1. Invoering
ONS C90300 is een veelgebruikte tin-bronsgietlegering die een praktische combinatie van goede gietbaarheid oplevert, corrosieweerstand (vooral in mariene omgevingen), lager-/slijtagegedrag en bevredigende mechanische sterkte.
Het is gespecificeerd voor bussen, pomponderdelen, kleppen, tandwielen en andere componenten waar service wordt geladen, glijcontact en corrosieweerstand zijn de belangrijkste drijfveren.
2. Wat is Brons UNS C90300?
Amerikaanse C90300 is een gegoten tin bronzen legering in de UNS (Unified Numming System) Familie van koperlegeringen.
Het is geformuleerd voor gebruik in gieterijen en wordt algemeen gespecificeerd waar een balans van is gietbaarheid, corrosieweerstand (vooral in maritieme en waterbehandelingsomgevingen), goed lager-/slijtagegedrag en redelijke mechanische sterkte is vereist.
In de praktijk wordt voor onderdelen zoals bussen gekozen voor C90300, mouwen, pomp- en kleponderdelen, kleine tandwielen en scheepsfittingen met glijdend contact, inbedbaarheid en weerstand tegen zeewater of natte corrosie zijn belangrijk.
Belangrijkste kenmerken en metallurgisch karakter
- Goede gietbaarheid. C90300 giet en vult mallen voorspelbaar in zand, shell- en investeringsprocessen, waardoor redelijk dunne secties en goede oppervlaktedetails mogelijk zijn bij correcte verwerking.
- Met tin versterkte matrix. Tin fungeert als een vervangend legeringselement in koper, het verhogen van de hardheid, slijtvastheid en sterkte ten opzichte van gewoon koper, terwijl de ductiliteit voldoende behouden blijft voor veel lager- en structurele toepassingen.
- Lager- en tribologische prestaties. De legering exposities conformeerbaarheid en inbedbaarheid—het accepteert kleine verontreinigende deeltjes in de zachtere bronzen matrix in plaats van een hardere passende schacht te maken, waardoor het geschikt is voor glijlagers en bussen onder grens- of gemengde smering.
- Uitstekende corrosiebestendigheid in natte omgevingen. Tinbrons is bestand tegen algemene corrosie en presteert goed in zeewater en veel industriële waterige omgevingen; ze zijn minder gevoelig voor ontzinking of snelle plaatselijke aantasting dan veel kopersoorten.
- Niet neerslagverhardend. Mechanische eigenschappen worden voornamelijk bepaald door samenstelling en stolling/microstructuur; C90300 wordt normaal gesproken niet versterkt door oplossings-/verouderingsbehandelingen.
Ontspannings- of ontlatingsbewerkingen worden voornamelijk gebruikt voor aanpassingen aan de dimensionele stabiliteit of ductiliteit. - Matige bewerkbaarheid. Tin verbetert de spaanvorming en bewerkbaarheid in vergelijking met veel koperlegeringen met een hoge sterkte; hardmetalen gereedschappen en standaard bronsbewerkingsmethoden zijn geschikt voor productiewerk.
3. Legeringsidentiteit en typische chemie
Waarden worden gepresenteerd als typische gewichtspercentagebereiken die worden gebruikt voor ontwerp en aanschaf; altijd bevestig de exacte limieten met de fabriek/gecertificeerde analyse van de gieterij voor elke kritische toepassing.
| Item | Typische compositie (wt%) | Functie / effect |
| Amerikaanse benaming | C90300 | Unified Numbering System-identiteit voor dit gegoten tin-brons. |
| Koper (Cu) | Evenwicht (~86,0 – 89.0%) | Basismetaal; levert matrix, thermische/elektrische eigenschappen en ductiliteit. |
| Tin (SN) | 7.5 - 9.0% | Belangrijkste versterkings- en slijtvast/corrosiebestendig element in de legering. |
| Zink (Zn) | 3.0 - 5.0% | Verbetert de vloeibaarheid, gietbaarheid en deoxidatie van de smelt. |
| Nikkel (In) | 0 - 1.0% (typ.) | Optioneel; kan de corrosieweerstand verbeteren, sterkte en taaiheid. |
| Ijzer (Fe) | ≤ ~0,5% (typ.) | Gecontroleerde onzuiverheid of opzettelijke toevoeging; heeft invloed op de sterkte en slijtage. |
Leiding (PB) |
≤ ~0,2–0,25% (spoor) | Kan in sommige gietstukken in sporenniveaus voorkomen; kleine hoeveelheden bevorderen de bewerkbaarheid, maar zijn geen bepalend element. |
| Silicium (En) | ≤ ~0,5% (spoor) | Invloed van deoxidatie/vloeibaarheid; normaal gesproken op een laag niveau gehouden. |
| Fosfor (P) | ≤ ~0,03% (spoor) | Residu van deoxidatiemiddel/ontgasser; zeer laag gehouden om verbrossing te voorkomen. |
| Zwavel (S) | ≤ ~0,02% (spoor) | Onzuiverheid; lage niveaus worden getolereerd; overmatige S is schadelijk. |
| Aluminium / Mangaan / ander | Elk doorgaans ≤ ~0,1–0,3% | Kleine microlegeringen of tramp-elementen gecontroleerd volgens specificatie. |
4. Fysische en mechanische eigenschappen
Hieronder staan representatieve waarden voor de C90300, ontleend aan typische leveranciers- en materiaalgegevensreferenties.
De werkelijke eigenschappen variëren afhankelijk van het gietproces, sectiedikte, poortstrategie en smeltpraktijk – valideer altijd met gegoten coupons van uw gieterij.
Fysieke eigenschappen
| Eigendom | Typische waarde |
| Dikte | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Vloeistof | ~854 °C (Solidus) - ~1000 °C (vloeistof) (gids voor veilig gieten en oververhitting). |
| Thermische geleidbaarheid | ~70–75 W/m·K (hangt af van het Sn/Zn-gehalte). |
| Elektrische geleidbaarheid | ~ 10–12 % IACS (laag vergeleken met zuiver koper). |
| Coëfficiënt van thermische uitzetting | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C (kamer tot gematigde temperaturen). |
Mechanische eigenschappen (typisch as-cast)
| Eigendom | Typisch bereik / waarde |
| Treksterkte (UTS) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Opbrengst (0.5% verbijstering) | ~ 145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Verlenging (in 50 mm) | ~18–30% afhankelijk van sectie en proces |
| Brinell-hardheid (Bnn) | ~ 70 HB (zoals gegoten typisch) |
| Elasticiteitsmodulus | ~ 110–125 GPa |
5. Gietgedrag en gieterijpraktijk
Geschikte gietprocessen
C90300 kan worden aangepast aan de belangrijkste gietmethoden die voor brons worden gebruikt:
- Zandgieten — zuinig voor grote of zware secties.
- Investeringsgieten (Lost-wax casting) — beste oppervlakteafwerking en maatnauwkeurigheid voor verdunner, gedetailleerde delen.
- Shell -vorming en permanent gieten — tussenliggende opties die een verbeterde oppervlakteafwerking en tolerantie bieden.
- Continu- en centrifugaalgieten worden ook gebruikt voor bars, ringen en bepaalde vormen.
Kritische gietparameters
- Giettemperatuur / oververhitting: respecteer de liquidus van de legering en vermijd overmatige oververhitting;
Concast-gegevens geven aan dat er vloeistof in de buurt is ~1000 °C en solidus dichtbij ~854 °C — controle binnen een smal venster om de vloeibaarheid in evenwicht te brengen en oxidatie/slak te voorkomen. - Smelt netheid: ontgassing en filtratie zijn essentieel; tinbrons is gevoelig voor waterstofporositeit en oxide-insluitsels; keramische filters en roterende ontgassers verminderen de risico's.
- Gating & voeding: ontwerp feeders om krimp in zware secties te leveren en gebruik geleidelijke sectieovergangen om hotspots en hete scheuren te voorkomen.
Simulatie (vullen/verharden) wordt aanbevolen voor complexe geometrieën. - Stollingsregeling: directionele stolling met koude rillingen of koude rillingen/stijgers helpt krimpdefecten te verminderen en verfijnt de microstructuur in dikkere delen.
Post-casting warmtebehandeling
C90300 wel geen precipitatiehardende legering; het reageert niet op warmtebehandelingen uit de oplossingsperiode om de kracht te vergroten.
Typische thermische stappen zijn stress-reliëf gloeien (om gietspanningen te verwijderen en de bewerkbaarheid te verbeteren) of matig uitgloeien om waar nodig de ductiliteit te verbeteren.
De praktische gieterijpraktijk is voor de meeste doelstellingen op het gebied van mechanische eigenschappen afhankelijk van gietcontrole - en niet van warmtebehandeling.
6. Machinaliteit, aansluiting & afwerking
Machinaliteit
- Matige bewerkbaarheid — het tingehalte verbetert de spaanvorming en de bewerkbaarheid in vergelijking met veel koperlegeringen met een hoge sterkte;
Door de gebruikelijke bewerkbaarheidswaarden behoort de C90300 tot een praktische klasse voor routinematig draaien, frezen en boren met hardmetalen gereedschap. - Aanbevolen praktijk: gebruik een stevige bevestiging, Carbide -gereedschap (gecoate kwaliteiten voor productie), conservatieve voedingen om snijkantsopbouw te voorkomen, en lichte afwerkingsgangen voor kritische oppervlakken.
Zwavel- en loodgehalten in andere legeringen (niet C90300 loodvrije varianten) kan de spaanbeheersing veranderen – verifieer de samenstelling voordat u snijparameters selecteert.
Aansluiting
- Het solderen is indien nodig de voorkeursverbindingsmethode voor bronsgietstukken (vulmetalen en vloeimiddel geselecteerd op bronscompatibiliteit).
- Las wordt over het algemeen vermeden voor grote gietstukken omdat brons de neiging heeft te lijden onder thermische scheurvorming en veranderingen in eigenschappen; gelokaliseerd lassen kan worden gebruikt met specialistische procedures en spanningsverlichting na het lassen waar dit onvermijdelijk is.
Oppervlakteafwerking
- Polijsten, been (In, Ag), lakken of patineren worden vaak toegepast afhankelijk van functionele of esthetische eisen.
Voor draagvlakken, honen of lappen produceert de vereiste oppervlaktetextuur voor de vorming van een smeerfilm.
(Selecteer afwerkings- en verbindingsprocessen in overleg met de gieterij om galvanische compatibiliteitsproblemen en problemen met de hechting van de afwerking te voorkomen.)
7. Corrosie, slijtage en tribologische prestaties
- Corrosieweerstand: Tinbronzen zoals C90300 worden tentoongesteld uitstekende weerstand in zoet- en zeewateromgevingen en worden vaak gebruikt voor maritieme hardware en pompcomponenten.
Hun tingehalte bevordert een stabiele oppervlaktefilm en vermindert de gevoeligheid voor bepaalde plaatselijke corrosiemechanismen. - Tribologie en lagergedrag: C90300 wordt gewaardeerd goede vervormbaarheid en inbedding — bij gemengde of grenssmering heeft het de neiging kleine harde deeltjes in de zachtere bronsmatrix op te nemen in plaats van in de hardere schacht te krassen.
Dit maakt het een geliefd materiaal voor bussen, glijlagers en bussen die tegen gehard staal lopen. Een goede smering en oppervlakteafwerking zijn nog steeds noodzakelijk voor een lange levensduur.
Design Note: voor roterende lagers met hoge belasting moet u rekening houden met de geteste lagergeometrie, smeerregime en mogelijk gebruik van gevoerde of composietlagers als de belasting de capaciteit van brons overschrijdt.
8. Typische toepassingen van UNS C90300-legering
Gemeenschappelijke servicegebieden waar UNS C90300 is gespecificeerd:
- Bussen, mouwen en glijlagers (hydraulische pompen, versnellingsbakken).
- Pomp- en klepcomponenten (waaier, kleplichamen, stoelen) — vooral in maritieme en waterbehandelingsapparatuur.
- Versnelling, wormwielen en kleine structurele gietstukken waar gietbaarheid en slijtvastheid nodig zijn.
- Mariene fittingen en propellercomponenten waar corrosiebestendigheid tegen zeewater vereist is.
- Decoratieve gietstukken en architectonische elementen waar patina en esthetiek ertoe doen.
| Vergelijkingsfactor | C90300 (Tin-brons) | C51000 (Fosforbrons) | C95400 (Aluminium brons) | Leadde bronzen (Bijv., C93200, algemeen) |
| Typische compositie (wt%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; kleine Fe/Ni | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (spoor) | Cu ≈ 78-88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (minderjarige) | Cu + Sn-basis met PB toevoegingen ~1–4% (variëren), klein Zn/Sn |
| Primair versterkingsmechanisme | Vaste oplossing & tinrijke fasen van het gieten | Vaste oplossing + fosfide dispersie (P) — goede lente/vermoeidheid | Vaste oplossing + geordende fasen; hoge sterkte via Al-inhoud | Vaste oplossing; Pb fungeert als vrij verspanende/zachte fase voor spaanbeheersing |
| Typische as-cast UTS (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (varieert per legering & behandeling) | ~400–650 MPa (hogere kracht) | ~220–350 MPa (hangt af van Pb, Sn-inhoud) |
Typische hardheid (HB) |
~70–140 HB (proces afhankelijk) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (hoger) | ~60–120 HB (zachter door Pb) |
| Dragen & lagerprestaties | Goede conformiteit & inbedding; veel gebruikt voor bussen | Uitstekende vermoeidheids- en veerprestaties; goede lagerlegeringen beschikbaar | Uitstekende slijtage en hoog draagvermogen | Goede smering/inbedbaarheid; uitstekende bewerkbaarheid van lagerinzetstukken |
| Corrosieweerstand (zeewater / natte omgeving) | Erg goed (maritieme dienst gebruikelijk) | Goed tot zeer goed (hangt af van Sn) | Zeer goed tot uitstekend (aluminiumbrons uitstekend in zeewater) | Gematigd; Loodhoudende legeringen kunnen in sommige omgevingen corroderen; niet de voorkeur voor zeewater |
Gietbaarheid (gieterij gedrag) |
Heel goed – zand, schelp, investering | Goed; verkrijgbaar als gegoten of gesmeed; fosforbrons vaak vervaardigd | Goed tot redelijk — hogere schenktemperatuur, kieskeurig op het gebied van smeltcontrole | Uitstekende castabiliteit; veel gebruikt voor economische gegoten lagers/onderdelen |
| Machinaliteit | Matig — verbeterd door Sn voor spaanbeheersing | Goed (fosforbrons kan een uitdaging zijn als het hard is) | Matig tot moeilijk - harde legeringen dragen gereedschap | Uitstekend (lood verbetert het vrijsnijdende gedrag dramatisch) |
| Warmtebehandelbaarheid / verharding | Niet precipitatiehardbaar; alleen uitgloeien/spanningsverlichting | Sommige varianten reageren op koud werk; geen klassieke ouderdomsverharding | Sommige legeringen kunnen een warmtebehandeling ondergaan voor sterkte (oplossing/veroudering) | Niet leeftijdsverhardend; eigenschappen gecontroleerd door samenstelling en werking |
Typische toepassingen |
Bussen, pomponderdelen, kleppen, mariene fittingen, wormwielen | Lagers, veren, elektrische connectoren, slijtage onderdelen | Zware lagers, mariene propellers, componenten met hoge belasting, versnelling | Economische bussen, uitrusting, goedkope machinale onderdelen, componenten met een hoog volume |
| Relatieve kosten | Matig – tin is een premiumelement | Matig - Hoog (fosfor en hoge Sn verhogen de kosten) | Hoger (Albronzen en legering verhogen de kosten) | Lager (gelode legeringen zijn economisch) |
| Belangrijke afwegingen / selectie opmerking | Evenwichtige keuze voor slijtage + corrosie + gietbaarheid | Kies bij vermoeidheid / veerprestaties of elektrische eigenschappen zijn van belang | Kies voor de hoogste sterkte & ernstige slijtage / cavitatieweerstand | Kies daar waar de bewerkingskosten domineren en corrosieve service niet van cruciaal belang is; beperkt in drink-/watergebruik |
10. Conclusie
UNS C90300 tinbrons is een beproefd, hoogwaardige gegoten koperlegering dat uitblinkt in het balanceren van mechanische sterkte, Draag weerstand, corrosie duurzaamheid, en gietbaarheid.
De zorgvuldig ontworpen chemische samenstelling en uniforme microstructuur zorgen voor consistente prestaties bij matige belasting, serviceomgevingen met lage tot gemiddelde snelheid, waardoor het onmisbaar is in de maritieme sector, vloeistofbehandeling, mechanische krachtoverbrenging, en algemene technische sectoren.
FAQ's
Wat is het typische tingehalte in C90300?
Typisch tin is ~7,5–9,0 gew.% met koper als balans; zink is algemeen aanwezig ~3–5 gew.%. Controleer altijd het molencertificaat van de partij die u ontvangt.
Kan C90300 een warmtebehandeling ondergaan om de sterkte te vergroten?
Nee – C90300 is geen precipitatiehardende legering.
Sterkte en ductiliteit worden voornamelijk gecontroleerd door middel van de samenstelling, sectiegrootte en stollingssnelheid; spanningsarmgloeien wordt gebruikt voor maatvastheid.
Is UNS C90300 geschikt voor de zeewaterdienst?
Ja – tinbronssoorten zoals C90300 worden routinematig gebruikt in maritieme omgevingen en pomponderdelen vanwege de goede weerstand tegen zeewatercorrosie en aangroeiwerend gedrag in vergelijking met veel staalsoorten.
Welk gietproces moet ik opgeven??
Gebruik Investeringsuitgifte voor dun, gedetailleerde onderdelen en nauwe toleranties; zand- of schelpgieten voor grotere of goedkope onderdelen.
Geef de gewenste oppervlakteafwerking op, tolerantieband en NDT-vereisten vooraf.
