن | ضعیف | عادلانه |
| لحیم کاری | عالی | عالی |
| برز | خوب | خوب |
جوش همجوشی |
توصیه نمی شود | توصیه نمی شود |
| فرآیندهای ساخت رایج | خالی, ماشینکاری, سوراخ کردن / مشت زدن, رول threading/knurling, مهر زنی | ماشینکاری, رول threading/knurling |
| تاکید بر محصول معمولی | لولا, پیچ, آجیل, اتصالات, اتصالات فلر, آداپتورها, پرچ, قفس های تحمل | محصولات ماشین پیچ, اتصالات, اتصال دهنده, دریچه, اتصالات, ساقه دریچه, اجزای سیال |
10. پایان
تمایز بین برنج C35300 و C36000 نشان دهنده یک مبادله متالورژیکی کلاسیک بین حداکثر نرخ حذف مواد و ظرفیت تغییر شکل پلاستیک است..
C36000 همچنان معیار جهانی برای بهره وری ماشینکاری است, ارائه سطحی از کارایی که برای تولید حجم بالای سخت افزار استاندارد ضروری است.
برعکس, C35300 به عنوان یک جایگزین با یکپارچگی بالا عمل می کند, ارائه عملکرد برتر ماشینکاری در حالی که اساساً توانایی مواد را برای مقاومت در برابر عملیات شکل دهی ثانویه پیچیده افزایش می دهد..
با تطبیق دقیق این ویژگی های متالورژیکی با توالی ساخت خاص, مهندسان می توانند بازده تولید را بهینه کنند, به حداقل رساندن خطرات زیست محیطی, و اطمینان ساختاری بلند مدت اجزای مهندسی دقیق را تضمین می کند.
متداول
آیا می توان C36000 را با موفقیت برای هدینگ سرد مورد استفاده قرار داد?
به طور کلی, هیچ. C36000 از نظر متالورژی "کوتاه" است و فاقد شکل پذیری لازم برای هدینگ سرد است.
تلاش برای سرکردن این آلیاژ معمولا منجر به ترک خوردگی طولی شدید می شود. C35300 انتخاب ارجح برای قطعاتی است که به ماشینکاری و هدینگ نیاز دارند.
عامل اصلی تفاوت هزینه بین C35300 و C36000 چیست?
واریانس قیمت در درجه اول به جای هزینه های اصلی ناشی از حجم زنجیره تامین است.
C36000 به عنوان استاندارد صنعت در مقادیر انبوه تولید می شود, در حالی که C35300 یک درجه تخصصی تر است, اغلب منجر به یک حق بیمه کوچک برای خریدهای کوچکتر می شود.
آیا این آلیاژها با مقررات مدرن بدون سرب مطابقت دارند؟?
هیچ. هر دو آلیاژ حاوی غلظت قابل توجهی سرب هستند (تا 3.7% برای C36000).
برای کاربردهایی که توسط RoHS یا استانداردهای آب آشامیدنی اداره می شوند (به عنوان مثال, NSF/ANSI 61), مهندسان باید جایگزین های بدون سرب مانند C27450 یا C46400 را مشخص کنند.
چرا C35300 برای نورد نخ برتر است?
نورد نخ شامل جابجایی پلاستیک قابل توجهی از فلز است.
محتوای مس بالاتر C35300 و توزیع سرب تصفیه شده به آن اجازه می دهد تا بدون پوسته پوسته شدن یا "درز" شدن سطح به داخل رزوه های قالب جریان یابد که اغلب در C36000 شکننده تر رخ می دهد..
چگونه C35300 نام "ساعت برنجی" را به دست آورد؟?
این نام از صنعت ساعت شناسی نشات گرفته است, جایی که مشخصات منحصر به فرد آلیاژ ضروری بود.
امکان ماشینکاری با سرعت بالا دندهها و پینیونهای پیچیده را فراهم میکند و در عین حال انعطافپذیری کافی برای پرچکاری و خمش مورد نیاز در مونتاژ قاب ساعت را فراهم میکند..
