Бронзовый круг БрО3.5Ц7С5 — оловянно-цинково-свинцовая бронза для узлов трения
Бронзовый круг БрО3.5Ц7С5 — это горячедеформированный или литой пруток из оловянно-цинково-свинцовой бронзы, легированной оловом (3,5 %), цинком (7 %) и свинцом (5 %). Материал относится к группе антифрикционных бронз, применяемых в узлах трения с умеренными нагрузками и окружными скоростями. Круглая форма заготовки обеспечивает минимальный расход металла при последующей механической обработке на токарных и автоматных станках.
По сравнению с двухкомпонентными оловянными бронзами, БрО3.5Ц7С5 отличается повышенной технологичностью: цинк удешевляет состав, частично замещая олово, а свинец улучшает обрабатываемость резанием и снижает коэффициент трения в паре со стальным валом. Материал хорошо работает в условиях граничной смазки, допускает высокие скорости резания и обеспечивает стабильную геометрию деталей при серийном производстве втулок, колец и шайб.
Химический состав и структура
Содержание легирующих элементов регламентируется ГОСТ 613–79 для оловянных бронз, перерабатываемых в деформируемые полуфабрикаты. Основные компоненты:
- олово (Sn) — 3,0–4,5 %, формирует твёрдый раствор и упрочняет матрицу;
- цинк (Zn) — 6,0–8,0 %, повышает жидкотекучесть и плотность отливки;
- свинец (Pb) — 4,0–6,0 %, создаёт мягкие включения, работающие как твёрдая смазка;
- медь (Cu) — остальное, основа сплава.
Микроструктура представляет собой -твёрдый раствор с равномерно распределёнными свинцовыми включениями. Такая морфология обеспечивает низкую склонность к задирам и стабильный момент трения при пусках и остановках механизма.
Механические свойства и рабочие параметры
Предел прочности при растяжении для деформированного круга составляет 280–350 МПа, относительное удлинение — 15–25 %. Твёрдость по Бринеллю находится в диапазоне 60–80 HB. Материал сохраняет пластичность при температурах до 250 C, что позволяет использовать его в подшипниковых узлах без принудительного охлаждения.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия испытания | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 280–350 МПа | ГОСТ 1497 | 20 C | Втулки скольжения |
| Относительное удлинение | 15–25 % | ГОСТ 1497 | 20 C | Кольца уплотнительные |
| Твёрдость | 60–80 HB | ГОСТ 9012 | 20 C | Шайбы опорные |
| Предел текучести | 120–160 МПа | ГОСТ 1497 | 20 C | Вкладыши подшипников |
Обрабатываемость и технологические особенности
БрО3.5Ц7С5 относится к материалам с отличной обрабатываемостью резанием — группа обрабатываемости Б по ГОСТ 1412. Свинцовые включения действуют как стружколомы, что позволяет получать дроблёную стружку на токарных автоматах продольного точения и револьверных станках. Рекомендуемые режимы резания: скорость 200–400 м/мин для точения твёрдосплавным инструментом, подача 0,1–0,3 мм/об. Достигаемая шероховатость поверхности — Ra 1,6–3,2 мкм без дополнительного шлифования.
Свариваемость материала ограничена — применяется преимущественно пайка твёрдыми припоями или механическое соединение. При необходимости пайки используется флюс на основе буры с температурой процесса 700–800 C.
Применение в промышленном оборудовании
Круг БрО3.5Ц7С5 востребован в машиностроении для изготовления деталей, работающих в паре с закалёнными стальными валами при окружных скоростях до 5 м/с и удельных нагрузках до 15 МПа. Основные области использования:
- втулки и вкладыши подшипников скольжения в насосах, редукторах и компрессорах;
- направляющие втулки гидроцилиндров и пневмоцилиндров;
- седла и гнёзда клапанов в гидрораспределителях;
- опорные кольца и шайбы в узлах поворота строительной техники;
- детали арматуры трубопроводов — втулки штоков, упорные кольца;
- элементы червячных передач с бронзовыми венцами.
В пищевом и химическом машиностроении материал применяется в средах, не содержащих агрессивных кислот и щелочей, при температурах от –40 до +200 C. Для морской воды и влажных атмосфер рекомендуется выбирать более высокооловянные бронзы, так как БрО3.5Ц7С5 имеет ограниченную коррозионную стойкость в хлоридных средах.
Сортамент и поставка
Круги поставляются в горячепрессованном состоянии диаметром от 10 до 120 мм, длиной 1–4 м. Допуски на диаметр — h11 для обрабатываемых заготовок, h12 для прутков без механической обработки. Кривизна не превышает 3 мм на 1 м длины. По требованию заказчика возможна поставка в виде мерных отрезков, нарезанных под конкретную деталь.
Вопросы и ответы
Чем БрО3.5Ц7С5 отличается от БрО5Ц5С5?
БрО3.5Ц7С5 содержит меньше олова (3,5 % против 5 %) и больше цинка (7 % против 5 %). Это снижает стоимость материала и улучшает обрабатываемость, но уменьшает прочность и антифрикционные свойства при высоких нагрузках. Для узлов с удельными давлениями свыше 15 МПа предпочтительна БрО5Ц5С5.
Можно ли использовать круг БрО3.5Ц7С5 для изготовления червячных колёс?
Да, при окружных скоростях до 3 м/с и умеренных нагрузках. Для тяжёлых червячных передач с длительным режимом работы рекомендуется бронза БрО10Ф1, обладающая более высокой износостойкостью и сопротивлением заеданию.
Какая смазка совместима с бронзовыми втулками из БрО3.5Ц7С5?
Материал совместим с минеральными и синтетическими маслами, пластичными смазками на литиевой и кальциевой основе. При граничной смазке эффективны составы с дисульфидом молибдена, снижающие коэффициент трения до 0,05–0,08.
Подвержен ли материал коррозионному растрескиванию под напряжением?
БрО3.5Ц7С5 не склонен к коррозионному растрескиванию в атмосферных условиях и пресной воде. В средах с аммиаком и его соединениями возможно образование трещин при наличии растягивающих напряжений, поэтому для таких условий требуется защитное покрытие.
