1. 介绍
我们 C90300 是一种广泛使用的锡青铜铸造合金，具有良好铸造性的实用组合, 耐腐蚀性 (特别是在海洋环境中), 轴承/磨损行为和令人满意的机械强度.
它指定用于套管, 泵零件, 阀, 齿轮和其他部件的服务负载, 滑动接触和耐腐蚀性是主要驱动因素.
2. 什么是青铜级 UNS C90300?
美国C90300 是铸锡 青铜 UNS合金 (统一编号系统) 铜合金家族.
它专为铸造厂使用而配制，并被广泛指定用于平衡 可铸性, 耐腐蚀性 (特别是在海洋和水处理环境中), 良好的轴承/磨损性能和合理的机械强度 是必须的.
在实践中，套管等部件选择 C90300, 袖子, 泵和阀门零件, 滑动接触的小齿轮和船用配件, 嵌入性和耐海水或湿腐蚀很重要.
主要特征和冶金特性
- 良好的铸造性. C90300 按预期在沙子中浇注和填充模具, 壳和投资流程, 正确处理时可实现相当薄的截面和良好的表面细节.
- 锡强化基体. 锡作为铜中的替代合金元素, 提高硬度, 相对于普通铜的耐磨性和强度，同时保留足以满足许多轴承和结构用途的延展性.
- 轴承和摩擦学性能. 合金展品 一致性和嵌入性-它将接受小的污染物颗粒进入较软的青铜基体，而不是刻划到较硬的配合轴上, 使其适用于边界或混合润滑下的滑动轴承和轴套.
- 优异的耐潮湿环境腐蚀性能. 锡青铜可抵抗一般腐蚀，在海水和许多工业水环境中表现良好; 与许多黄铜相比，它们不易脱锌或快速局部腐蚀.
- 不沉淀硬化. 机械性能主要由成分和凝固/微观结构决定; C90300 通常不通过固溶/时效处理进行强化.
消除应力或退火操作主要用于尺寸稳定性或延展性调整. - 适度的可加工性. 相对于许多高强度铜合金，锡可改善切屑形成和可加工性; 硬质合金刀具和标准青铜加工实践适合生产工作.
3. 合金特性和典型化学成分
数值以用于设计和采购的典型重量百分比范围表示; 总是 通过铸造厂的工厂/任何关键应用的认证分析确认确切的限制.
| 物品 | 典型成分 (wt％) | 功能 / 影响 |
| 美国指定 | C90300 | 该铸锡青铜的统一编号系统标识. |
| 铜 (铜) | 平衡 (〜86.0 – 89.0%) | 碱金属; 提供矩阵, 热/电性能和延展性. |
| 锡 (sn) | 7.5 - 9.0% | 合金中的主要强化和耐磨/耐腐蚀元素. |
| 锌 (Zn) | 3.0 - 5.0% | 提高流动性, 熔体的铸造性和脱氧. |
| 镍 (在) | 0 - 1.0% (typ。) | 选修的; 可以提高耐腐蚀性, 强度和韧性. |
| 铁 (铁) | ≤~0.5% (typ。) | 受控杂质或故意添加; 影响强度和磨损. |
带领 (pb) |
≤ ~0.2–0.25% (痕迹) | 可能会出现在某些铸件中的痕量水平; 少量有助于机械加工，但不是决定性因素. |
| 硅 (和) | ≤~0.5% (痕迹) | 脱氧/流动性影响; 通常控制在低水平. |
| 磷 (p) | ≤~0.03% (痕迹) | 脱氧剂/脱气剂残留物; 保持很低以避免脆化. |
| 硫 (s) | ≤~0.02% (痕迹) | 杂质; 低水平耐受; 过多的S是有害的. |
| 铝 / 锰 / 其他 | 每个通常 ≤ ~0.1–0.3% | 少量微合金化或杂质元素控制在规格范围内. |
4. 物理机械性能
以下是从典型供应商和材料数据参考中提取的 C90300 的代表性铸态值.
实际性能因铸造工艺而异, 截面厚度, 浇注策略和熔化实践——始终使用铸造厂的铸造优惠券进行验证.
物理特性
| 性能特性 | 典型值 |
| 密度 | 约 8.7–8.9 克/立方厘米 (≈ 0.318 lb/in³). |
| 实心 / 液体 | ～854℃ (实心) - ～1000℃ (液体) (安全浇注和过热指南). |
| 导热率 | ~70–75 W/m·K (取决于 Sn/Zn 含量). |
| 电导率 | 〜10–12 % IACS (与纯铜相比较低). |
| 热膨胀系数 | ≈ 17 ×10⁻⁶ /°C (室温至中等温度). |
机械性能 (典型的铸态)
| 性能特性 | 典型范围 / 价值 |
| 抗拉强度 (UTS) | 〜300–320 兆帕 (≈ 44–46 ksi) |
| 屈服 (0.5% 抵消) | ~145–152 兆帕 (≈ 21–22 ksi) |
| 伸长 (在 50 毫米) | 〜18–30% 取决于部分和过程 |
| 布氏硬度 (BNN) | 〜70 hb (铸态典型值) |
| 弹性模量 | 〜110–125 GPa |
5. 铸造行为和铸造实践
合适的铸造工艺
C90300 适用于青铜器的主要铸造方法:
- 沙子铸造 — 对于大型或重型截面来说经济实惠.
- 熔模铸造 (迷失的蜡像) — 稀释剂的最佳表面光洁度和尺寸精度, 详细的零件.
- 外壳成型 和永久型铸造 — 提供改进的表面光洁度和公差的中间选项.
- 连续铸造和离心铸造 也用于酒吧, 戒指和某些形状.
关键铸造参数
- 浇注温度 / 过热: 遵守合金液相线并避免过度过热;
Concast 数据表明附近有液体 ～1000℃ 和附近的固相线 ～854℃ — 控制在一个狭窄的窗口内，以平衡流动性并避免氧化/浮渣. - 融化清洁度: 脱气和过滤必不可少; 锡青铜对氢孔隙度和氧化物夹杂物敏感 - 陶瓷过滤器和旋转脱气机可降低风险.
- 门控 & 进食: 设计供料器以提供厚截面的收缩率，并使用渐进的截面过渡以避免热点和热撕裂.
模拟 (填充/固化) 推荐用于复杂的几何形状. - 固化控制: 使用激冷件或激冷件/冒口进行定向凝固有助于减少收缩缺陷并细化较厚部分的微观结构.
铸造热处理
C90300是 不是沉淀硬化合金; 它对提高强度的固溶时效热处理没有反应.
典型的热步骤是 去应力退火 (消除铸造应力并提高机械加工性能) 或根据需要进行适度退火以提高延展性.
实际铸造实践依赖于铸造控制（而不是热处理）来实现大多数机械性能目标.
6. 可加工性, 加入 & 精加工
可加工性
- 适度的可加工性 — 相对于许多高强度铜合金，锡含量可增强切屑形成和可加工性;
常见的机械加工性能等级值使 C90300 处于常规车削的实用级别, 使用硬质合金刀具进行铣削和钻孔. - 推荐做法: 使用刚性夹具, 碳化物工具 (用于生产的涂层牌号), 保守进给以避免积屑瘤, 以及关键表面的光整加工.
其他合金中的硫和铅含量 (不是 C90300 无铅变体) 可以改变切屑控制——在选择切削参数之前验证成分.
加入
- 悬挂 需要时是青铜铸件的首选连接方法 (为青铜兼容性而选择的填充金属和焊剂).
- 焊接 通常避免大型铸件使用，因为青铜容易出现热裂和性能变化; 局部焊接可采用专业程序，并在不可避免的情况下进行焊后应力消除.
表面饰面
- 抛光, 电镀 (在, Ag), 上漆或生锈 通常根据功能或美学要求进行应用.
用于轴承表面, 珩磨或研磨产生润滑膜形成所需的表面纹理.
(与铸造厂协商选择精加工和连接工艺，以避免电镀兼容性问题和精加工粘附问题。)
7. 腐蚀, 磨损和摩擦学性能
- 耐腐蚀性: C90300等锡青铜展品 在淡水和海水环境中具有出色的耐受性 通常用于船用硬件和泵部件.
它们的锡含量可促进稳定的表面膜并降低对某些局部腐蚀机制的敏感性. - 摩擦学和轴承行为: C90300 的价值在于 良好的贴合性和嵌入性 - 在混合或边界润滑下，它倾向于接受小的硬颗粒进入较软的青铜基体，而不是划伤较硬的轴.
这使其成为衬套的首选材料, 滑动轴承和套筒在硬化钢上运行. 为了延长使用寿命，仍然需要适当的润滑和表面光洁度.
设计说明: 对于高负载旋转轴承，请考虑经过测试的轴承几何形状, 如果负荷超过青铜的能力，润滑制度和可能使用衬里或复合轴承.
8. UNS C90300合金的典型应用
指定 UNS C90300 的常见服务区域:
- 衬套, 套筒和滑动轴承 (液压泵, 变速箱).
- 泵和阀门组件 (叶轮, 阀体, 座位) - 特别是在船舶和水处理设备中.
- 齿轮, 蜗轮和小型结构铸件 需要铸造性和耐磨性的地方.
- 海军陆战队 配件和螺旋桨组件 需要耐海水腐蚀的场合.
- 装饰铸件和建筑元素 铜绿和美观很重要.
| 比较系数 | C90300 (锡青铜) | C51000 (磷青铜) | C95400 (铝青铜) | 铅铜 (例如。, C93200, 一般的) |
| 典型成分 (wt％) | 铜 ≈ 86–89; 锡 ≈ 7.5–9; 锌 ≈ 3–5; 少量铁/镍 | 铜 ≈ 90–95; 锡 ≈ 5–10; P ≈ 0.01–0.35 (痕迹) | 铜 ≈ 78–88; 铝 ≈ 5–11; 铁/镍/碳 (次要的) | 铜 + 锡基与 pb 添加~1–4% (各种), 小锌/锡 |
| 初级强化机制 | 实心解决方案 & 铸造富锡相 | 实心解决方案 + 磷化物分散体 (p) — 良好的弹簧/疲劳 | 实心解决方案 + 有序阶段; 通过 Al 含量实现高强度 | 实心解决方案; Pb 作为切屑控制的易加工/软相 |
| 典型的铸态 UTS (MPA) | 〜300–320 兆帕 | ~350–500 兆帕 (因合金而异 & 治疗) | 〜400–650 兆帕 (更高的强度) | 〜220–350 兆帕 (取决于铅, 锡含量) |
典型硬度 (HB) |
~70–140 HB (过程依赖) | 〜80–160 HB | ~120–220 HB (更高) | ~60–120 HB (因含铅而较软) |
| 穿 & 轴承性能 | 良好的服贴性 & 可嵌入性; 广泛用于套管 | 优异的疲劳和弹簧性能; 提供优质轴承合金 | 优异的耐磨和高承载能力 | 良好的润滑性/嵌入性; 轴承嵌件具有出色的机械加工性能 |
| 耐腐蚀性 (海水 / 湿环境) | 非常好 (海事服务共同点) | 好到非常好 (取决于锡) | 非常好到优秀 (铝青铜在海水中表现出色) | 一般; 含铅合金在某些环境中会腐蚀; 不适用于海水 |
可铸性 (代工行为) |
非常好——沙子, 壳, 投资 | 良好; 可铸造或锻造; 磷青铜经常锻造 | 不错——浇注温度较高, 对熔体控制挑剔 | 出色的铸造性; 广泛用于经济型铸造轴承/零件 |
| 可加工性 | 中等 — 通过 Sn 改善切屑控制 | 良好 (磷青铜如果坚硬的话可能具有挑战性) | 中等至困难——硬质合金磨损工具 | 出色的 (铅显着改善了自由切削行为) |
| 热处理性能 / 硬化 | 不可沉淀硬化; 仅退火/应力消除 | 一些变体对冷加工有反应; 不是经典的时效硬化 | 有些合金可以进行热处理以提高强度 (溶液/老化) | 不时效硬化; 性能由成分和加工控制 |
典型的应用 |
衬套, 泵零件, 阀, 海洋配件, 蜗轮 | 轴承, 弹簧, 电连接器, 磨损部件 | 重型轴承, 海洋螺旋桨, 高负载组件, 齿轮 | 经济型套管, 配件, 低成本机加工零件, 大批量组件 |
| 相对成本 | 中等——锡是一种优质元素 | 中高 (磷和高锡增加成本) | 更高 (铝青铜和合金化增加了成本) | 降低 (含铅合金经济) |
| 关键权衡 / 选型注意事项 | 平衡的穿着选择 + 腐蚀 + 可铸性 | 疲劳时选择 / 弹簧性能或电气性能很重要 | 选择最高强度 & 严重磨损 / 气阻 | 选择加工成本占主导地位且腐蚀性服务不重要的地方; 限制饮用水/水的使用 |
10. 结论
UNS C90300 锡青铜是 时间测试, 高价值铸造铜合金 擅长平衡机械强度, 戴阻力, 腐蚀耐久性, 和可铸性.
其精心设计的化学成分和均匀的微观结构在中等负载下提供一致的性能, 中低速服务环境, 使其成为海洋中不可或缺的, 流体处理, 机械动力传输, 和一般工程部门.
常见问题解答
C90300 中的典型锡含量是多少?
典型的锡是 ~7.5–9.0 重量% 以铜为余量; 锌通常存在于 ~3–5 重量%. 请务必检查您收到的批次的工厂证书.
C90300可以热处理增加强度吗?
否 — C90300 不是沉淀硬化合金.
强度和延展性主要通过成分控制, 截面尺寸和凝固速率; 采用去应力退火来保证尺寸稳定性.
UNS C90300 是否适合海水服务?
是的 - 锡青铜（例如 C90300）通常用于海洋环境和泵部件，因为相对于许多钢而言，它具有良好的耐海水腐蚀性和防污性能.
我应该指定什么铸造工艺?
使用 投资铸造 对于薄, 详细的零件和严格的公差; 砂型或壳型铸造 对于较大或经济的零件.
指定所需的表面光洁度, 预先公差带和无损检测要求.
