1. Introduction
C93200, également connu sous le nom Sae 660 Bronze portant, est un alliage à base de cuivre largement utilisé spécialement formulé pour les applications nécessitant une excellente résistance à l'usure et une machinabilité.
Classé sous alliages de bronze en plomb, Il est devenu une norme de l'industrie dans les roulements et les bagues en raison de ses propriétés mécaniques bien équilibrées et de ses performances rentables.
En métallurgie industrielle, C93200 joue un rôle essentiel dans les composants fonctionnant sous des charges et des vitesses modérées.
Sa polyvalence entre les environnements de fabrication, en particulier en puissance fluide, marin, et les systèmes mécaniques - le fait un pilier dans la fabrication d'équipements d'origine (Socle) et remplacement des pièces de rechange.
2. Qu'est-ce que l'alliage de cuivre C93200?
C93200, également connu sous le nom Sae 660 palier bronze, est une performance haute alliage de bronze en étain au plomb Largement utilisé pour les applications impliquant des frottements, porter, et charges modérées.
Il est conçu pour une machinabilité supérieure, tolérance aux débris intégrés, et bonne résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements lubrifiés.
En tant que norme dans la famille de bronze, il est reconnu pour son équilibre de résistance mécanique, performance tribologique, et la rentabilité.
C93200 est le plus souvent produit via procédés de coulée comme le sable, centrifuge, et coulée de moisissure permanente, et est largement utilisé dans les bagues, rondelles de poussée, roulements, et composants de la pompe.
Sa composition et sa microstructure le rendent particulièrement efficace pour les composants fonctionnant dans régimes de lubrification limite ou mixte.
Composition chimique
| Élément | Gamme typique (%) | Fonction dans l'alliage |
| Cuivre (Cu) | 83.0 - 88.5 | Métal de base; Fournit la ductilité et la conductivité |
| Étain (Sn) | 6.3 - 7.5 | Ajoute de la force, dureté, et porter une résistance |
| Plomb (PB) | 6.0 - 8.0 | Améliore la machinabilité et l'intégration |
| Zinc (Zn) | 1.0 - 4.0 | Améliore la fluidité; Contributeur de force mineure |
| Fer (Fe) | ≤ 0.25 | Contrôle des impuretés; Un fer excessif peut provoquer une fragilité |
| Nickel (Dans) | ≤ 0.25 | Facultatif; améliore la résistance à la corrosion |
| Autres | ≤ 0.50 (total) | Éléments trace limités |
Normes et désignations
- Numéro un: C93200
- Désignation SAE: Sae 660
- Noms commerciaux communs: Bronze portant, 660 Bronze, Sae 660 Bronze
- Spécifications ASTM: B505 (casting continu), B271 (casting centrifuge), B148 (lingot)
- ISO: CUSN7PB7ZN4
3. Propriétés mécaniques de l'alliage de cuivre C93200
C93200 (Sae 660) L'alliage de cuivre est réputé pour son Propriétés mécaniques bien équilibrées qui le rend idéal pour les applications de roulement et de bague sous des charges et des vitesses modérées.
La performance de l'alliage est fonction de sa composition, microstructure, et méthode de coulée.
Il présente excellente machinabilité, Bonne force de fatigue, et Comportement d'usure exceptionnel- en particulier dans des environnements lubrifiés.
Propriétés mécaniques clés
| Propriété | Valeur typique | Remarques |
| Résistance à la traction | 220 - 275 MPA | Varie avec la méthode de coulée (Sable VS. centrifuge) |
| Limite d'élasticité (0.2% compenser) | 105 - 130 MPA | Plus élevé dans les composants coulés centrifuges dus à une structure de grains plus fine |
| Allongement à la pause | 10 - 20% | Indique une ductilité modérée |
| Dureté de Brinell | 65 - 85 HB | Peut augmenter après le travail en durcissant ou en traitement de surface |
| Force d'élasticité compressive | ~ 120 MPa | Pertinent pour les charges de surface de palier |
| Résistance au cisaillement | ~ 170 MPa | Important dans les applications de contact rotatives |
| Force de fatigue | ~ 90 MPa (à 10⁷ cycles) | Basé sur des tests de faisceau rotatif dans des conditions lubrifiées |
| Module d'élasticité | ~ 100 GPA | Régit la déformation élastique sous stress |
Machinabilité
Expositions C93200 excellente machinabilité, Souvent évalué à 80–90% par rapport aux cuivres de coupe libre (C36000 = 100%).
La présence de plomb (6–8%) contribue de manière significative au contrôle des puces, Usure d'outil réduite, et une qualité de finition de surface élevée.
Cela fait du C93200 un choix préféré dans les coquilles de roulements et les bagues hydrauliques de CNC.
- Cote de machinabilité: ~ 85%
- Compatibilité des matériaux d'outils: Outils HSS et carbure
- Finition de surface typique: 0.8 - 1.6 µm de PR avec des taux d'alimentation appropriés
4. Propriétés physiques de l'alliage de cuivre C93200
C93200, ou sae 660 Bronze portant, présente un ensemble bien équilibré de propriétés physiques qui le rend très adapté aux applications impliquant mouvement coulissant, cyclisme thermique, et contrainte mécanique modérée.
Ces caractéristiques physiques contribuent directement à l'efficacité de l'alliage dans les roulements, bagues, et composants hydrauliques - surtout où stabilité thermique, intégrité dimensionnelle, et la conductivité sont requis.
Propriétés physiques clés
| Propriété | Valeur typique | Remarques |
| Densité | 8.8 g / cm³ (8800 kg / m³) | Fournit de la masse et de la stabilité dans l'équipement rotatif |
| Gamme de fusion | 930 - 1020 ° C | Légèrement inférieur au cuivre pur en raison du plomb et de l'étain |
| Conductivité thermique | ~ 58–70 w / m · k | Inférieur au cuivre pur mais suffisant pour la dissipation de la chaleur |
| Capacité thermique spécifique | ~ 0,38 J / g · k | Affecte la réponse thermique dans les applications à cyclisme rapide |
| Coefficient de dilatation thermique | ~ 18,5 × 10⁻⁶ / k | Important dans les assemblages de presse et à haute température |
| Conductivité électrique | ~ 10–15% IACS | Pas généralement utilisé dans les circuits électriques |
| Module d'élasticité | ~ 100 GPA | Indique la rigidité sous charge |
| Diffusivité thermique | ~ 2,4 × 10⁻⁵ m² / s | Reflète le taux de propagation de chaleur dans le matériau |
| Le rapport de Poisson | ~ 0,31 | Définit l'expansion latérale sous stress uniaxial |
Performance thermique
C93200 maintient l'intégrité structurelle sur un large plage de températures de fonctionnement, généralement jusqu'à 205° C (400° F) en service continu, Le faire adapter aux composants thermiquement stressés.
Stabilité dimensionnelle
Les expositions d'alliage faible retrait Pendant le refroidissement (~ 1,2–1,5%) et une microstructure uniforme lorsqu'elle est correctement coulée.
5. Caractéristiques de coulée de l'alliage de cuivre C93200
C93200 Copper Alliage, communément appelé SAE 660 Bronze portant, est très apprécié dans la pratique de la fonderie pour son Excellente coulée, cohérence dimensionnelle, et Adaptabilité à diverses méthodes de coulée.
Sa composition unique - en particulier la présence de plomb (PB), étain (Sn), et zinc (Zn)- Le rend particulièrement favorable pour couler des formes complexes tout en maintenant une bonne finition de surface et une solidité interne.
Caractéristiques de coulée clés
| Propriété de casting | C93200 Copper Alliage | Remarques |
| Fluidité | Haut | Le plomb et l'étain améliorent le flux de métal fondu dans les moules complexes |
| Taux de retrait | ~ 1.2 - 1.5% | Permet une compensation précise du modèle |
| Pérudité | Faible | Bonne résistance à la fissuration pendant la solidification |
| Tendance | Modéré | Contrôlé par le déclenchement et le dégazage |
| Absorption de gaz | Modéré | Nécessite un traitement de ventilation et de fusion approprié |
| Machinabilité après le casting | Excellent | Microstructure à cas de couture et de finition |
| Solidité | Haut (en casting centrifuge et continu) | Intégrité structurelle supérieure dans les composants critiques |
Méthodes de coulée communes pour C93200
| Méthode de coulée | Convient pour C93200 | Applications typiques |
| Coulée de sable | Excellent pour les formes grandes et complexes | Boîtiers de pompage, Gear Blanks, grandes bagues |
| Casting centrifuge | Idéal pour les pièces cylindriques; porosité minimale | Bagues de haute précision, roulements à manches, doublures |
| Moulage sous pression | Moins courant (Le contenu du plomb peut dégrader les matrices) | Petit, Composants à volume élevé en cas de modification de l'alliage |
| Coulée de moisissure permanente | Bon pour la répétabilité et le grain plus fin | Pièces de taille moyenne nécessitant une meilleure finition de surface |
| Moulage continu | Préféré pour les formes de stock (tiges, tubes) | Roulements usinés, Bars pour fabrication personnalisée |
6. Porter la résistance et les performances tribologiques
La supériorité tribologique du C93200 découle de sa microstructure unique:
- Auto-lubrification: Particules de plomb dispersées (5–20 μm de diamètre) agir comme des «micro-nats», étalant sur les surfaces coulissantes pour former un film à faible friction.
Cela réduit le coefficient de frottement à 0,15 à 0,20 (contre. 0.6–0,8 pour acier sur acier). - Limite PV: Sûr pour le fonctionnement continu au PV (pression × vitesse) valeurs jusqu'à 1.5 MPA · M / S (Par exemple, Roulements de moteur électrique).
Dépasser ce seuil provoque la fusion des plombs (Le plomb fond à 327 ° C), accélération d'usure. - Mécanisme d'usure: Présente une légère usure d'adhésif, avec une génération de débris minimale - critique pour des environnements propres comme la transformation des aliments (avec des commandes de lixiviation strictes).
Dans les tests sur le terrain, Les bagues C93200 dans les machines agricoles ont duré 10,000+ heures sous lubrification intermittente, surpasser les cuivres (C36000) par 3 × et fonte par 2 ×.
7. Résistance à la corrosion de l'alliage de cuivre C93200
C93200 offre une résistance à la corrosion modérée dans des environnements non agressifs:
- Exposition atmosphérique: Forme une patine protectrice (carbonate de cuivre de base) dans les environnements ruraux et urbains, avec des taux de corrosion <0.01 MM / Année - Partage pour les machines extérieures.
- Eau douce: Résiste à la corrosion dans l'eau de pH 6 à 8 (Par exemple, Systèmes de refroidissement, pompes d'eau douce) avec des taux <0.02 mm / an.
- Eau salée / chlorures: Mauvaise résistance - les taux de corrosion dépassent 0.1 mm / an dans l'eau de mer (35,000 ppm cl⁻) en raison de la sensibilité de la plomb aux piqûres et de la capacité limitée de l'étain à former une couche d'oxyde protectrice.
- Produits chimiques: Tolère les huiles diluées, graisses, et alcalis doux (Par exemple, 10% NaOH à 25 ° C) mais corrode rapidement dans les acides (Par exemple, 5% acide sulfurique: 1.2 mm / an).
Stratégies de protection: Revêtements époxy, placage en étain, ou les revêtements de conversion de chromate prolongent la durée de vie dans des environnements humides ou côtiers par 2–3 ×.
8. Applications d'alliage de cuivre C93200
Les industries de la polyvalence du C93200 nécessitent des composants coulissants fiables:
- Roulements & Bagues: Roulements de vilebrequin automobile (Rencontre SAE 660 caractéristiques), bagues de boîte de vitesses industrielles, et roulements de moteur électrique - déverrouillage de l'auto-lubrification pour réduire l'entretien.
- Composants hydrauliques: Tiges de soupape, Manches de roue de pompe, et les doublures de cylindre - Usure résistante des fluides hydrauliques (Par exemple, huile minérale, Mélanges d'eau-glycol).
- Automobile: Anneaux de synchroniseur de transmission, bagues de liaison de direction, et les points de pivot de suspension - avec 100,000+ km de service dans les véhicules de tourisme.
- Marin (Eau douce): Arbres d'hélice de bateau intérieur, composants de la pompe, et des charnières à trappe - éviter une exposition à l'eau de mer.
- Industriel général: Rouleaux de convoyeur, Guides d'outil de presse, et les points de pivot de machines agricoles - tolération de saleté, poussière, et lubrification intermittente.
9. Avantages de l'alliage de cuivre C93200
- Auto-lubrification: Les particules de plomb éliminent le besoin de lubrification continue dans les applications à faible entretien, réduire les temps d'arrêt et les coûts opérationnels.
- Machinabilité exceptionnelle: 80–90% de machinabilité (contre. 30% pour le bronze en aluminium C95400) Réduit le temps de production de 20 à 30% et prolonge la durée de vie de l'outil.
- Ductilité: 15–20% l'allongement absorbe les charges de choc, Réduire le risque de défaillance dans les machines lourdes (Par exemple, équipement de construction).
- Rentabilité: 30–40% moins cher que le bronze en aluminium (C95400) pour des performances équivalentes à faible charge, Le faire idéal pour la production à haut volume.
- Coulée: S'adapte à diverses méthodes de casting, Permettre des géométries complexes sans usinage secondaire - réduisant le nombre de pièces et les coûts d'assemblage.
10. Limites de l'alliage de cuivre C93200
- Toxicité: Restreint en contact alimentaire (FDA 21 CFR 178.3280 Les limites mènent à <0.1%) et les dispositifs médicaux, nécessitant des alternatives sans plomb (Par exemple, C86300 Bronze de manganèse) Dans ces secteurs.
- Sensibilité à la température: Perdus 20% de résistance à la traction à 150 ° C; inadapté pour les applications de chaleur élevée (Par exemple, composants d'échappement du moteur, fours industriels).
- Dureté faible: 60–80 Hb Limites Utilisation en charge élevée (≥5 MPa) ou à grande vitesse (≥ 5 m / s) applications, où les bronzes ou aciers en aluminium sont préférés.
- Vulnérabilité de la corrosion: Non recommandé pour l'eau de mer, environnements acides, ou solutions à chlorure élevé (Par exemple, exposition au sel de route).
11. Analyse comparative avec d'autres bronzes
C93200 (Sae 660) Le bronze à roulement est l'un des alliages de cuivre les plus utilisés en raison de son excellent équilibre de machinabilité, se résistance à l'usure, et la coulée.
Cependant, dans les applications exigeantes, il est souvent comparé à d'autres alliages de bronze tels que C95400 (bronze en aluminium), C83600 (laiton rouge), et C36000 (laiton de coupe libre).
Table de comparaison: C93200 VS. Autres alliages de bronze
| Propriété / Alliage | C93200 (Sae 660) | C95400 (Bronze en aluminium) | C83600 (Laiton rouge) | C36000 (Laiton de coupe libre) |
| Composition | CU-SN-PB-ZN | Cu-al-fu | CU-SN-ZN-PB | Cu-zn-pb |
| Résistance à la traction (MPA) | 200–275 | 450–700 | 170–250 | 345–550 |
| Dureté (Brinell) | 60–80 | 125–175 | 50–70 | 80–100 |
| Machinabilité | Excellent (80–90%) | Modéré (30–40%) | Bien (60%) | Excellent (90%+) |
| Résistance à la corrosion | Modéré | Excellent (en particulier. eau de mer) | Bien | Pauvre à modéré |
| Se résistance à l'usure | Bien | Très haut | Équitable | Modéré |
| Coût | Modéré | Haut | Modéré | Faible |
| Applications de friction | Meilleur avec lubrification | Excellent sec ou lubrifié | Pas idéal | Limité |
| Adéquation de la coulée | Excellent | Juste à bon | Excellent | Pas généralement coulé |
| Utilisations typiques | Roulements, bagues | Bagues à charge, pompes | Plomberie, vannes | Vis, raccords |
C93200 VS. C95400 (Bronze en aluminium)
- Force & Capacité de chargement: C95400 surpasse considérablement le C93200 en résistance à la traction et en résistance à l'usure, le rendre plus adapté à chargeur de haut niveau, applications à grande vitesse Comme des composants de vitesse et des vannes industrielles.
- Résistance à la corrosion: Expositions C95400 résistance exceptionnelle à l'eau de mer, chlorures, et produits chimiques, ce qui en fait le matériau préféré dans Marine et offshore environnements.
- Machinabilité: Bien que durable, C95400 est plus difficile à machine et plus cher à produire que C93200.
- Cas d'utilisation: Choisir C93200 Pour les roulements à usage général; choisir C95400 Lorsque la résistance et la résistance à la corrosion sont critiques.
C83600 (Laiton rouge) contre. C93200
- Coût & Coulée: Les deux alliages sont conviviaux, mais C83600 est moins cher et souvent utilisé dans applications non critiques comme la plomberie et les pièces décoratives.
- Performance: C93200 a une meilleure résistance à l'usure et une capacité de manutention de la pression, en particulier pour composants glissants ou rotatifs.
- Cas d'utilisation: Choisir C83600 à faible charge, accessoires résistants à la corrosion; utiliser C93200 pour les pièces mobiles nécessitant une lubrification et une stabilité dimensionnelle.
C93200 VS. C36000 (Laiton de coupe libre)
- Machinabilité: C36000 a la plus grande note de machinabilité parmi les alliages de cuivre (>90%), Idéal pour les composants de virage et de précision à grande vitesse.
- Propriétés mécaniques: Bien que fort et précis, C36000 n'a pas le Propriétés tribologiques et fatiguées requis pour les surfaces de palier.
- Cas d'utilisation: Utiliser C36000 pour les raccords, connecteurs, et composants légers; utiliser C93200 où lubrification, se résistance à l'usure, et la coulée sont la clé.
12. Conclusion
L'alliage de cuivre C93200 reste la pierre angulaire de la conception industrielle pour Applications de qualité des roulements En raison de sa combinaison de machinabilité, stabilité tribologique, et résistance à la corrosion.
Bien qu'il ne convient pas à tous les environnements de haute charge, il offre fiable, Performances rentables dans d'innombrables types de machines, en particulier lorsqu'ils sont modérés, bonne lubrification, et les tolérances étroites sont essentielles.
FAQ
C93200 peut-il être utilisé sans lubrification?
Oui, à faible charge (≤1 MPa) et à basse vitesse (≤1 m / s) applications. Ses particules de plomb agissent comme des lubrifiants internes, réduire les frictions.
Cependant, La lubrification périodique prolonge la durée de vie en PV supérieur (pression × vitesse) scénarios.
Est C93200 adapté à l'exposition à l'eau de mer?
Non. La teneur élevée en chlorure de l'eau de mer provoque la corrosion des piqûres en C93200, avec des taux dépassant 0.1 mm / an. Pour les applications marines, Utiliser le bronze en aluminium C95400, qui résiste à la corrosion de l'eau de mer.
Quelles sont les alternatives au C93200 pour les applications de haute charge?
À charge élevée (≥5 MPa) ou à grande vitesse (≥ 5 m / s) applications, Le bronze en aluminium C95400 est préféré, Comme il offre 2 × la résistance à la traction (450–550 MPA) et une résistance à l'usure supérieure.
C93200 peut-il être soudé ou brasé?
Le soudage n'est pas recommandé, Comme le plomb se vaporise aux températures de soudage (≥327 ° C), provoquant la porosité et la fragilité.
Effrontement (avec des charges argentées) est possible mais nécessite une préparation de surface minutieuse pour éviter la contamination du plomb de l'articulation. Fixation mécanique (verrouillage, ajustement) est préféré pour l'assemblage.
