1. Introduktion
C93200, även känd som SAE 660 björnbrons, är en allmänt använt kopparbaserad legering specifikt formulerad för applikationer som kräver utmärkt slitstyrka och bearbetbarhet.
Klassificerad under Lead-tin bronslegeringar, Det har blivit en industristandard i lager och bussningar på grund av dess välbalanserade mekaniska egenskaper och kostnadseffektiva prestanda.
I industriell metallurgi, C93200 spelar en kritisk roll i komponenter som arbetar under måttliga belastningar och hastigheter.
Dess mångsidighet mellan tillverkningsmiljöer - särskilt i flytande kraft, marin, och mekaniska system - gör det till en grundpelare i både originalutrustningstillverkning (Oem) och eftermarknadsdelbyte.
2. Vad är C93200 kopparlegering?
C93200, även känd som SAE 660 lager brons, är en högpresterande blybronslegering Används allmänt för applikationer som involverar friktion, bära, och måttliga laster.
Det är konstruerat för överlägsen bearbetbarhet, inbäddat skräpolerans, och bra korrosionsmotstånd, särskilt i smörjade miljöer.
Som standard i bronsfamiljen, det är erkänt för sin balans mellan mekanisk styrka, tribologisk prestation, och kostnadseffektivitet.
C93200 produceras oftast via gjutprocesser som sand, centrifugal, och permanent mögelgjutning, och används allmänt i bussningar, tryckbrickor, skål, och pumpkomponenter.
Dess sammansättning och mikrostruktur gör det särskilt effektivt för komponenter som arbetar i Gräns- eller blandade smörjregimer.
Kemisk sammansättning
| Element | Typiskt sortiment (%) | Funktion i legering |
| Koppar (Cu) | 83.0 - 88.5 | Basmetall; Ger duktilitet och konduktivitet |
| Tenn (Sn) | 6.3 - 7.5 | Lägger till styrka, hårdhet, och slitmotstånd |
| Leda (Pb) | 6.0 - 8.0 | Förbättrar bearbetbarhet och inbäddningsförmåga |
| Zink (Zn) | 1.0 - 4.0 | Förbättrar flytande; Mindre styrka bidragsgivare |
| Järn (Fe) | ≤. 0.25 | Föroreningsstyrning; Överdriven järn kan orsaka sprödhet |
| Nickel (I) | ≤. 0.25 | Frivillig; förbättrar korrosionsmotståndet |
| Andra | ≤. 0.50 (total) | Begränsade spårelement |
Standarder och beteckningar
- UNS -nummer: C93200
- SAE -beteckning: SAE 660
- Vanliga handelsnamn: Björnbrons, 660 Brons, SAE 660 Brons
- ASTM -specifikationer: B505 (kontinuerlig roll), B271 (centrifugal), B148 (göt)
- Iso: CUSN7PB7ZN4
3. Mekaniska egenskaper hos C93200 kopparlegering
C93200 (SAE 660) kopparlegering är känd för sin Välbalanserade mekaniska egenskaper som gör det idealiskt för lager och bussningstillämpningar under måttliga belastningar och hastigheter.
Alloys prestanda är en funktion av dess sammansättning, mikrostruktur, och gjutningsmetod.
Det ställer ut Utmärkt bearbetbarhet, Bra trötthetsstyrka, och Enastående slitbeteende- Speciellt i smörjade miljöer.
Nyckelmekaniska egenskaper
| Egendom | Typiskt värde | Anteckningar |
| Dragstyrka | 220 - 275 MPA | Varierar med gjutningsmetod (sand vs. centrifugal) |
| Avkastningsstyrka (0.2% offset) | 105 - 130 MPA | Högre i centrifugalgjutkomponenter på grund av finare kornstruktur |
| Förlängning vid pausen | 10 - 20% | Indikerar måttlig duktilitet |
| Brinell -hårdhet | 65 - 85 Hb | Kan öka efter arbete härdning eller ytbehandling |
| Tryckstyrka | ~ 120 MPa | Relevant för lagerytor |
| Skjuvhållfasthet | ~ 170 MPa | Viktigt för att rotera kontaktapplikationer |
| Trötthetsstyrka | ~ 90 MPa (vid 10⁷ cykler) | Baserat på roterande stråltester under smörjförhållanden |
| Elasticitetsmodul | ~ 100 GPA | Styr elastisk deformation under stress |
Bearbetbarhet
C93200 -utställningar Utmärkt bearbetbarhet, ofta betygsatt på 80–90% Jämfört med fritt skärande mässing (C36000 = 100%).
Närvaron av bly (6–8%) bidrar väsentligt till chipkontrollen, reducerat verktygsslitage, och hög ytfinishkvalitet.
Detta gör C93200 till ett föredraget val i CNC-machinerade lagerskal och hydrauliska bussningar.
- Bearbetningsgrad: ~ 85%
- Verktygsmaterialkompatibilitet: HSS och Carbide Tools
- Typisk ytfinish: 0.8 - 1.6 μm RA med lämpliga foderhastigheter
4. Fysikaliska egenskaper hos C93200 kopparlegering
C93200, eller sae 660 björnbrons, visar en välbalanserad uppsättning av fysikaliska egenskaper som gör det mycket lämpligt för applikationer som involverar glidrörelse, termisk cykling, och måttlig mekanisk stress.
Dessa fysiska egenskaper bidrar direkt till legeringens effektivitet i lager, bussningar, och hydrauliska komponenter - särskilt vart termisk stabilitet, dimensionell integritet, och konduktivitet krävs.
Viktiga fysiska egenskaper
| Egendom | Typiskt värde | Anmärkningar |
| Densitet | 8.8 g/cm³ (8800 kg/m³) | Ger massa och stabilitet i roterande utrustning |
| Smältområde | 930 - 1020 ° C | Något lägre än ren koppar på grund av bly och tenn |
| Termisk konduktivitet | ~ 58–70 w/m · k | Lägre än ren koppar men tillräcklig för värmeavledning |
| Specifik värmekapacitet | ~ 0,38 j/g · k | Påverkar termiskt svar i snabbt cyklingapplikationer |
| Termisk expansionskoe | ~ 18,5 × 10⁻⁶ /k | Viktigt i presspassning och högtemperaturenheter |
| Elektrisk konduktivitet | ~ 10–15% IACS | Används vanligtvis inte i elektriska kretsar |
| Elasticitetsmodul | ~ 100 GPA | Indikerar styvhet under belastning |
| Termisk diffusivitet | ~ 2,4 × 10⁻⁵ m²/s | Återspeglar hastigheten för värmespridning i materialet |
| Poissons förhållande | ~ 0,31 | Definierar lateral expansion under uniaxial stress |
Termisk prestanda
C93200 upprätthåller strukturell integritet över en brett driftstemperaturområde, vanligtvis upp till 205° C (400° F) i kontinuerlig service, vilket gör det lämpligt för termiskt stressade komponenter.
Dimensionell stabilitet
Legeringen utställningar låg krympning under kylning (~ 1,2–1,5%) och en enhetlig mikrostruktur när den är korrekt gjuten.
5. Gjutegenskaper för C93200 kopparlegering
C93200 kopparlegering, Vanligtvis känd som SAE 660 björnbrons, är mycket uppskattad i gjuteri -praxis för dess Utmärkt gjutbarhet, dimensionell konsistens, och Anpassningsförmåga till olika gjutningsmetoder.
Dess unika sammansättning - särskilt närvaron av bly (Pb), tenn (Sn), och zink (Zn)—Kakar det särskilt gynnsamt för att kasta komplexa former samtidigt som man håller bra ytfinish och intern sundhet.
Nyckelgjutningsegenskaper
| Gjutfastigheter | C93200 kopparlegering | Anmärkningar |
| Fluiditet | Hög | Bly och tenn förbättrar smält metallflöde till intrikata formar |
| Krympning | ~ 1.2 - 1.5% | Tillåter korrekt mönsterkompensation |
| Het korthet | Låg | God motstånd mot sprickbildning under stelning |
| Porositet tendens | Måttlig | Kontrolleras genom grindning och avgasning |
| Gasupptagning | Måttlig | Kräver korrekt ventilering och smältbehandling |
| Bearbetbarhet efter gjutning | Excellent | As-Cast Microstructure AIDS Cutting and Finishing |
| Sundhet | Hög (i centrifugal och kontinuerlig roll) | Överlägsen strukturell integritet i kritiska komponenter |
Vanliga gjutningsmetoder för C93200
| Gjutmetod | Lämplighet för C93200 | Typiska applikationer |
| Sandgjutning | Utmärkt för stora och komplexa former | Pumphus, redskap, stora bussningar |
| Centrifugalgjutning | Perfekt för cylindriska delar; minimal porositet | Bussningar med hög precision, hylslager, foder |
| Gjutning | Mindre vanlig (blyinnehåll kan försämra dörrarna) | Små, Högvolymkomponenter om legering modifieras |
| Permanent mögelgjutning | Bra för repeterbarhet och finare spannmål | Medelstora delar som kräver bättre ytfinish |
| Stillastående | Föredraget för lagerformer (stavar, rör) | Bearbetade lager, barbestånd för anpassad tillverkning |
6. Slitmotstånd och tribologisk prestanda
C93200: s tribologiska överlägsenhet härrör från dess unika mikrostruktur:
- Självsmörjning: Spridda blypartiklar (5–20 μm i diameter) agera som "mikrobärningar", Smetning över glidande ytor för att bilda en lågfriktionsfilm.
Detta reducerar friktionskoefficienten till 0,15–0,20 (mot. 0.6–0.8 för stål-på-stål). - PV -gräns: Säker för kontinuerlig drift vid PV (tryck × hastighet) värden upp till 1.5 Mpa · m/s (TILL EXEMPEL., elmotorlager).
Överskridande av denna tröskel orsakar blysmältning (bly smälter vid 327 ° C), accelererande slitage. - Slitmekanism: Utställer milt självhäftande slitage, med minimal generering av skräp - kritisk för rena miljöer som matbearbetning (med strikta blyutlakningskontroller).
I fältprov, C93200 bussningar i jordbruksmaskiner varade 10,000+ timmar under intermittent smörjning, överträffande mässing (C36000) med 3 × och gjutjärn med 2 ×.
7. Korrosionsbeständighet av C93200 kopparlegering
C93200 erbjuder måttlig korrosionsmotstånd i icke-aggressiva miljöer:
- Atmosfärisk exponering: Bildar en skyddande patina (grundläggande kopparkarbonat) i landsbygds- och stadsmiljöer, med korrosionshastigheter <0.01 mm/år - lämplig för utomhusmaskiner.
- Sötvatten: Motstår korrosion i pH 6–8 vatten (TILL EXEMPEL., kylsystem, sötvattenspumpar) med priser <0.02 mm/år.
- Saltvatten/klorider: Dåligt motstånd - Korrosionshastigheter överstiger 0.1 mm/år i havsvatten (35,000 ppm cl⁻) På grund av blyens mottaglighet för pitting och Tin: s begränsade förmåga att bilda ett skyddande oxidlager.
- Kemikalier: Tolererar utspädda oljor, fett, och milda alkalier (TILL EXEMPEL., 10% NaOH vid 25 ° C.) Men korroderar snabbt i syror (TILL EXEMPEL., 5% svavelsyra: 1.2 mm/år).
Skyddsstrategier: Epoxybeläggningar, tennplätning, eller kromatomvandlingsbeläggningar förlänger livslängden i fuktiga eller kustmiljöer med 2–3 ×.
8. Tillämpningar av C93200 kopparlegering
C93200: s mångsidighetsspännsindustrier som kräver tillförlitliga glidkomponenter:
- Skål & Bussningar: Fordonsvevax (Möte SAE 660 specifikationer), industriella växellåda bussningar, och elektriska motorlager-att hålla självsmörjning för att minska underhållet.
- Hydrauliska komponenter: Ventilstammar, pumphjul ärmar, och cylinderfoder - motverkande slitage från hydrauliska vätskor (TILL EXEMPEL., mineralolja, vatten-glykolblandningar).
- Bil: Sändningssynkroniserare ringar, styrning av kopplingsbussningar, och upphängningspunkter - motstående 100,000+ servicekm i personbilar.
- Marin (Sötvatten): Inre båtför propelleraxlar, pumpkomponenter, och luckor i kläckning - undvika exponering för havsvatten.
- Generalindustri: Transportörsrullar, Pressverktygsguider, och jordbruksmaskiner pivotpunkter - tolererande smuts, damm, och intermittent smörjning.
9. Fördelar med C93200 kopparlegering
- Självsmörjning: Blypartiklar eliminerar behovet av kontinuerlig smörjning i applikationer med lågt underhåll, Minska driftstopp och driftskostnader.
- Exceptionell bearbetbarhet: 80–90% bearbetningsvärde (mot. 30% för C95400 aluminiumbrons) minskar produktionstiden med 20–30% och förlänger Tool Life.
- Duktilitet: 15–20% Förlängning absorberar chockbelastningar, Minska felrisken i tunga maskiner (TILL EXEMPEL., konstruktionsutrustning).
- Kostnadseffektivitet: 30–40% billigare än aluminiumbrons (C95400) För motsvarande lågbelastningsprestanda, gör det idealiskt för högvolymproduktion.
- Kastbarhet: Anpassningar till olika gjutningsmetoder, Aktivera komplexa geometrier utan sekundärbearbetning - reducera delräkning och monteringskostnader.
10. Begränsningar av C93200 kopparlegering
- Ledtoxicitet: Begränsad i matkontakt (FDA 21 Cfr 178.3280 Begränsningar leder till <0.1%) och medicinsk utrustning, kräver blyfria alternativ (TILL EXEMPEL., C86300 manganbrons) i dessa sektorer.
- Temperaturkänslighet: Förlora 20% av draghållfasthet vid 150 ° C; olämpliga för högvärmda applikationer (TILL EXEMPEL., motoravgaskomponenter, industriugnar).
- Låg hårdhet: 60–80 HB-gränser Används i högbelastning (≥5 MPa) eller hög hastighet (≥5 m/s) ansökningar, där aluminiumbrons eller stål föredras.
- Sårbarhet: Rekommenderas inte för havsvatten, sura miljöer, eller högkloridlösningar (TILL EXEMPEL., exponering för vägsalt).
11. Jämförande analys med andra brons
C93200 (SAE 660) Lagerbrons är en av de mest använda kopparlegeringarna på grund av dess utmärkta balans mellan bearbetbarhet, slitbidrag, och kastbarhet.
Dock, i krävande applikationer, det jämförs ofta med andra bronslegeringar som C95400 (aluminiumbrons), C83600 (röda mässing), och C36000 (frislutande mässing).
Jämförelsebord: C93200 vs. Andra bronslegeringar
| Egendom / Legering | C93200 (SAE 660) | C95400 (Aluminiumbrons) | C83600 (Röda mässing) | C36000 (Frislutande mässing) |
| Sammansättning | Cu-sn-pb-zn | Cu-al-fu | Cu-SN-ZN-PB | Cu-zn-pb |
| Dragstyrka (MPA) | 200–275 | 450–700 | 170–250 | 345–550 |
| Hårdhet (Brinell) | 60–80 | 125–175 | 50–70 | 80–100 |
| Bearbetbarhet | Excellent (80–90%) | Måttlig (30–40%) | Bra (60%) | Excellent (90%+) |
| Korrosionsmotstånd | Måttlig | Excellent (esp. havsvatten) | Bra | Stackars till måttlig |
| Slitbidrag | Bra | Mycket hög | Rättvis | Måttlig |
| Kosta | Måttlig | Hög | Måttlig | Låg |
| Friktionsapplikationer | Bäst med smörjning | Utmärkt torrt eller smörjat | Inte perfekt | Begränsad |
| Gjutning | Excellent | Rättvis till bra | Excellent | Inte vanligtvis gjuten |
| Typiska användningar | Skål, bussningar | Högbelastningsbussningar, pumps | Rörledare, ventiler | Skruv, beslag |
C93200 vs. C95400 (Aluminiumbrons)
- Styrka & Belastningskapacitet: C95400 överträffar avsevärt C93200 i draghållfasthet och slitmotstånd, vilket gör det mer lämpligt för högbelastad, höghastighetsapplikationer som växelkomponenter och industriella ventiler.
- Korrosionsmotstånd: C95400 utställningar exceptionellt motstånd mot havsvatten, klorider, och kemikalier, gör det till det föredragna materialet i marin och offshore miljöer.
- Bearbetbarhet: Även om det är hållbart, C95400 är svårare att bearbeta och dyrare att producera än C93200.
- Användning: Välja C93200 för allmänna lager; välja C95400 När styrka och korrosionsmotstånd är kritiska.
C83600 (Röda mässing) mot. C93200
- Kosta & Kastbarhet: Båda legeringarna är gjutvänliga, men C83600 är billigare och används ofta i icke-kritiska applikationer som VVS och dekorativa delar.
- Prestanda: C93200 har bättre slitmotstånd och tryckhanteringskapacitet, särskilt för glidande eller roterande komponenter.
- Användning: Välja C83600 för låg belastning, korrosionsbeständiga beslag; använda C93200 För rörliga delar som kräver smörjning och dimensionell stabilitet.
C93200 vs. C36000 (Frislutande mässing)
- Bearbetbarhet: C36000 har den högsta bearbetningsgraden bland kopparlegeringar (>90%), Idealisk för höghastighetsvridning och precisionskomponenter.
- Mekaniska egenskaper: Medan stark och exakt, C36000 saknar tribologiska och trötthetsegenskaper krävs för bärytor.
- Användning: Använda C36000 för beslag, anslutningar, och lätta komponenter; använda C93200 där smörjning, slitbidrag, och kastbarhet är nyckeln.
12. Slutsats
C93200 kopparlegering förblir en hörnsten i industriell design för Applikationer för lagerklass på grund av dess kombination av bearbetbarhet, tribologisk stabilitet, och korrosionsmotstånd.
Även om det kanske inte passar alla miljöer med hög belastning, det erbjuder pålitligt, Kostnadseffektiv prestanda i otaliga maskiner-särskilt när måttliga belastningar, bra smörjning, och snäva toleranser är viktiga.
Vanliga frågor
Kan C93200 användas utan smörjning?
Ja, i låg belastning (≤1 MPa) och låg hastighet (≤1 m/s) ansökningar. Dess blypartiklar fungerar som inre smörjmedel, reducerande friktion.
Dock, Periodisk smörjning förlänger livslängden i högre PV (tryck × hastighet) scenarier.
Är C93200 lämplig för exponering för havsvatten?
Inga. Havsvattens höga kloridinnehåll orsakar att korrosion i C93200, med priser som överstiger 0.1 mm/år. För marina applikationer, Använd C95400 aluminiumbrons, som motstår havsvattenkorrosion.
Vad är alternativ till C93200 för applikationer med hög belastning?
För högbelastning (≥5 MPa) eller hög hastighet (≥5 m/s) ansökningar, C95400 aluminiumbrons föredras, Eftersom det erbjuder 2 × draghållfastheten (450–550 MPa) och överlägset slitstyrka.
Kan C93200 svetsas eller hår?
Svetsning rekommenderas inte, Som bly förångas vid svetstemperaturer (≥327 ° C), orsakar porositet och sprödhet.
Lödning (med silverbaserade fyllmedel) är möjlig men kräver noggrann ytförberedelse för att undvika blyföroreningar av fogen. Mekanisk fästning (bultning, pressmontering) föredras för montering.
