Tinn Bronse 10-1: ZCuSn10P1 Sammensetning og egenskaper

Hva tinnbronse 10-1 er

Tinnbronse 10-1 er en støpt kobberlegering hvis betegnelse lyder som de to kontrollerende legeringstilsetningene: nominelt 10 % tinn og 1 % fosfor. I det kinesiske nasjonale standardsystemet er karakteren skrevet ZCuSn10P1, der den ledende Z markerer en støpelegering, CuSn identifiserer kobbertinnbasen og de etterfølgende tallene registrerer de nominelle tilleggene. Fosfortilsetningen er et bevisst deoksideringsmiddel og herder: det foredler den støpte strukturen og øker slitestyrken, som er grunnen til at denne kvaliteten behandles som et lager- og bøssingmateriale i stedet for en generell bronse.

Legeringen kjennetegnes av høy hardhet, utmerket slitestyrke, lav tendens til å feste seg mot en ståloverflate, god støpeevne, god bearbeidbarhet og god korrosjonsbestandighet i atmosfæren og i ferskvann. Disse egenskapene oppnås direkte i støpt tilstand, uten behov for varmebehandling.

Betegnelse og Standardgrunnlag

C90700 er den nærmeste amerikanske betegnelsen for en støpt tinnbronse av denne komposisjonstypen. Der en tegning siterer en av betegnelsene, forblir de kontrollerende dokumentene sammensetningsgrensene og minimumsgrensene for mekaniske egenskaper i stedet for navnet, så tabellene nedenfor bør kontrolleres mot kjøpsspesifikasjonen før legeringen bestilles.

Kjemisk sammensetning

Tinnutvalget er bevisst bredt fordi tinn er den viktigste faste løsningsforsterkeren og kontrollerer mengden hard, tinnrik fase som bærer belastningen under bruk. Fosfor må holde seg innenfor vinduet: under minimum er støpegodset utilstrekkelig deoksidert, mens over det blir legeringen for hard og sprø for bøssinger som må tilpasses en aksel.

Mekaniske egenskaper

Disse minima beskriver et materiale som er sterkt nok til å bære bærende belastninger, men beholder nok duktilitet til å bli presset eller krympemontert i et hus uten å sprekke. Hardhet over 88 HB er den egenskapen som mest direkte omsettes til slitasjelevetid på en smurt aksel.

Tjenesteytelse

Slitasjemotstand:den harde tinnlagerfasen støtter belastningen mens den mykere matrisen løper inn mot akselen, noe som gir lav slitasjehastighet på begge deler.

Anti-anfallsadferd:legeringen motstår lokal sveising til stål, så et kort tap av smøring er mindre sannsynlig å score tappen.

Casting ytelse:god flyt og et smalt fryseområde gjør det mulig å produsere lyd, tett støpegods i sand, permanent mugg og kontinuerlige støperuter.

Bearbeidbarhet:bra, med legeringen som brytes i korte spon slik at lagerboringer, oljespor og toleransepasninger kan etterbehandles nøyaktig.

Korrosjonsbestandighet:god i atmosfæren og i ferskvann, som passer til pumpe-, ventil- og marine maskindeler.

Typiske bruksområder og arbeidsgrenser

Legeringen er spesifisert for slitasjebestandige deler som arbeider under høy belastning og høy glidehastighet, spesielt:

Koblingsstenger og stangendeforinger

Hylselager og viklede foringer for pumper, kompressorer og girkasser

Trykkskiver og lagerskall

Gir og snekkehjul i sakte og middels hastighet

Ventilføringer, tapplager og glideblokker

Det anerkjente arbeidsvinduet for disse komponentene er et kontakttrykk under 20 MPa kombinert med glidehastigheter opp til ca. 8 m/s. Innenfor denne konvolutten utvikler legeringen en stabil smørefilm og leverer et langt serviceintervall. Over den stiger friksjonsvarmen raskere enn smøremidlet kan fjerne det og lagerfilmen brytes ned, som er den vanlige årsaken til for tidlig svikt som tilskrives selve materialet.

Ofte stilte spørsmål

Spørsmål: Hva betyr 10-1 i tinnbronse 10-1?
Tallene er de nominelle legeringstilsetningene: ca. 10 % tinn og 1 % fosfor. Standardbetegnelsen for denne sammensetningen er ZCuSn10P1.

Spørsmål: Hvilken standard dekker denne legeringen?
GB/T 1176-2013 dekker støpte kobberlegeringer i det kinesiske systemet og viser ZCuSn10P1. Den nærmeste amerikanske støpte tinnbronsebetegnelsen av samme komposisjonstype er C90700.

Spørsmål: Hva er de minste mekaniske egenskapene?
360 MPa strekkfasthet, 170 MPa flytegrense, 6 % forlengelse og 88 HB hardhet.

Spørsmål: Hvilken belastning og hastighet kan et lager i dette materialet bære?
Den er beregnet for slitasjebestandige deler under høy belastning og høy glidehastighet, typisk opp til ca. 20 MPa kontakttrykk med glidehastigheter opp til ca. 8 m/s.

Spørsmål: Trenger legeringen varmebehandling?
Nei. Egenskapene kommer fra den støpte strukturen, så deler brukes i støpt tilstand, eventuelt spenningsavlastet dersom maskineringsstabilitet krever det.

Spørsmål: Hvordan fungerer det i vann og i atmosfæren?
Korrosjonsmotstanden er god i atmosfæren og i ferskvann, og derfor er det vanlig i pumpe- og ventilkomponenter som håndterer disse mediene.