Бронзовый круг БРОЦС4-4-17 — оловянно-цинково-свинцовая бронза для узлов трения
Бронзовый круг БРОЦС4-4-17 — это горячедеформированный или холоднодеформированный пруток из оловянно-цинково-свинцовой бронзы, легированной оловом в количестве 3,0–5,0 %, цинком — 3,0–5,0 % и свинцом — 14,0–20,0 %. Материал относится к группе антифрикционных бронз, применяемых для изготовления деталей, работающих в паре с закалённой сталью при граничной смазке. Круг БРОЦС4-4-17 поставляется в соответствии с ГОСТ 10025-78 (прутки) и ГОСТ 18175-78 (деформируемые бронзы), диаметр сечения — от 10 до 120 мм.
Характеристики и структура
Структура БРОЦС4-4-17 — -твёрдый раствор с равномерно распределёнными включениями свинца, который выполняет роль твёрдой смазки в зоне контакта. Свинец не растворяется в медной матрице, поэтому при трении образует тонкую плёнку на поверхности сопряжённой детали, снижая коэффициент трения до 0,008–0,012 при установившемся режиме. Олово упрочняет твёрдый раствор, цинк повышает жидкотекучесть и плотность отливки, а также удешевляет сплав без существенного снижения механических свойств.
Механические характеристики круга БРОЦС4-4-17 в состоянии поставки:
- временное сопротивление разрыву — 300–350 МПа;
- относительное удлинение — 4–10 %;
- твёрдость по Бринеллю — 70–90 HB;
- предел текучести — 130–150 МПа.
Материал демонстрирует стабильную работу при температурах до 250 C, однако при длительном нагреве выше 300 C наблюдается разупрочнение матрицы и коагуляция свинцовых включений, что ограничивает применение в высокотемпературных узлах.
Обрабатываемость и технологические особенности
БРОЦС4-4-17 — одна из наиболее технологичных бронз в обработке резанием. Наличие свинца обеспечивает дробление стружки и снижает налипание материала на режущую кромку, что позволяет достигать шероховатости поверхности Ra 0,8–1,6 мкм при точении и Ra 0,4–0,8 мкм при шлифовании. Рекомендуемые режимы точения: скорость 200–400 м/мин, подача 0,05–0,3 мм/об, глубина резания до 2 мм. Материал пригоден для нарезания резьбы, фрезерования пазов и сверления глубоких отверстий без применения СОЖ.
Деформируемость в горячем состоянии позволяет изготавливать из круга БРОЦС4-4-17 фасонные профили и поковки при температуре 750–850 C. В холодном состоянии сплав допускает гибку и правку с ограниченными степенями деформации — до 15–20 % без промежуточного отжига.
Применение в промышленности
Основное назначение круга БРОЦС4-4-17 — производство подшипников скольжения и антифрикционных деталей, работающих при умеренных скоростях и высоких удельных нагрузках. Сплав применяется в узлах, где использование баббитов нецелесообразно по прочностным требованиям, а бронзы с высоким содержанием олова — избыточно дороги.
- втулки и вкладыши подшипников скольжения для насосного оборудования;
- сепараторы и направляющие втулки в металлорежущих станках;
- червячные венцы и гайки ходовых винтов с шагом до 12 мм;
- уплотнительные кольца и манжеты гидроцилиндров;
- детали арматуры трубопроводов — седла, золотники, распределители;
- антифрикционные втулки в редукторах и коробках передач.
В паре с закалённой и шлифованной сталью (HRC 45–55) круг БРОЦС4-4-17 обеспечивает ресурс работы до 8000–12000 часов при смазке индустриальными маслами И-20А, И-30А или пластичными смазками типа Литол-24. При граничной смазке допустимая скорость скольжения — до 2 м/с, удельное давление — до 15 МПа.
Сравнение с другими антифрикционными бронзами
| Марка | Олово, % | Свинец, % | Твёрдость, HB | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| БРОЦС4-4-17 | 3,0–5,0 | 14,0–20,0 | 70–90 | Подшипники, втулки при граничной смазке |
| БрО5Ц5С5 | 4,0–6,0 | 4,0–6,0 | 60–75 | Арматура, втулки при умеренных нагрузках |
| БрО10Ф1 | 9,0–11,0 | — | 90–110 | Высоконагруженные узлы, червячные пары |
По сравнению с БрО5Ц5С5, круг БРОЦС4-4-17 демонстрирует более низкий коэффициент трения при недостаточной смазке, но уступает по усталостной прочности. Относительно оловянной бронзы БрО10Ф1 материал проигрывает в износостойкости при высоких контактных напряжениях, однако выигрывает в обрабатываемости и стоимости.
Особенности заказа и контроля качества
При заказе круга БРОЦС4-4-17 необходимо указывать диаметр, состояние поставки (горячекатаный, холоднокатаный или прессованный), а также группу точности по ГОСТ 10025-78. Химический состав контролируется спектральным анализом, механические свойства — испытаниями на растяжение образцов, вырезанных вдоль оси прутка. Допустимые отклонения по диаметру для нормальной точности составляют 0,5 мм для размеров до 30 мм и 1,0 % для больших сечений.
Поверхность круга не должна иметь трещин, плен, раковин и закатов. Допускаются локальные дефекты глубиной не более половины предельного отклонения по диаметру при условии их удаления зачисткой. Кривизна прутка не должна превышать 5 мм на 1 метр длины для диаметров до 50 мм.
Вопросы и ответы
Чем отличается БРОЦС4-4-17 от БрО5Ц5С5?
Основное отличие — повышенное содержание свинца (14–20 % против 4–6 %). Это обеспечивает лучшие антифрикционные свойства при граничной смазке и более высокую обрабатываемость резанием, но снижает механическую прочность и усталостную выносливость.
Какие допуски на диаметр круга БРОЦС4-4-17?
По ГОСТ 10025-78 для прутков нормальной точности допуск составляет 0,5 мм для диаметров до 30 мм и 1,0 % для диаметров свыше 30 мм. Для повышенной точности допуски ужесточаются до 0,3 мм и 0,8 % соответственно.
Можно ли использовать БРОЦС4-4-17 в морской воде?
Сплав обладает ограниченной коррозионной стойкостью в морской воде из-за наличия свинца, который снижает пассивацию поверхности. Для длительной работы в солёной воде рекомендуется применять оловянные бронзы без свинца, например БрО10Ф1.
Какая максимальная рабочая температура для БРОЦС4-4-17?
Допустимая температура эксплуатации — до 250 C. При превышении этого порога происходит разупрочнение матрицы и ускоренная коагуляция свинцовых включений, что приводит к снижению антифрикционных свойств и ресурса узла.
