1. Giới thiệu
CHÚNG TA C90300 là hợp kim đúc đồng thiếc được sử dụng rộng rãi mang lại sự kết hợp thực tế giữa khả năng đúc tốt, kháng ăn mòn (đặc biệt là trong môi trường biển), khả năng chịu lực/mài mòn và độ bền cơ học đạt yêu cầu.
Nó được chỉ định cho ống lót, Bộ phận bơm, Van, bánh răng và các bộ phận khác nơi tải dịch vụ, tiếp xúc trượt và chống ăn mòn là động lực chính.
2. Đồng UNS C90300 là gì?
C90300 của Mỹ là một cái thiếc đúc đồng hợp kim ở UNS (Hệ thống đánh số thống nhất) gia đình hợp kim đồng.
Nó được chế tạo để sử dụng trong xưởng đúc và được chỉ định rộng rãi khi có sự cân bằng giữa khả năng đúc, kháng ăn mòn (đặc biệt là trong môi trường biển và xử lý nước), khả năng chịu lực/ mài mòn tốt và độ bền cơ học hợp lý được yêu cầu.
Trong thực tế C90300 được chọn cho các bộ phận như ống lót, tay áo, bộ phận bơm và van, bánh răng nhỏ và phụ kiện hàng hải nơi tiếp xúc trượt, khả năng nhúng và khả năng chống nước biển hoặc ăn mòn ướt là rất quan trọng.
Các tính năng chính và tính chất luyện kim
- Khả năng đúc tốt. C90300 đổ và đổ khuôn trên cát có thể đoán trước được, quy trình vỏ và đầu tư, cho phép các phần mỏng hợp lý và chi tiết bề mặt tốt khi được xử lý chính xác.
- Ma trận tăng cường thiếc. Thiếc đóng vai trò là nguyên tố hợp kim thay thế trong đồng, nâng cao độ cứng, khả năng chống mài mòn và độ bền so với đồng trơn trong khi vẫn duy trì độ dẻo đủ cho nhiều mục đích sử dụng mang và kết cấu.
- Hiệu suất ổ trục và ma sát. Các triển lãm hợp kim sự phù hợp và khả năng nhúng—nó sẽ chấp nhận các hạt ô nhiễm nhỏ vào ma trận đồng mềm hơn thay vì tạo ra trục giao phối cứng hơn, làm cho nó phù hợp với vòng bi trơn và ống lót được bôi trơn ranh giới hoặc hỗn hợp.
- Khả năng chống ăn mòn môi trường ẩm ướt tuyệt vời. Đồng thiếc chống ăn mòn nói chung và hoạt động tốt trong nước biển và nhiều môi trường nước công nghiệp; chúng ít bị khử kẽm hoặc bị tấn công cục bộ nhanh hơn nhiều loại đồng thau.
- Không làm cứng kết tủa. Tính chất cơ học được thiết lập chủ yếu bởi thành phần và sự hóa rắn/cấu trúc vi mô; C90300 thường không được tăng cường bằng phương pháp xử lý bằng giải pháp/lão hóa.
Các hoạt động giảm ứng suất hoặc ủ được sử dụng chủ yếu để điều chỉnh độ ổn định kích thước hoặc độ dẻo. - Khả năng gia công vừa phải. Thiếc cải thiện khả năng hình thành chip và khả năng gia công so với nhiều hợp kim đồng có độ bền cao; dụng cụ cacbua và thực hành gia công đồng tiêu chuẩn phù hợp cho công việc sản xuất.
3. Nhận dạng hợp kim và tính chất hóa học điển hình
Các giá trị được trình bày dưới dạng phạm vi phần trăm trọng lượng điển hình được sử dụng cho thiết kế và mua sắm; luôn luôn xác nhận giới hạn chính xác với nhà máy đúc/phân tích được chứng nhận cho bất kỳ ứng dụng quan trọng nào.
| Mục | Thành phần điển hình (wt%) | Chức năng / tác dụng |
| chỉ định của Hoa Kỳ | C90300 | Nhận dạng hệ thống đánh số thống nhất cho vật đúc bằng đồng thiếc này. |
| đồng (Cu) | Sự cân bằng (~86.0 – 89.0%) | Kim loại cơ bản; cung cấp ma trận, tính chất nhiệt/điện và độ dẻo. |
| Thiếc (Sn) | 7.5 - 9.0% | Yếu tố tăng cường chính và chống mài mòn/ăn mòn trong hợp kim. |
| Kẽm (Zn) | 3.0 - 5.0% | Cải thiện tính trôi chảy, khả năng đúc và khử oxy của sự tan chảy. |
| Niken (TRONG) | 0 - 1.0% (TYP.) | Không bắt buộc; có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn, sức mạnh và độ dẻo dai. |
| Sắt (Fe) | ≤ ~0,5% (TYP.) | Tạp chất được kiểm soát hoặc bổ sung có chủ ý; ảnh hưởng đến sức mạnh và mặc. |
Chỉ huy (PB) |
≤ ~0,2–0,25% (dấu vết) | Có thể xuất hiện ở mức độ dấu vết trong một số vật đúc; lượng nhỏ hỗ trợ khả năng gia công nhưng không phải là yếu tố quyết định. |
| Silicon (Và) | ≤ ~0,5% (dấu vết) | Ảnh hưởng của quá trình khử oxy/tính lưu động; thường được kiểm soát ở mức thấp. |
| Phốt pho (P) | ≤ ~0,03% (dấu vết) | Chất khử oxy/khử khí dư; giữ ở mức rất thấp để tránh bị giòn. |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ ~0,02% (dấu vết) | Tạp chất; mức độ thấp được dung nạp; S quá mức có hại. |
| Nhôm / Mangan / khác | Mỗi loại thường ≤ ~0,1–0,3% | Các phần tử vi hợp kim hoặc vi mạch được kiểm soát theo thông số kỹ thuật. |
4. Tính chất vật lý và cơ học
Dưới đây là các giá trị đúc đại diện cho C90300 được rút ra từ các tài liệu tham khảo dữ liệu vật liệu và nhà cung cấp điển hình.
Đặc tính thực tế thay đổi theo quá trình đúc, phần dày, chiến lược kiểm soát và thực hành nấu chảy — luôn xác thực bằng các phiếu giảm giá đúc từ xưởng đúc của bạn.
Tính chất vật lý
| Tài sản | Giá trị điển hình |
| Tỉ trọng | ≈ 8,7–8,9 g/cm³ (≈ 0.318 lb/in³). |
| Solidus / Chất lỏng | ~854 °C (Solidus) - ~1000°C (chất lỏng) (hướng dẫn rót và hâm nóng an toàn). |
| Độ dẫn nhiệt | ~70–75 W/m·K (phụ thuộc vào hàm lượng Sn/Zn). |
| Độ dẫn điện | ~10–12 % IAC (thấp so với đồng nguyên chất). |
| Hệ số giãn nở nhiệt | ≈ 17 × 10⁻⁶ /° C. (phòng có nhiệt độ vừa phải). |
Tính chất cơ học (diễn viên điển hình)
| Tài sản | Phạm vi điển hình / giá trị |
| Độ bền kéo (Uts) | ~300–320 MPa (≈ 44–46 ksi) |
| Năng suất (0.5% bù lại) | ~145–152 MPa (≈ 21–22 ksi) |
| Kéo dài (TRONG 50 mm) | ~18–30% tùy thuộc vào phần và quá trình |
| độ cứng Brinell (Bnn) | ~ 70 HB (như diễn viên điển hình) |
| Mô đun đàn hồi | ~110–125 GPa |
5. Hành vi đúc và thực hành đúc
Quy trình đúc phù hợp
C90300 có thể thích ứng với các phương pháp đúc chính được sử dụng cho đồ đồng:
- Đúc cát - tiết kiệm cho các phần lớn hoặc nặng.
- Đúc đầu tư (đúc wax) — độ hoàn thiện bề mặt tốt nhất và độ chính xác kích thước cho mỏng hơn, Các bộ phận chi tiết.
- Đúc vỏ và đúc khuôn vĩnh viễn - các lựa chọn trung gian mang lại độ hoàn thiện bề mặt được cải thiện và dung sai.
- Đúc liên tục và ly tâm cũng được sử dụng cho các thanh, nhẫn và hình dạng nhất định.
Thông số đúc quan trọng
- Nhiệt độ đổ / quá nóng: tôn trọng chất lỏng hợp kim và tránh quá nhiệt quá mức;
Dữ liệu đồng bộ cho thấy chất lỏng gần ~1000°C và rắn gần ~854 °C — kiểm soát trong phạm vi cửa sổ hẹp để cân bằng tính lưu loát và tránh quá trình oxy hóa/cặn bã. - Làm tan sạch sự sạch sẽ: khử khí và lọc là cần thiết; đồng thiếc rất nhạy cảm với độ xốp hydro và tạp chất oxit - bộ lọc gốm và máy khử khí quay giúp giảm thiểu rủi ro.
- Gating & cho ăn: thiết kế các bộ cấp liệu để cung cấp độ co ngót ở các phần nặng và sử dụng các chuyển đổi từng phần dần dần để tránh các điểm nóng và hiện tượng rách nóng.
Mô phỏng (lấp đầy/đóng rắn) được khuyến nghị cho hình học phức tạp. - Kiểm soát hóa rắn: đông đặc theo hướng bằng lạnh hoặc lạnh/đứng dậy giúp giảm các khuyết tật co ngót và tinh chỉnh cấu trúc vi mô ở các phần dày hơn.
Điều trị nhiệt sau đúc
C90300 là không phải là hợp kim làm cứng kết tủa; nó không đáp ứng với các phương pháp xử lý nhiệt ở độ tuổi dung dịch để tăng cường độ.
Các bước nhiệt điển hình là ủ giảm căng thẳng (để loại bỏ ứng suất đúc và cải thiện khả năng gia công) hoặc ủ vừa phải để cải thiện độ dẻo khi cần thiết.
Thực hành đúc thực tế dựa vào việc kiểm soát quá trình đúc - không phải xử lý nhiệt - đối với hầu hết các mục tiêu về đặc tính cơ học.
6. Khả năng gia công, tham gia & Hoàn thiện
Khả năng gia công
- Khả năng gia công vừa phải — Hàm lượng thiếc tăng cường khả năng hình thành chip và khả năng gia công so với nhiều hợp kim đồng có độ bền cao;
các giá trị đánh giá khả năng gia công phổ biến đặt C90300 vào loại thực tế để tiện thông thường, phay và khoan bằng dụng cụ cacbua. - Thực hành được đề xuất: sử dụng vật cố định cứng nhắc, dụng cụ cacbua (lớp phủ cho sản xuất), nguồn cấp dữ liệu thận trọng để tránh tích tụ cạnh, và đường hoàn thiện nhẹ cho các bề mặt quan trọng.
Hàm lượng lưu huỳnh và chì trong các hợp kim khác (không phải biến thể không chì C90300) có thể thay đổi điều khiển chip - xác minh thành phần trước khi chọn thông số cắt.
Tham gia
- Khoe khoang là phương pháp nối ưa thích để đúc đồng khi có yêu cầu (kim loại phụ và chất trợ dung được chọn để tương thích với đồng).
- Hàn thường tránh dùng cho các vật đúc lớn vì đồng có xu hướng bị nứt nhiệt và thay đổi tính chất; hàn cục bộ có thể được sử dụng với các quy trình chuyên môn và giảm căng thẳng sau hàn khi không thể tránh khỏi.
Bề mặt hoàn thiện
- đánh bóng, mạ (TRONG, Ag), sơn mài hoặc patination thường được áp dụng tùy theo yêu cầu chức năng hoặc thẩm mỹ.
Đối với bề mặt ổ trục, mài giũa hoặc mài tạo ra kết cấu bề mặt cần thiết để hình thành màng bôi trơn.
(Chọn các quy trình hoàn thiện và nối với sự tư vấn của xưởng đúc để tránh các vấn đề về tương thích điện và các vấn đề về độ bám dính của lớp hoàn thiện.)
7. Ăn mòn, mài mòn và hiệu suất ma sát
- Kháng ăn mòn: Đồ đồng thiếc như triển lãm C90300 sức đề kháng tuyệt vời trong môi trường nước ngọt và nước biển và thường được sử dụng cho các bộ phận phần cứng và máy bơm hàng hải.
Hàm lượng thiếc của chúng thúc đẩy lớp màng bề mặt ổn định và giảm tính nhạy cảm đối với một số cơ chế ăn mòn cục bộ. - Ma sát và hành vi mang: C90300 có giá trị sự phù hợp tốt và khả năng nhúng - dưới sự bôi trơn hỗn hợp hoặc ranh giới, nó có xu hướng chấp nhận các hạt cứng nhỏ vào ma trận đồng mềm hơn thay vì ghi vào trục cứng hơn.
Điều này làm cho nó trở thành vật liệu được ưa chuộng để làm ống lót, ổ trượt và ống lót chạy trên thép cứng. Việc bôi trơn và hoàn thiện bề mặt thích hợp vẫn cần thiết để có tuổi thọ lâu dài.
Thiết kế ghi chú: đối với vòng bi quay chịu tải cao, hãy xem xét hình dạng vòng bi đã được thử nghiệm, chế độ bôi trơn và có thể sử dụng vòng bi lót hoặc vòng bi composite nếu nhiệm vụ vượt quá khả năng của đồng.
8. Các ứng dụng điển hình của hợp kim UNS C90300
Các khu vực dịch vụ chung nơi UNS C90300 được chỉ định:
- Ống lót, tay áo và vòng bi trơn (máy bơm thủy lực, Hộp số).
- Linh kiện bơm và van (người thúc đẩy, thân van, chỗ ngồi) - đặc biệt là trong thiết bị xử lý nước và hàng hải.
- Bánh răng, bánh giun và vật đúc kết cấu nhỏ nơi cần khả năng đúc và chống mài mòn.
- Hàng hải phụ kiện và thành phần cánh quạt nơi cần chống ăn mòn nước biển.
- Vật đúc trang trí và các yếu tố kiến trúc nơi lớp gỉ và tính thẩm mỹ đóng vai trò quan trọng.
| yếu tố so sánh | C90300 (Đồng thiếc) | C51000 (Phốt pho bằng đồng) | C95400 (Đồng nhôm) | Chì đồng tiền (VÍ DỤ., C93200, tổng quan) |
| Thành phần điển hình (wt%) | Cu ≈ 86–89; Sn ≈ 7,5–9; Zn ≈ 3–5; Fe/Ni thứ yếu | Cu ≈ 90–95; Sn ≈ 5–10; P ≈ 0,01–0,35 (dấu vết) | Cu ≈ 78–88; Al ≈ 5–11; Fe/Ni/C (người vị thành niên) | Cu + Sn cơ sở với PB bổ sung ~ 1–4% (khác nhau), Zn/Sn nhỏ |
| Cơ chế tăng cường sơ cấp | Dung dịch rắn & pha giàu thiếc từ quá trình đúc | Dung dịch rắn + phân tán phốt pho (P) — thoải mái/mệt mỏi | Dung dịch rắn + giai đoạn theo thứ tự; cường độ cao thông qua hàm lượng Al | Dung dịch rắn; Pb đóng vai trò là pha gia công tự do/pha mềm để điều khiển chip |
| UTS đúc điển hình (MPA) | ~300–320 MPa | ~350–500 MPa (thay đổi theo hợp kim & sự đối đãi) | ~400–650 MPa (sức mạnh cao hơn) | ~220–350 MPa (phụ thuộc vào Pb, nội dung sn) |
Độ cứng điển hình (HB) |
~70–140 HB (phụ thuộc vào quá trình) | ~80–160 HB | ~120–220 HB (cao hơn) | ~60–120 HB (mềm hơn do Pb) |
| Mặc & hiệu suất mang | Sự phù hợp tốt & khả năng nhúng; được sử dụng rộng rãi cho ống lót | Mệt mỏi tuyệt vời và hiệu suất mùa xuân; hợp kim chịu lực tốt có sẵn | Khả năng chịu mài mòn và chịu tải cao | Độ bôi trơn/khả năng nhúng tốt; khả năng gia công tuyệt vời cho vật liệu chèn vòng bi |
| Kháng ăn mòn (nước biển / môi trường ẩm ướt) | Rất tốt (dịch vụ hàng hải chung) | Tốt đến rất tốt (phụ thuộc vào Sn) | Rất tốt đến xuất sắc (đồng nhôm nổi bật trong nước biển) | Vừa phải; hợp kim chì có thể bị ăn mòn trong một số môi trường; không ưa thích nước biển |
Khả năng đúc (hành vi đúc) |
Rất tốt - cát, vỏ bọc, sự đầu tư | Tốt; có sẵn dưới dạng đúc hoặc rèn; đồng phốt pho thường được rèn | Tốt đến trung bình — nhiệt độ rót cao hơn, kén chọn trong việc kiểm soát tan chảy | Khả năng đúc tuyệt vời; được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận/vòng bi đúc tiết kiệm |
| Khả năng gia công | Trung bình - được cải tiến bởi Sn để kiểm soát chip | Tốt (đồng phốt pho có thể là thách thức nếu khó) | Trung bình đến khó - dụng cụ mài mòn bằng hợp kim cứng | Xuất sắc (chì cải thiện đáng kể hành vi cắt tự do) |
| Khả năng xử lý nhiệt / cứng | Không kết tủa-làm cứng được; chỉ ủ/giảm căng thẳng | Một số biến thể đáp ứng với công việc nguội; không làm cứng tuổi cổ điển | Một số hợp kim có thể được xử lý nhiệt để tăng độ bền (giải pháp/lão hóa) | Không bị lão hóa; thuộc tính được kiểm soát bởi thành phần và hoạt động |
Các ứng dụng điển hình |
Ống lót, Bộ phận bơm, Van, Phụ kiện hàng hải, bánh xe sâu | Vòng bi, lò xo, Đầu nối điện, mặc thành phần | Vòng bi nặng, Cánh quạt biển, thành phần tải cao, Bánh răng | Ống lót tiết kiệm, phụ kiện, linh kiện gia công giá rẻ, thành phần khối lượng lớn |
| Chi phí tương đối | Trung bình - thiếc là nguyên tố cao cấp | Trung bình cao (phốt pho và Sn cao làm tăng chi phí) | Cao hơn (Albronze và hợp kim tăng chi phí) | Thấp hơn (hợp kim chì là kinh tế) |
| Sự đánh đổi chính / ghi chú lựa chọn | Sự lựa chọn cân bằng cho trang phục + Ăn mòn + khả năng đúc | Chọn khi mệt mỏi / vấn đề hiệu suất lò xo hoặc tính chất điện | Chọn sức mạnh cao nhất & mài mòn nghiêm trọng / Điện trở xâm thực | Chọn nơi chi phí gia công chiếm ưu thế và dịch vụ ăn mòn không quan trọng; hạn chế sử dụng nước uống/nước uống |
10. Phần kết luận
Đồng thiếc UNS C90300 là một thử nghiệm thời gian, hợp kim đồng đúc có giá trị cao vượt trội trong việc cân bằng sức mạnh cơ học, Đang đeo điện trở, độ bền ăn mòn, và khả năng đúc.
Thành phần hóa học được thiết kế cẩn thận và cấu trúc vi mô đồng nhất mang lại hiệu suất ổn định ở mức tải vừa phải, môi trường dịch vụ tốc độ thấp đến trung bình, làm cho nó không thể thiếu trong hàng hải, xử lý chất lỏng, truyền lực cơ khí, và các ngành kỹ thuật tổng hợp.
Câu hỏi thường gặp
Hàm lượng thiếc điển hình trong C90300 là gì?
Thiếc điển hình là ~7,5–9,0% trọng lượng với đồng làm cân bằng; kẽm thường có mặt ở ~3–5% trọng lượng. Luôn kiểm tra giấy chứng nhận của nhà máy đối với lô hàng bạn nhận được.
C90300 có thể xử lý nhiệt để tăng độ bền không?
Không - C90300 không phải là hợp kim làm cứng kết tủa.
Độ bền và độ dẻo chủ yếu được kiểm soát thông qua thành phần, kích thước phần và tốc độ hóa rắn; ủ giảm căng thẳng được sử dụng để ổn định kích thước.
UNS C90300 có phù hợp với dịch vụ nước biển không?
Có - đồng thiếc như C90300 được sử dụng thường xuyên trong môi trường biển và các bộ phận máy bơm vì khả năng chống ăn mòn của nước biển tốt và khả năng chống bám bẩn so với nhiều loại thép.
Tôi nên chỉ định quy trình casting nào?
Sử dụng Đúc đầu tư cho người gầy, bộ phận chi tiết và dung sai chặt chẽ; đúc cát hoặc vỏ cho các bộ phận lớn hơn hoặc kinh tế.
Chỉ định bề mặt hoàn thiện mong muốn, Yêu cầu trước về dải dung sai và NDT.
