1. 導入
C93200, とも呼ばれます sae 660 ベアリングブロンズ, 優れた耐摩耗性と機密性を必要とする用途向けに特異的に処方された広く使用されている銅ベースの合金です.
下に分類されます 鉛ティンブロンズ合金, バランスの取れた機械的特性と費用対効果の高いパフォーマンスにより、ベアリングとブッシングの業界標準になりました.
産業冶金学, C93200は、中程度の負荷と速度で動作するコンポーネントで重要な役割を果たします.
製造環境全体のその汎用性、特に流体力, 海兵隊, および機械システム - それは両方のオリジナルの機器製造の主力となります (OEM) アフターマーケットの部品交換.
2. C93200銅合金とは何ですか?
C93200, とも呼ばれます sae 660 ベアリング ブロンズ, 高性能です リードティンブロンズ合金 摩擦を含むアプリケーションに広く使用されています, 着る, 中程度の負荷.
優れた加工性のために設計されています, 埋め込まれた破片耐性, そして良好な腐食抵抗, 特に潤滑環境で.
ブロンズ家の基準として, バランスが認められています 機械的強度, トライボロジーパフォーマンス, および費用効率.
C93200は、最も一般的に生成されます キャストプロセス 砂など, 遠心, そして永久型鋳造, ブッシングで広く使用されています, スラストワッシャー, ベアリング, ポンプコンポーネント.
その組成と微細構造により、で動作するコンポーネントに特に効果的です 境界または混合潤滑領域.
化学組成
| 要素 | 典型的な範囲 (%) | 合金の機能 |
| 銅 (cu) | 83.0 - 88.5 | ベースメタル; 延性と導電率を提供します |
| 錫 (sn) | 6.3 - 7.5 | 強度を追加します, 硬度, そして耐摩耗性 |
| 鉛 (PB) | 6.0 - 8.0 | 加工性と埋め込み性を高めます |
| 亜鉛 (Zn) | 1.0 - 4.0 | 流動性を改善します; マイナーストレングス貢献者 |
| 鉄 (fe) | ≤ 0.25 | 不純物の制御; 鉄が過剰になると、脆性が生じる可能性があります |
| ニッケル (で) | ≤ 0.25 | オプション; 耐食性を改善します |
| その他 | ≤ 0.50 (合計) | 限られたトレース要素 |
基準と指定
- UNS番号: C93200
- SAEの指定: sae 660
- 一般的な商品: ベアリングブロンズ, 660 ブロンズ, sae 660 ブロンズ
- ASTM仕様: B505 (連続キャスト), B271 (遠心キャスト), B148 (インゴット)
- ISO: CUSN7PB7ZN4
3. C93200銅合金の機械的特性
C93200 (sae 660) 銅合金はそのことで有名です バランスの取れた機械的特性 これは、中程度の負荷と速度の下でのベアリングおよびブッシングアプリケーションに最適です.
合金の性能は、その組成の関数です, 微細構造, および鋳造方法.
それは展示されます 優れた加工性, 良い疲労強度, そして 優れた摩耗行動 - 特に潤滑された環境で.
重要な機械的特性
| 財産 | 典型的な値 | メモ |
| 抗張力 | 220 - 275 MPA | 鋳造方法によって異なります (砂と. 遠心) |
| 降伏強度 (0.2% オフセット) | 105 - 130 MPA | 細かい穀物構造のために遠心鋳造鋳造コンポーネントの方が多い |
| 休憩時の伸び | 10 - 20% | 中程度の延性を示します |
| ブリネルの硬度 | 65 - 85 HB | 仕事の硬化または表面処理後に増加する可能性があります |
| 圧縮降伏強度 | 〜120 MPa | 表面荷重のベアリングに関連します |
| せん断強度 | 〜170 MPa | コンタクトアプリケーションの回転に重要です |
| 疲労強度 | 〜90 MPa (10℃で) | 潤滑条件での回転ビームテストに基づいています |
| 弾性率 | 〜100 gpa | ストレス下での弾性変形を支配します |
加工性
C93200展示 優れた加工性, 多くの場合、評価されます 80–90％ フリーカット真鍮と比較して (C36000 = 100%).
鉛の存在 (6–8％) チップ制御に大きく貢献します, ツール摩耗の削減, そして、高い表面仕上げ品質.
これにより、C93200はCNCマシンベアリングシェルと油圧ブッシングで好ましい選択になります.
- 加工性評価: 〜85％
- ツール材料の互換性: HSSおよび炭化物ツール
- 典型的な表面仕上げ: 0.8 - 1.6 適切なフィードレートを備えたµM RA
4. C93200銅合金の物理的特性
C93200, またはsae 660 ベアリングブロンズ, バランスの取れたセットを示します 物理的特性 これにより、関連するアプリケーションに非常に適しています スライドモーション, サーマルサイクリング, 中程度の機械的ストレス.
これらの物理的特性は、ベアリングにおける合金の有効性に直接貢献します, ブッシング, および油圧コンポーネント - 特にどこで 熱安定性, 次元の完全性, および導電率 必要です.
重要な物理的特性
| 財産 | 典型的な値 | 備考 |
| 密度 | 8.8 g/cm³ (8800 kg/m³) | 回転機器の質量と安定性を提供します |
| 融解範囲 | 930 - 1020 °C | 鉛とブリキのために純粋な銅よりわずかに低い |
| 熱伝導率 | 〜58–70 w/m・k | 純粋な銅よりも低いが、熱放散には十分です |
| 比熱容量 | 〜0.38 j/g・k | 急速にサイクリングアプリケーションの熱応答に影響します |
| 熱膨張係数 | 〜18.5×10⁻⁶ /k | プレスフィットおよび高温アセンブリで重要です |
| 電気伝導率 | 〜10–15％IAC | 通常、電気回路では使用されていません |
| 弾性率 | 〜100 gpa | 負荷下の剛性を示します |
| 熱拡散性 | 〜2.4×10μm²/s | 材料の熱拡散速度を反映しています |
| ポアソンの比率 | 〜0.31 | 一軸応力下での横方向の膨張を定義します |
熱性能
C93200は、aを超える構造的完全性を維持します 幅広い動作温度範囲, 通常、 205°C (400°F) 継続的なサービス, 熱応力コンポーネントに適したものにします.
寸法安定性
合金が展示されています 低収縮 冷却中 (〜1.2–1.5％) 適切にキャストすると、均一な微細構造.
5. C93200銅合金の鋳造特性
C93200銅合金, 一般的にSAEとして知られています 660 ベアリングブロンズ, Foundryの実践で高く評価されています 優れたキャスティブ可能性, 寸法の一貫性, そして さまざまな鋳造方法への適応性.
そのユニークな構成 - 特に鉛の存在 (PB), 錫 (sn), と亜鉛 (Zn) - 良い表面仕上げと内部健全性を維持しながら、複雑な形状を鋳造するのに特に有利です.
キーキャスティング特性
| キャスティングプロパティ | C93200銅合金 | 備考 |
| 流動性 | 高い | 鉛とスズは溶融金属の流れを複雑な型に改善する |
| 収縮率 | 〜1.2 - 1.5% | 正確なパターン補正が可能になります |
| ホットな短さ | 低い | 凝固中の亀裂に対する良好な耐性 |
| 気孔率 | 適度 | ゲーティングと脱気を通して制御されます |
| ガス吸収 | 適度 | 適切な通気と溶融治療が必要です |
| 鋳造後の加工性 | 素晴らしい | AS-AS-CAST微細構造エイズ切断と仕上げ |
| 健全性 | 高い (遠心および連続的なキャストで) | 重要なコンポーネントにおける優れた構造的完全性 |
C93200の一般的な鋳造方法
| キャスト方法 | C93200への適合性 | 典型的なアプリケーション |
| 砂鋳造 | 大きくて複雑な形状に最適です | ポンプハウジング, ギアブランク, 大きなブッシング |
| 遠心鋳造 | 円筒形の部品に最適です; 最小気孔率 | 高精度ブッシング, スリーブベアリング, ライナー |
| ダイカスト | あまり一般的ではありません (リードコンテンツはダイを分解する可能性があります) | 小さい, 合金を変更した場合、大量コンポーネント |
| 永久型鋳造 | 再現性と細かい穀物に適しています | より良い表面仕上げが必要な中型部品 |
| 継続的なキャスト | 在庫形状よりも好ましい (ロッド, チューブ) | 機械加工ベアリング, カスタム製造用のバーストック |
6. 耐摩耗性とトライボロジーパフォーマンス
C93200のトライボロジーの優位性は、独自の微細構造に由来しています:
- 自己潤滑: 分散鉛粒子 (5直径20μm) 「マイクロベアリング」として行動する, スライディングサーフェスを塗り、低摩擦膜を形成します.
これにより、摩擦係数が0.15〜0.20に減少します (vs. 0.6–0.8スチールオンスチール用). - PV制限: PVでの継続的な操作に安全 (圧力×速度) までの値 1.5 MPA・m/s (例えば。, 電気モーターベアリング).
このしきい値を超えると、鉛融解が発生します (327°Cで鉛溶融します), 加速摩耗. - 着用メカニズム: マイルドな接着剤を展示します, 最小限の破片の生成 - 食品加工のような清潔な環境のために重要 (厳格な鉛浸出コントロールを備えています).
フィールドテストで, 農業機械のC93200ブッシングが続きました 10,000+ 断続的な潤滑の下の時間, アウトパフォームの真鍮 (C36000) 3倍、鋳鉄は2倍で鋳鉄.
7. C93200銅合金の腐食抵抗
C93200は、非攻撃的な環境で中程度の腐食抵抗を提供します:
- 大気曝露: 保護的な緑青を形成します (基本的な炭酸銅) 農村部と都市環境で, 腐食率 <0.01 MM/年 - 屋外機械に適しています.
- 淡水: pH 6–8水の腐食に耐えます (例えば。, 冷却システム, 淡水ポンプ) 料金で <0.02 MM/年.
- 塩水/塩化物: 抵抗が不十分で、腐食率が上がります 0.1 海水のMM/年 (35,000 ppmcl⁻) 鉛の孔食に対する感受性と、保護酸化物層を形成するスズの能力が限られているため.
- 化学物質: 希釈オイルを容認します, グリース, そして軽度のアルカリ (例えば。, 10% 25°CのNaoh) しかし、酸は急速に腐食します (例えば。, 5% 硫酸: 1.2 MM/年).
保護戦略: エポキシコーティング, 錫メッキ, またはクロム酸塩の変換コーティングは、湿度または沿岸環境でのサービス寿命を2〜3倍に拡張します.
8. C93200銅合金の用途
C93200の汎用性は、信頼できるスライドコンポーネントを必要とする産業に及びます:
- ベアリング & ブッシング: 自動車クランクシャフトベアリング (SAEに会う 660 仕様), 産業用ギアボックスブッシング, 電気モーターベアリング - メンテナンスを減らすために自己潤滑をレバレッジします.
- 油圧コンポーネント: バルブステム, ポンプインペラースリーブ, シリンダーライナー - 油圧液からの抵抗摩耗 (例えば。, 鉱油, 水グリコール混合物).
- 自動車: トランスミッションシンクロナイザーリング, ステアリングリンケージブッシング, およびサスペンションピボットポイント - にもかかわらず 100,000+ 乗用車でのkmサービス.
- 海兵隊 (淡水): 内陸のボートプロペラシャフト, ポンプコンポーネント, そして、hatch化ヒンジ - 海水曝露を回避します.
- 一般産業: コンベアローラー, プレスツールガイド, および農業機械のピボットポイント - 汚れを許容します, ほこり, および断続的な潤滑.
9. C93200銅合金の利点
- 自己潤滑: 鉛粒子は、メンテナンスの低いアプリケーションでの継続的な潤滑の必要性を排除します, ダウンタイムと運用コストの削減.
- 例外的な機械加工性: 80–90％の機械加工の評価 (vs. 30% C95400アルミニウムブロンズの場合) 生産時間を20〜30％削減し、ツールの寿命を延ばします.
- 延性: 15–20％伸長は衝撃負荷を吸収します, 重機の故障リスクを軽減します (例えば。, 建設装置).
- 費用対効果: 30–40％アルミニウム青銅よりも安い (C95400) 同等の低負荷性能用, 大量生産に最適です.
- キャスト性: 多様な鋳造方法に適応します, 二次機械加工なしで複雑な幾何学を有効にする - 部品数とアセンブリコストの削減.
10. C93200銅合金の制限
- 毒性をリードします: 食品接触の制限 (FDA 21 CFR 178.3280 制限があります <0.1%) および医療機器, リードフリーの代替品が必要です (例えば。, C86300マンガンブロンズ) これらのセクターで.
- 温度感度: 負けます 20% 150°Cでの引張強度; 高熱アプリケーションには適していません (例えば。, エンジン排気コンポーネント, 産業用オーブン).
- 低硬度: 60–80 HBは、高負荷での使用制限を制限します (5 MPa以上) または高速 (≥5m/s) アプリケーション, アルミニウムブロンズまたは鋼が望ましい場合.
- 腐食脆弱性: 海水にはお勧めしません, 酸性環境, または高塩化物溶液 (例えば。, 道路塩曝露).
11. 他のブロンズとの比較分析
C93200 (sae 660) ベアリングブロンズは、機械加工性のバランスが優れているため、最も広く使用されている銅合金の1つです。, 耐摩耗性, キャスト性.
しかし, 要求の厳しいアプリケーションで, それはしばしば他の青銅合金と比較されます C95400 (アルミブロンズ), C83600 (赤い真鍮), そして C36000 (自由に切断された真鍮).
比較表: C93200対. 他の青銅合金
| 財産 / 合金 | C93200 (sae 660) | C95400 (アルミブロンズ) | C83600 (赤い真鍮) | C36000 (自由に切断された真鍮) |
| 構成 | Cu-Sn-PB-Zn | cu-al-fu | Cu-Sn-Zn-Pb | Cu-Zn-Pb |
| 抗張力 (MPA) | 200–275 | 450–700 | 170–250 | 345–550 |
| 硬度 (ブリネル) | 60–80 | 125–175 | 50–70 | 80–100 |
| 加工性 | 素晴らしい (80–90％) | 適度 (30–40％) | 良い (60%) | 素晴らしい (90%+) |
| 耐食性 | 適度 | 素晴らしい (特に. 海水) | 良い | 貧しいから中程度 |
| 耐摩耗性 | 良い | 非常に高い | 公平 | 適度 |
| 料金 | 適度 | 高い | 適度 | 低い |
| 摩擦アプリケーション | 潤滑剤で最高 | 優れた乾燥または潤滑剤 | 理想的ではありません | 限定 |
| キャスティング適合性 | 素晴らしい | 公正から良い | 素晴らしい | 通常はキャストされていません |
| 典型的な用途 | ベアリング, ブッシング | ハイロードブッシング, パンプス | 配管, バルブ | ネジ, フィッティング |
C93200対. C95400 (アルミブロンズ)
- 強さ & 負荷容量: C95400は引張強度でC93200を大幅に上回り、耐摩耗性, より適したものにします ハイロード, 高速アプリケーション ギアコンポーネントや産業用バルブのように.
- 耐食性: C95400展示 海水に対する例外的な抵抗, 塩化物, および化学物質, それを優先素材にします 海洋と沖合 環境.
- 加工性: 耐久性がありますが, C95400は機械を機械処理するのが難しく、C93200よりも生産するのがより高価です.
- 使用事例: 選ぶ C93200 汎用ベアリング用; 選ぶ C95400 強度と腐食抵抗が重要な場合.
C83600 (赤い真鍮) vs. C93200
- 料金 & キャスト性: 両方の合金は鋳造に優しいです, しかし C83600 安く、よく使用されます 非批判的なアプリケーション 配管や装飾のようなもの.
- パフォーマンス: C93200は、耐摩耗性と圧力処理能力が向上しています, 特に スライドまたは回転コンポーネント.
- 使用事例: 選ぶ C83600 低負荷用, 腐食耐性の継手; 使用 C93200 潤滑と寸法の安定性を必要とする可動部品の場合.
C93200対. C36000 (自由に切断された真鍮)
- 加工性: C36000は、銅合金の間で最も高い加工性評価を持っています (>90%), 高速ターニングおよび精密コンポーネントに最適です.
- 機械的特性: 強くて正確ですが, C36000にはありません トライボロジーおよび疲労の特性 ベアリングサーフェスに必要です.
- 使用事例: 使用 C36000 フィッティング用, コネクタ, および軽量コンポーネント; 使用 C93200 どこ 潤滑, 耐摩耗性, キャスト性 キーです.
12. 結論
C93200銅合金は、産業デザインの礎石のままです ベアリンググレードアプリケーション の組み合わせのため 加工性, トライボロジーの安定性, および腐食抵抗.
すべての高負荷環境に適しているわけではありませんが, 信頼できるものを提供します, 無数の機械タイプの費用対効果の高いパフォーマンス - 特に中程度の負荷の場合, 良い潤滑, そして、緊密な許容範囲が不可欠です.
FAQ
潤滑なしでC93200を使用できますか?
はい, 低負荷で (≤1MPa) および低速 (≤1m/s) アプリケーション. その鉛粒子は内部潤滑剤として機能します, 摩擦を減らす.
しかし, 周期的な潤滑は、より高いpvでサービス寿命を延長します (圧力×速度) シナリオ.
C93200は海水曝露に適しています?
いいえ. 海水の高い塩化物含有量は、C93200の腐食を引き起こします, レートを超えています 0.1 MM/年. 海洋アプリケーション用, C95400アルミニウムブロンズを使用します, 海水腐食に抵抗します.
高負荷アプリケーション用のC93200の代替品は何ですか?
ハイロード用 (5 MPa以上) または高速 (≥5m/s) アプリケーション, C95400アルミニウムブロンズが推奨されます, 2倍の引張強度を提供するため (450–550 MPa) そして、優れた耐摩耗性.
C93200を溶接またはろう付けすることができます?
溶接はお勧めしません, 鉛は溶接温度で気化するように (≥327°C), 気孔率と脆性を引き起こします.
ろう付け (シルバーベースのフィラー付き) 可能ですが、関節の鉛汚染を避けるために慎重に表面調製する必要があります. 機械的な固定 (ボルトティング, プレスフィッティング) アセンブリには好まれます.
