1. 導入
私たち C90300 広く使用されている錫青銅鋳造合金であり、良好な鋳造性の実用的な組み合わせを提供します。, 耐食性 (特に海洋環境で), 軸受/摩耗挙動と満足のいく機械的強度.
ブッシング仕様です, ポンプ部品, バルブ, サービス負荷がかかるギアやその他のコンポーネント, 滑り接触と耐食性が主な要因.
2. ブロンズ UNS C90300 とは?
米国 C90300 鋳造ブリキです ブロンズ UNSの合金 (統一番号システム) 銅合金の家族.
鋳造用に配合されており、以下のバランスがとれた範囲で広く指定されています。 キャスト性, 耐食性 (特に海洋および水を扱う環境において), 優れたベアリング/摩耗挙動と適度な機械的強度 が必要です.
実際には、ブッシングなどのコンポーネントには C90300 が選択されます。, 袖, ポンプとバルブの部品, 滑り接触する小型ギアおよび船舶用付属品, 埋め込み性と海水や湿潤腐食に対する耐性が重要.
主な特徴と冶金的特徴
- 良いキャスティブ性. C90300 は、予測どおりに砂を型に流し込み、充填します。, シェルと投資のプロセス, 正しく処理された場合、適度に薄いセクションと良好な表面の詳細が可能になります.
- 錫強化マトリックス. スズは銅の置換合金元素として機能します。, 硬度を上げる, 多くの軸受や構造用途に十分な延性を維持しながら、普通の銅と比較して耐摩耗性と強度を向上させます。.
- ベアリングとトライボロジー性能. 合金が展示されています 適合性と埋め込み性- より硬い嵌合シャフトに傷をつけるのではなく、小さな汚染粒子をより柔らかいブロンズマトリックスに受け入れます。, 境界または混合潤滑下のすべり軸受およびブッシュに適しています。.
- 優れた湿潤環境耐食性. 錫青銅は一般的な腐食に耐性があり、海水や多くの工業用水環境で優れた性能を発揮します。; 多くの真鍮よりも脱亜鉛や急速な局所的攻撃を受けにくい.
- 析出硬化しない. 機械的特性は主に組成と凝固/微細構造によって決まります。; C90300は通常、溶体化・時効処理による強化を行いません。.
応力除去または焼きなまし操作は、主に寸法安定性または延性の調整のために使用されます。. - 中程度の加工性. 錫は、多くの高強度銅合金と比較して、切りくず形成と機械加工性を向上させます。; 超硬工具と標準的な青銅加工方法は生産作業に適しています.
3. 合金のアイデンティティと典型的な化学的性質
値は、設計および調達に使用される典型的な重量パーセント範囲として示されています。; いつも あらゆる重要な用途について、鋳造工場の工場/認定分析により正確な制限を確認します.
| アイテム | 代表的な構成 (wt％) | 関数 / 効果 |
| 米国の指定 | C90300 | この鋳造錫青銅の統一番号付けシステム ID. |
| 銅 (cu) | バランス (～86.0 – 89.0%) | ベースメタル; マトリックスを提供します, 熱/電気特性と延性. |
| 錫 (sn) | 7.5 - 9.0% | 合金の主な強化要素と耐摩耗性/耐食性要素. |
| 亜鉛 (Zn) | 3.0 - 5.0% | 流動性を改善します, 溶湯の鋳造性と脱酸. |
| ニッケル (で) | 0 - 1.0% (タイプ。) | オプション; 耐食性を向上させることができます, 強さと靭性. |
| 鉄 (fe) | ≤ ~0.5% (タイプ。) | 不純物の管理または意図的な添加; 強度と摩耗に影響を与える. |
鉛 (PB) |
≤ ~0.2 ～ 0.25% (トレース) | 一部の鋳物では微量レベルで現れる可能性があります; 少量は機械加工性を助けますが、決定的な要素ではありません. |
| シリコン (そして) | ≤ ~0.5% (トレース) | 脱酸・流動性への影響; 通常は低レベルに制御されます. |
| リン (p) | ≤ ~0.03% (トレース) | 脱酸剤/脱気剤残渣; 脆化を避けるために非常に低く保たれます. |
| 硫黄 (s) | ≤ ~0.02% (トレース) | 不純物; 許容される低レベル; 過剰なSは有害です. |
| アルミニウム / マンガン / 他の | 通常、それぞれ ≤ ~0.1 ～ 0.3% | 微量のマイクロアロイまたは混入要素は仕様に従って制御されます. |
4. 物理的および機械的特性
以下は、一般的なサプライヤーおよび材料データの参照から得られた C90300 の代表的な鋳造値です。.
実際の特性は鋳造プロセスによって異なります, セクションの厚さ, ゲート戦略と溶解の実践 - 鋳造所からの鋳造クーポンを使用して常に検証します.
物理的性質
| 財産 | 代表値 |
| 密度 | ≈ 8.7 ～ 8.9 g/cm3 (≈ 0.318 lb/in³). |
| ソリッド / 液体 | ～854℃ (ソリッド) - ～1000℃ (液体) (安全な注ぎ方と過熱のガイド). |
| 熱伝導率 | ~70–75 W/m·K (Sn/Zn含有量に依存). |
| 電気伝導率 | ～10～12 % IACS (純銅と比較して低い). |
| 熱膨張係数 | ≈ 17 ×10⁻⁶ /°C (室温から中程度の温度). |
機械的特性 (典型的なキャストのまま)
| 財産 | 典型的な範囲 / 価値 |
| 抗張力 (UTS) | ～300～320MPa (≈ 44 ～ 46 ksi) |
| 収率 (0.5% オフセット) | ～145～152MPa (≈ 21–22 ksi) |
| 伸長 (で 50 mm) | ～18～30% セクションや工程に応じて |
| ブリネル硬さ (BNN) | 〜70 Hb (鋳造のままの典型的な) |
| 弾性率 | ～110～125GPa |
5. 鋳造の動作と鋳造の実践
適切な鋳造プロセス
C90300は青銅に使用される主要な鋳造法に適応します:
- 砂鋳造 — 大きなセクションや重いセクションに経済的.
- インベストメント鋳造 (紛失したワックスキャスティング) — シンナー向けに最高の表面仕上げと寸法精度を実現, 詳細な部品.
- シェルモールディング 永久鋳型鋳造 — 表面仕上げと公差を改善する中間オプション.
- 連続鋳造・遠心鋳造 バーにも使われています, 指輪と特定の形状.
重要な鋳造パラメータ
- 注ぐ温度 / 過熱: 合金の液相線を尊重し、過度の過熱を避けてください。;
コンキャストデータは近くに液体があることを示しています ～1000℃ そして近くのソリダス ～854℃ — 狭いウィンドウ内で制御して流動性のバランスを取り、酸化/ドロスを回避します. - 清潔さを溶かします: 脱気と濾過は必須です; 錫青銅は水素の多孔性や酸化物の混入に敏感です - セラミックフィルターとロータリーデガッサーによりリスクが軽減されます.
- ゲーティング & 給餌: 重いセクションに収縮を与え、ホットスポットやホットティアを避けるために段階的なセクション移行を使用するようにフィーダーを設計します。.
シミュレーション (充填・固化) 複雑な形状に推奨. - 固化制御: チルまたはチル/ライザーを使用した方向性凝固は、収縮欠陥を軽減し、厚い部分の微細構造を微細化するのに役立ちます.
キャスティング後の熱治療
C90300は 析出硬化型合金ではありません; 強度を上げるための溶体化時効熱処理には反応しません。.
一般的な熱ステップは次のとおりです。 応力除去焼きなまし (鋳造応力を除去し、機械加工性を向上させる) 必要に応じて延性を向上させるために適度な焼きなましを行うこともできます。.
実際の鋳造現場では、ほとんどの機械的特性目標は熱処理ではなく鋳造制御に依存しています。.
6. 加工性, 接合 & 仕上げ
加工性
- 中程度の加工性 — 錫含有量により、多くの高強度銅合金と比較して切りくず形成と被削性が向上します;
一般的な被削性評価値により、C90300 は日常旋削加工において実用的なクラスに分類されます。, 超硬工具によるフライス加工と穴あけ. - 推奨される実践方法: 硬い固定具を使用する, カーバイドツール (生産用のコーティンググレード), 構築されたエッジを避けるための保守的なフィード, 重要な表面の軽い仕上げパス.
他の合金の硫黄と鉛の含有量 (C90300 鉛フリー バージョンではありません) 切りくず処理を変更する可能性があります - 切削パラメータを選択する前に組成を確認してください.
接合
- ろう付け 必要に応じて青銅鋳物に推奨される接合方法です。 (ブロンズとの適合性を考慮して選択されたフィラーメタルとフラックス).
- 溶接 青銅は熱亀裂や特性変化を起こしやすいため、大型鋳物では一般に避けられます。; 局所溶接は専門的な手順で使用でき、避けられない場合には溶接後の応力除去が可能です。.
表面仕上げ
- 研磨, メッキ (で, Ag), ラッカー仕上げまたは緑青仕上げ 機能的または美的要件に応じて適用されるのが一般的です.
座面用, ホーニングまたはラッピングにより、潤滑膜の形成に必要な表面質感が得られます.
(ガルバニック適合性の問題や仕上げの接着の問題を回避するために、鋳造工場と相談して仕上げおよび接合プロセスを選択してください。)
7. 腐食, 摩耗およびトライボロジー性能
- 耐食性: C90300などの錫青銅を展示 淡水および海水環境における優れた耐性 船舶のハードウェアやポンプのコンポーネントによく使用されます.
錫含有量が安定した表面皮膜を促進し、特定の局所的な腐食メカニズムに対する感受性を軽減します。. - トライボロジーとベアリングの挙動: C90300の価値は 優れた適合性と埋め込み性 — 混合潤滑または境界潤滑下では、硬いシャフトに傷をつけるのではなく、小さな硬い粒子を柔らかいブロンズマトリックスに受け入れる傾向があります。.
このため、ブッシュに適した材料となります。, 滑り軸受とスリーブが硬化鋼に接触する. 長い耐用年数を実現するには、適切な潤滑と表面仕上げが依然として必要です.
デザインノート: 高負荷回転ベアリングの場合は、テストされたベアリングの形状を考慮してください, 潤滑方式と、負荷がブロンズの能力を超える場合のライニングまたは複合ベアリングの使用の可能性.
8. UNS C90300 合金の代表的な用途
UNS C90300が指定されている共通サービスエリア:
- ブッシング, スリーブと滑り軸受 (油圧ポンプ, ギアボックス).
- ポンプとバルブのコンポーネント (インペラ, バルブボディ, 座席) — 特に海洋および水処理装置において.
- ギア, ウォームホイールおよび小型構造鋳物 鋳造性と耐摩耗性が必要な場合.
- 海兵隊 継手およびプロペラコンポーネント 耐海水性が要求される場合.
- 装飾鋳物および建築要素 緑青と美しさが重要な場所.
| 比較係数 | C90300 (錫青銅) | C51000 (リン青銅) | C95400 (アルミニウム青銅) | リードブロンズ (例えば。, C93200, 一般的な) |
| 代表的な構成 (wt％) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7.5–9; 亜鉛 ≈ 3 ～ 5; 微量のFe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0.01–0.35 (トレース) | Cu ≈ 78–88; アル ≈ 5–11; 鉄/ニッケル/C (マイナー) | cu + Snベース PB 追加 ~1 ～ 4% (変化します), 少量の亜鉛/錫 |
| 主な強化メカニズム | 固溶体 & 鋳造からの錫の豊富な相 | 固溶体 + リン化物分散液 (p) — 良いバネ/疲労 | 固溶体 + 順序付けられたフェーズ; Al含有による高強度 | 固溶体; Pb は切りくず処理のための快削加工/ソフト相として機能します。 |
| 典型的なアズキャスト UTS (MPA) | ～300～320MPa | ～350～500MPa (合金によって異なります & 処理) | ～400～650MPa (より高い強度) | ～220～350MPa (鉛に依存する, Sn含有量) |
一般的な硬さ (HB) |
～70～140HB (プロセスに依存する) | ~80～160HB | ～120～220HB (より高い) | ~60～120HB (鉛のおかげで柔らかい) |
| 着る & ベアリングの性能 | 良好な追従性 & 埋め込み可能性; ブッシングに広く使用されています | 優れた疲労性能とばね性能; 優れた軸受合金が入手可能 | 優れた耐摩耗性と高耐荷重性 | 潤滑性・埋め込み性良好; ベアリングインサートの優れた機械加工性 |
| 耐食性 (海水 / 湿潤環境) | とても良い (海上サービス共通) | 良いから非常に良い (Snに依存する) | 非常に良いから素晴らしい (海水に優れたアルミニウム青銅) | 適度; 鉛合金は環境によっては腐食する可能性があります; 海水には好ましくありません |
キャスト性 (鋳造工場の動作) |
非常に良い — 砂, シェル, 投資 | 良い; 鋳造または鍛造品として利用可能; リン青銅はよく加工される | 良好から普通 - 注入温度が高い, メルトコントロールにこだわる | 優れたキャスティブ可能性; 経済的な鋳造ベアリング/部品に広く使用されています |
| 加工性 | 中 - 切りくず制御のために Sn により改善 | 良い (リン青銅は硬いと難しい場合があります) | 中程度から困難 - 超硬合金の工具の摩耗 | 素晴らしい (鉛は快削性を劇的に改善します) |
| 熱処理性 / 硬化 | 析出硬化性ではない; 焼きなまし/応力除去のみ | 一部のバリエーションは冷間加工に対応します; 古典的な時効硬化ではない | 一部の合金は強度を高めるために熱処理が可能です (溶液/エージング) | 経年硬化しない; 組成と作用によって特性が制御される |
典型的なアプリケーション |
ブッシング, ポンプ部品, バルブ, 海洋継手, ウォームホイール | ベアリング, スプリング, 電気コネクタ, 摩耗部品 | 頑丈なベアリング, 海洋プロペラ, 高負荷コンポーネント, ギア | 経済的なブッシュ, フィッティング, 低コストの機械加工部品, 大量のコンポーネント |
| 相対コスト | 中程度 — 錫は高級素材です | 中程度 - 高 (リンと高Snはコストを増加させる) | より高い (青銅と合金化によりコストが上昇) | より低い (鉛合金は経済的です) |
| 主なトレードオフ / 選択メモ | バランスのとれた着こなしの選択 + 腐食 + キャスト性 | 疲れたときに選ぶ / バネの性能や電気的特性が重要 | 最高の強度を選択してください & 激しい摩耗 / キャビテーション抵抗 | 加工コストが主であり、腐食サービスが重要ではない場所を選択してください; 飲料水/水の使用が制限されている |
10. 結論
UNS C90300 錫青銅は、 時間テスト, 高価値鋳造銅合金 機械的強度のバランスに優れています, 耐摩耗性, 耐食性, キャスト性.
慎重に設計された化学組成と均一な微細構造により、中程度の負荷でも一貫したパフォーマンスを発揮します。, 低中速サービス環境, 海洋では欠かせないものとなっています, 流体処理, 機械式動力伝達, および一般エンジニアリング部門.
FAQ
C90300 の典型的な錫含有量はどれくらいですか?
代表的な錫は、 ～7.5～9.0重量% 銅をバランスとして使用; 亜鉛は通常次の場所に存在します。 ～3～5重量%. 受け取ったロットの工場証明書を必ず確認してください.
C90300 を熱処理して強度を高めることはできますか?
いいえ - C90300 は析出硬化合金ではありません.
強度と延性は主に組成によって制御されます, 断面サイズと凝固速度; 寸法安定性のために応力除去焼鈍が使用されます.
UNS C90300 は海水サービスに適していますか?
はい - C90300 などの錫青銅は、多くの鋼と比べて海水耐食性と防汚作用が優れているため、海洋環境やポンプのコンポーネントで日常的に使用されています。.
どのような鋳造プロセスを指定すればよいですか?
使用 投資キャスティング 薄型用, 細かい部品と厳しい公差; 砂または貝殻の鋳造 大型または経済的な部品の場合.
希望の表面仕上げを指定してください, 許容範囲と NDT 要件を事前に確認する.
