Бронзовый круг БрОС10-10: состав, свойства и применение
Бронзовый круг БрОС10-10 — это горячедеформированный или холоднодеформированный пруток из оловянно-свинцовистой бронзы, легированной цинком. Материал относится к группе литейных оловянных бронз, однако поставляется в виде деформированных полуфабрикатов круглого сечения, что определяет его механические характеристики и область применения. Химический состав регламентируется ГОСТ 613, а сортамент круглых прутков — ГОСТ 10025.
Химический состав и структура
Основные легирующие элементы сплава БрОС10-10 — олово (9,0–11,0%) и свинец (8,0–11,0%), дополнительно вводится цинк в количестве 0,5–2,0%. Свинец присутствует в структуре в виде самостоятельных включений, не растворяясь в твёрдом растворе на основе меди. Такая структурная особенность обеспечивает антифрикционные свойства материала: включения свинца работают как твёрдая смазка в парах трения, снижая коэффициент трения и предотвращая задиры при граничной смазке.
Олово упрочняет твёрдый раствор и формирует эвтектоидную составляющую, повышающую износостойкость. Цинк выполняет роль раскислителя и дополнительного упрочнителя, а также улучшает жидкотекучесть расплава. Суммарное содержание примесей (железо, никель, сурьма, алюминий, кремний) ограничено 1,0%.
Механические характеристики прутков
Механические свойства бронзового круга БрОС10-10 зависят от способа деформации и состояния поставки. Горячекатаные прутки диаметром до 50 мм имеют временное сопротивление разрыву не менее 195 МПа, относительное удлинение — не менее 15%. Твёрдость по Бринеллю составляет 70–90 HB. Материал сохраняет пластичность при пониженных температурах, однако не предназначен для работы при температурах выше 250 C из-за склонности к разупрочнению.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | Горячекатаный | 195–245 | 15–20 | 70–85 |
| 25–50 | Горячекатаный | 195–235 | 15–18 | 70–90 |
| 55–100 | Горячекатаный | 185–225 | 12–15 | 70–90 |
Технологические особенности обработки
Бронзовый круг БрОС10-10 хорошо поддаётся механической обработке резанием: включения свинца действуют как стружколомы, обеспечивая дробление стружки и снижая температуру в зоне резания. Это позволяет достигать высокой чистоты обработанной поверхности (Ra 1,6–3,2 мкм) без применения специальных СОЖ. Материал пригоден для пайки твёрдыми и мягкими припоями, а также для аргонодуговой сварки, однако сварные соединения уступают основному металлу по прочности и не рекомендуются для ответственных нагруженных узлов.
Применение в промышленности
Основное назначение прутков БрОС10-10 — изготовление узлов трения, работающих в паре со стальными закалёнными валами при умеренных скоростях скольжения (до 5 м/с) и удельных нагрузках до 15 МПа. Материал применяется в условиях ограниченной смазки или её периодического отсутствия.
- Втулки и вкладыши подшипников скольжения для прокатных станов и металлорежущих станков
- Направляющие втулки и кольца гидроцилиндров строительной и дорожной техники
- Сепараторы и вкладыши опор скольжения насосного оборудования
- Червячные венцы и гайки ходовых винтов металлообрабатывающих станков
- Антифрикционные детали арматуры трубопроводного транспорта — седла, уплотнительные кольца
- Втулки шарниров и пальцевых соединений сельскохозяйственных машин
Благодаря коррозионной стойкости в морской воде и слабоагрессивных средах, круг БрОС10-10 используется в судостроении для изготовления дейдвудных подшипников и рулевых устройств. В пищевом машиностроении материал применяется для узлов, контактирующих с нейтральными средами, при условии отсутствия требований к санитарной обработке паром.
Преимущества и ограничения
Ключевое преимущество БрОС10-10 перед безоловянными бронзами — стабильные антифрикционные свойства при недостаточной смазке и устойчивость к задирам при пусковых режимах. По сравнению с бронзой БрО5Ц5С5, сплав БрОС10-10 имеет повышенное содержание свинца, что улучшает прирабатываемость пары трения, но снижает механическую прочность. Материал не рекомендуется применять при ударных нагрузках и в средах с сероводородом, вызывающим коррозионное растрескивание.
Вопросы и ответы
Чем отличается БрОС10-10 от БрО5Ц5С5?
БрОС10-10 содержит вдвое больше олова и свинца, что обеспечивает более высокие антифрикционные свойства и лучшую прирабатываемость, но уступает БрО5Ц5С5 по прочностным характеристикам и ударной вязкости.
Какие допуски на диаметр предусмотрены для круга БрОС10-10?
Для горячекатаных прутков диаметром 10–50 мм допуск составляет 0,5 мм, для диаметров 55–100 мм — 0,8 мм. Точность обработки поверхности — h12–h14.
Можно ли использовать БрОС10-10 для изготовления червячных колёс?
Да, материал применяется для червячных венцов при окружных скоростях до 3 м/с и кратковременных пиковых нагрузках. Для более тяжёлых условий рекомендуется бронза БрО10Ф1.
Какой режим термообработки применяется для снятия внутренних напряжений?
Для стабилизации размеров деталей из БрОС10-10 применяется низкий отпуск при 200–250 C с выдержкой 2–3 часа и медленным охлаждением на воздухе.
