1. Bevezetés
MINKET C90300 egy széles körben használt ón-bronz öntvény ötvözet, amely a jó önthetőség praktikus kombinációját biztosítja, korrózióállóság (Különösen a tengeri környezetben), csapágy/kopási viselkedés és kielégítő mechanikai szilárdság.
Perselyekhez van megadva, szivattyú alkatrészek, szelepek, fogaskerekek és egyéb alkatrészek, ahol a szolgáltatás berakodása történik, a csúszóérintkező és a korrózióállóság az elsődleges hajtóerő.
2. Mi az a Bronze UNS C90300?
US C90300 egy öntött ón bronz ötvözet az UNS-ben (Egységes számozási rendszer) rézötvözetek családja.
Öntödei használatra készült, és széles körben meghatározzák, ahol egyensúlyban van önthetőség, korrózióállóság (különösen tengeri és vízkezelési környezetben), jó csapágy/kopási viselkedés és ésszerű mechanikai szilárdság szükséges.
A gyakorlatban a C90300-at választják olyan alkatrészekhez, mint a perselyek, ujjú, szivattyú és szelep alkatrészek, kis fogaskerekek és tengeri szerelvények, ahol csúszó érintkezés van, fontos a beágyazhatóság és a tengervízzel vagy nedves korrózióval szembeni ellenállás.
Főbb jellemzők és kohászati jelleg
- Jó öntözhetőség. A C90300 kiszámíthatóan önti és tölti ki a formákat homokban, shell és befektetési folyamatok, Megfelelően vékony metszeteket és jó felületi részleteket tesz lehetővé megfelelő megmunkálás esetén.
- Ónnal erősített mátrix. Az ón helyettesítő ötvözőelemként működik a rézben, a keménység növelése, kopásállóság és szilárdság a sima rézhez képest, miközben megőrzi a rugalmasságot, amely elegendő számos csapágy és szerkezeti felhasználáshoz.
- Csapágy és tribológiai teljesítmény. Az ötvözet kiállít megfelelhetőség és beágyazhatóság- a puhább bronzmátrixba kis szennyező részecskéket fogad be, nem pedig keményebb illeszkedő tengelyt, alkalmassá téve siklócsapágyakhoz és perselyekhez határoló vagy vegyes kenés mellett.
- Kiváló nedves környezeti korrózióállóság. Az ónbronzok ellenállnak az általános korróziónak, és jól teljesítenek tengervízben és számos ipari vizes környezetben; kevésbé hajlamosak a cinkvesztésre vagy a gyors lokalizált támadásra, mint sok sárgaréz.
- Nem csapadék-keményítő. A mechanikai tulajdonságokat elsősorban az összetétel és a megszilárdulás/mikroszerkezet határozza meg; A C90300 általában nem erősödik oldatos/öregedési kezelésekkel.
A feszültségoldó vagy lágyító műveleteket főként a méretstabilitás vagy a rugalmasság beállítására használják. - Mérsékelt megmunkálhatóság. Az ón javítja a forgácsképződést és a megmunkálhatóságot számos nagy szilárdságú rézötvözethez képest; A keményfém szerszámozás és a szabványos bronzmegmunkálási gyakorlatok megfelelőek a gyártási munkákhoz.
3. Az ötvözet azonossága és tipikus kémiája
Az értékek a tervezéshez és a beszerzéshez használt tipikus tömegszázalék-tartományokként jelennek meg; mindig erősítse meg a pontos határértékeket az öntödei malom/tanúsított elemzéssel minden kritikus alkalmazáshoz.
| Tétel | Tipikus összetétel (tömeg%) | Funkció / hatás |
| Amerikai megjelölés | C90300 | Az egységes számozási rendszer azonosítója ehhez az öntött ónbronzhoz. |
| Réz (CU) | Egyensúly (~86,0 – 89.0%) | Bázisfém; mátrixot biztosít, hő/elektromos tulajdonságok és hajlékonyság. |
| Ón (SN) | 7.5 - - 9.0% | Fő erősítő és kopás/korrózióálló elem az ötvözetben. |
| Cink (Zn) | 3.0 - - 5.0% | Javítja a folyékonyságot, az olvadék önthetősége és deoxidációja. |
| Nikkel (-Ben) | 0 - - 1.0% (typ.) | Választható; javíthatja a korrózióállóságot, erő és szívósság. |
| Vas (FE) | ≤ ~0,5% (typ.) | Ellenőrzött szennyeződés vagy szándékos hozzáadás; befolyásolja az erőt és a kopást. |
Ólom (PB) |
≤ ~0,2–0,25% (nyom) | Egyes öntvényeken nyomokban megjelenhet; kis mennyiségek elősegítik a megmunkálhatóságot, de nem meghatározóak. |
| Szilícium (És) | ≤ ~0,5% (nyom) | Deoxidáció/folyékonyság hatása; általában alacsony szintre szabályozzák. |
| Foszfor (P) | ≤ ~0,03% (nyom) | Deoxidáló/gáztalanító maradék; nagyon alacsonyan tartották, hogy elkerüljék a ridegséget. |
| Kén (S) | ≤ ~0,02% (nyom) | Szennyeződés; alacsony szintek tolerálhatók; a túlzott S káros. |
| Alumínium / Mangán / más | Mindegyik jellemzően ≤ ~0,1–0,3% | Kisebb mikroötvöző vagy tramp elemek specifikáció szerint ellenőrzött. |
4. Fizikai és mechanikai tulajdonságok
Az alábbiakban a C90300 tipikus beszállítói és anyagadat-referenciáiból származó reprezentatív öntvényértékei találhatók.
A tényleges tulajdonságok az öntési folyamattól függően változnak, szakasz vastagság, kapuzási stratégia és olvasztási gyakorlat – mindig érvényesítse öntödéből származó öntvénykuponokkal.
Fizikai tulajdonságok
| Ingatlan | Tipikus érték |
| Sűrűség | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Folyékony | ~854 °C (Solidus) - - ~1000 °C (folyékony) (útmutató a biztonságos öntéshez és túlhevítéshez). |
| Hővezető képesség | ~70-75 W/m·K (Sn/Zn tartalomtól függ). |
| Elektromos vezetőképesség | ~10–12 % IACS (alacsony a tiszta rézhez képest). |
| Hőtágulási együttható | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C (szoba-közepes hőmérséklet). |
Mechanikai tulajdonságok (tipikus as-cast)
| Ingatlan | Tipikus hatótávolság / érték |
| Szakítószilárdság (UTS) | ~300-320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Hozam (0.5% ellensúlyozás) | ~145-152 MPa (≈ 21-22 ksi) |
| Meghosszabbítás (-ben 50 mm) | ~18-30% szakasztól és folyamattól függően |
| Brinell keménység (BNN) | ~ 70 HB (as-cast tipikus) |
| Rugalmassági modulus | ~110-125 GPa |
5. Öntési magatartás és öntödei gyakorlat
Megfelelő öntési eljárások
A C90300 adaptálható a főbb bronzöntési módszerekhez:
- Homoköntés — gazdaságos nagy vagy nehéz szakaszokhoz.
- Befektetési öntés (elveszett viaszöntés) — legjobb felületminőség és méretpontosság hígítóknál, részletes alkatrészek.
- Héjas öntés és tartós öntés — köztes opciók jobb felületminőséget és toleranciát kínálnak.
- Folyamatos és centrifugális öntés bárokhoz is használják, gyűrűk és bizonyos formák.
Kritikus öntési paraméterek
- Öntési hőmérséklet / túlhevítés: tartsa tiszteletben a folyadékötvözetet, és kerülje a túlzott túlmelegedést;
Az összevont adatok folyadék közeli állapotot jeleznek ~1000 °C és solidus közelében ~854 °C — szűk ablakon belüli szabályozás a folyékonyság kiegyensúlyozása és az oxidáció/salak elkerülése érdekében. - Olvadás tisztaság: a gáztalanítás és a szűrés elengedhetetlen; Az ónbronzok érzékenyek a hidrogén porozitására és az oxidzárványokra – a kerámiaszűrők és a forgó gáztalanítók csökkentik a kockázatokat.
- Kapu & táplálás: tervezzen adagolókat a zsugorodás biztosítására a nehéz szakaszokban, és fokozatos szakaszos átmeneteket használjon a forró pontok és a forró szakadások elkerülése érdekében.
Szimuláció (kitöltés/szilárdítás) összetett geometriákhoz ajánlott. - Megszilárdulási szabályozás: irányított megszilárdítás hidegrázásokkal vagy hűtéssel/felszállókkal segít csökkenteni a zsugorodási hibákat és finomítja a mikroszerkezetet vastagabb részekben.
Celló hőkezelés utáni hőkezelés
A C90300 az nem csapadékra keményedő ötvözet; nem reagál a szilárdságot növelő oldatkori hőkezelésekre.
Tipikus termikus lépések stresszoldó lágyítások (az öntési feszültségek megszüntetésére és a megmunkálhatóság javítására) vagy mérsékelt lágyítással javítja a rugalmasságot, ahol szükséges.
A gyakorlati öntödei gyakorlat a legtöbb mechanikai tulajdonság szempontjából az öntésszabályozáson – nem a hőkezelésen – alapul.
6. Megmunkálhatóság, csatlakozás & végső
Megmunkálhatóság
- Mérsékelt megmunkálhatóság – az óntartalom sok nagy szilárdságú rézötvözethez képest javítja a forgácsképződést és a megmunkálhatóságot;
A közös megmunkálhatósági értékek a C90300-at a rutinesztergálás gyakorlati osztályába sorolják, marás és fúrás keményfém szerszámokkal. - Ajánlott gyakorlat: használjon merev rögzítést, karbid szerszámkészítés (bevonatos minőségek a gyártáshoz), konzervatív előtolás az élek felhalmozódásának elkerülése érdekében, és könnyű felületkezelés a kritikus felületekhez.
Kén- és ólomtartalom más ötvözetekben (nem a C90300 ólommentes változatai) megváltoztathatja a forgácsszabályozást – ellenőrizze az összetételt a forgácsolási paraméterek kiválasztása előtt.
Csatlakozás
- Rapárolás az előnyben részesített illesztési módszer bronzöntvényekhez, ha szükséges (töltőanyagok és a bronz kompatibilitás érdekében kiválasztott folyasztószer).
- Hegesztés nagy öntvényeknél általában kerülendő, mert a bronz hajlamos hőrepedésre és tulajdonságváltozásokra; A helyi hegesztés speciális eljárásokkal és a hegesztés utáni feszültségmentesítéssel alkalmazható, ahol ez elkerülhetetlen.
Felszíni befejezés
- Polírozás, galvanizálás (-Ben, Ag), lakkozás vagy patinálás funkcionális vagy esztétikai követelményektől függően általában alkalmazzák.
Csapágyfelületekhez, a hónolás vagy lelapolás biztosítja a szükséges felületi textúrát a kenőanyag film kialakításához.
(Válassza ki a befejezési és illesztési folyamatokat az öntödével egyeztetve, hogy elkerülje a galvanikus kompatibilitási és a felületi tapadási problémákat.)
7. Korrózió, kopás és tribológiai teljesítmény
- Korrózióállóság: Ónbronzok, például a C90300 kiállításon kiváló ellenállás édes- és tengervizes környezetben és általában tengerészeti hardverekhez és szivattyúalkatrészekhez használják.
Óntartalmuk elősegíti a stabil felületi film kialakulását, és csökkenti bizonyos lokális korróziós mechanizmusokkal szembeni érzékenységet. - Tribológia és csapágyviselkedés: C90300 értékben jó konformitás és beágyazhatóság - vegyes vagy határkenés esetén hajlamos kis kemény részecskéket befogadni a lágyabb bronzmátrixba, nem pedig a keményebb tengelyt.
Emiatt a perselyek kedvelt anyaga, siklócsapágyak és perselyek edzett acélon futnak. A megfelelő kenés és felületkezelés továbbra is szükséges a hosszú élettartamhoz.
Tervezési jegyzet: nagy terhelésű forgó csapágyak esetén vegye figyelembe a tesztelt csapágygeometriát, kenési rendszer és lehetséges bélelt vagy kompozit csapágyak használata, ha az igénybevétel meghaladja a bronz képességét.
8. Az UNS C90300 ötvözet tipikus alkalmazásai
Általános szolgáltatási területek, ahol az UNS C90300 meg van adva:
- Perselyek, hüvelyek és siklócsapágyak (hidraulikus szivattyúk, sebességváltó).
- Szivattyú és szelep alkatrészek (járókerék, szeleptestek, ülések) — különösen a tengeri és vízkezelő berendezésekben.
- Fogaskerék, csigakerekek és kis szerkezeti öntvények ahol szükség van az önthetőségre és a kopásállóságra.
- Tengeri szerelvények és propeller alkatrészek ahol a tengervíz korrózióállósága szükséges.
- Díszítő öntvények és építészeti elemek ahol a patina és az esztétika számít.
| Összehasonlítási tényező | C90300 (Ón bronz) | C51000 (Foszfor bronz) | C95400 (Alumínium bronz) | Ólom bronzok (PÉLDÁUL., C93200, általános) |
| Tipikus összetétel (tömeg%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3-5; kisebb Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (nyom) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (kiskorú) | CU + Sn alap -val PB kiegészítések ~1-4% (változó), kis Zn/Sn |
| Elsődleges erősítő mechanizmus | Szilárd oldat & ónban gazdag fázisok az öntésből | Szilárd oldat + foszfid diszperzió (P) — jó tavaszt/fáradtságot | Szilárd oldat + rendezett fázisok; nagy szilárdságú Al-tartalom révén | Szilárd oldat; A Pb szabad megmunkálási/lágy fázisként működik a forgácsvezérléshez |
| Tipikus öntött UTS (MPA) | ~300-320 MPa | ~350-500 MPa (ötvözetenként változik & kezelés) | ~400-650 MPa (nagyobb szilárdság) | ~220-350 MPa (Pb-től függ, Sn tartalom) |
Tipikus keménység (HB) |
~70-140 HB (folyamat függő) | ~80-160 HB | ~120-220 HB (magasabb) | ~60-120 HB (lágyabb a Pb miatt) |
| Viselet & csapágy teljesítmény | Jó konformitás & beágyazhatóság; széles körben használják perselyekhez | Kiváló fáradtság és tavaszi teljesítmény; jó csapágyötvözetek kaphatók | Kiváló kopás és nagy teherbírás | Jó kenőképesség/beágyazhatóság; csapágybetétek kiváló megmunkálhatósága |
| Korrózióállóság (tengervíz / nedves env.) | Nagyon jó (tengeri szolgálat közös) | Jótól nagyon jóig (Sn-től függ) | Nagyon jótól kiválóig (tengervízben kiemelkedő alumíniumbronzok) | Mérsékelt; az ólmozott ötvözetek bizonyos környezetben korrodálódhatnak; tengervízhez nem előnyös |
Önthetőség (öntödei magatartás) |
Nagyon jó - homok, héj, beruházás | Jó; öntött vagy kovácsolt formában kapható; gyakran megmunkált foszforbronz | Jó vagy megfelelő – magasabb öntési hőmérséklet, válogatós az olvadásszabályozás terén | Kiváló önthetőség; széles körben használják gazdaságos öntött csapágyakhoz/alkatrészekhez |
| Megmunkálhatóság | Mérsékelt – Sn javítja a chipvezérléshez | Jó (A foszforbronzok kihívást jelenthetnek, ha kemények) | Közepestől a nehézig – a kemény ötvözetek kopnak szerszámokat | Kiváló (az ólom drámaian javítja a szabadvágás viselkedését) |
| Hőkezelhetőség / megkeményedés | Csapadékkal nem keményíthető; csak lágyítás/feszültségoldás | Egyes változatok hideg munkára reagálnak; nem klasszikus öregedő | Egyes ötvözetek szilárdsága érdekében hőkezelhetők (megoldás/öregedés) | Nem öregedő; az összetétel és a munkavégzés által szabályozott tulajdonságok |
Tipikus alkalmazások |
Perselyek, szivattyú alkatrészek, szelepek, tengeri szerelvények, csigakerekek | Csapágyak, rugó, elektromos csatlakozók, kopó alkatrészek | Nagy teherbírású csapágyak, tengeri hajtókerek, nagy terhelésű alkatrészek, fogaskerék | Gazdaságos perselyek, szerelvények, olcsó megmunkált alkatrészek, nagy volumenű alkatrészek |
| Relatív költség | Mérsékelt – az ón prémium elem | Mérsékelt - magas (a foszfor és a magas Sn növeli a költségeket) | Magasabb (Az Albronzok és az ötvözetek növelik a költségeket) | Alacsonyabb (az ólmozott ötvözetek gazdaságosak) |
| Főbb kompromisszumok / kiválasztási megjegyzés | Kiegyensúlyozott választás a viselethez + korrózió + önthetőség | Válassza ki, ha fáradt / a rugó teljesítménye vagy az elektromos tulajdonságok számítanak | Válasszon a legnagyobb erősséghez & erős kopás / kavitációs ellenállás | Válassza ki, ahol a megmunkálási költségek dominálnak, és ahol a korrozív szerviz nem kritikus; ivóvíz/víz felhasználása korlátozott |
10. Következtetés
Az UNS C90300 ónbronz a időpróbált, nagy értékű öntött rézötvözet amely kiváló a mechanikai szilárdság kiegyensúlyozásában, kopásállóság, korróziós tartósság, és az önthetőség.
Gondosan megtervezett kémiai összetétele és egységes mikroszerkezete egyenletes teljesítményt biztosít közepes terhelés mellett, alacsony és közepes sebességű szolgáltatási környezetek, nélkülözhetetlenné téve a tengerészetben, folyadékkezelés, mechanikus erőátvitel, és általános mérnöki ágazatok.
GYIK
Mi a jellemző óntartalom a C90300-ban??
Tipikus ón az ~7,5–9,0 tömeg% rézzel a mérleggel; cink általában jelen van ~3-5 tömeg%. Mindig ellenőrizze a kapott tétel malombizonyítványát.
A C90300 hőkezelhető a szilárdság növelése érdekében?
Nem – a C90300 nem csapadékra keményedő ötvözet.
A szilárdságot és a hajlékonyságot elsősorban az összetétel szabályozza, szakasz mérete és a megszilárdulási sebesség; feszültségmentesítő lágyításokat használnak a méretstabilitás érdekében.
Az UNS C90300 alkalmas-e tengervíz szolgáltatásra??
Igen – az ónbronzokat, mint például a C90300, rutinszerűen használják tengeri környezetben és szivattyúalkatrészekben, mivel jó a tengervíz korrózióállósága és korróziógátló tulajdonsága számos acélhoz képest.
Milyen öntési folyamatot adjak meg?
Használat befektetési casting vékonyra, részletes alkatrészek és szűk tűrések; homok vagy kagyló öntés nagyobb vagy gazdaságos alkatrészekhez.
Adja meg a kívánt felületi minőséget, tűréssáv és az NDT követelmények előre.
