Бронзовый слиток (чушка) БрКН1-3: характеристики и применение
Бронзовый слиток (чушка) БрКН1-3 — литейная оловянно-свинцовистая бронза, выплавляемая по ГОСТ 614–97 и поставляемая в виде чушек массой 1–5 кг для последующей переплавки в фасонное литьё. Марка содержит 1 % олова и 3 % свинца при базовой меди; такое соотношение обеспечивает антифрикционные свойства и стабильную работу в узлах трения скольжения при ограниченных нагрузках.
Химический состав и структура
Сплав относится к системе Cu–Sn–Pb с гетерогенной структурой: мягкая свинцовистая фаза распределена в медной матрице, легированной оловом. Свинец не растворяется в меди и выделяется в виде отдельных включений, выполняющих роль твёрдой смазки. Именно эта особенность отличает БрКН1-3 от безоловянных марок и определяет её поведение в подшипниковых парах.
- Медь (Cu) — основа, не менее 90 %
- Олово (Sn) — 0,8–1,2 %
- Свинец (Pb) — 2,5–3,5 %
- Примеси (Fe, Sb, Ni, Zn) — суммарно не более 1,0 %
- Фосфор (P) — не более 0,05 %
Физико-механические свойства
Механические характеристики БрКН1-3 зависят от способа переработки: литые чушки служат шихтовой заготовкой, а свойства формируются после заливки в форму. Сплав обладает низкой температурой плавления и хорошей жидкотекучестью, что позволяет получать тонкостенные отливки без недоливов.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Температура плавления | 950–1000 | C | ликвидус | ГОСТ 614–97 |
| Плотность | 8,8–8,9 | г/см | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 150–200 | МПа | литьё в кокиль | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость по Бринеллю | 60–80 | HB | после заливки | ГОСТ 9012 |
| Коэффициент трения | 0,08–0,12 | — | со смазкой | стендовые испытания |
Технологические особенности переплавки
Чушка БрКН1-3 предназначена для индукционной и дуговой плавки в графитовых или шамотных тиглях. Свинец склонен к ликвации, поэтому перед разливкой расплав необходимо интенсивно перемешивать. Перегрев выше 1100 C приводит к испарению свинца и угару олова, что смещает состав за пределы марочного диапазона.
- Индукционные печи ИСТ, ИЧТ — основное плавильное оборудование
- Защитная атмосфера из аргона снижает окисление олова
- Раскисление фосфористой медью перед выпуском
- Разливка в кокиль или центробежное литьё для втулок
- Модифицирование лигатурой Cu–P для измельчения структуры
Области применения
Сплав востребован там, где требуется сочетание антифрикционности и стойкости к знакопеременным нагрузкам при умеренных скоростях скольжения. Из переплавленной БрКН1-3 изготавливают детали узлов трения прокатного, металлургического и энергетического оборудования.
- Вкладыши и втулки подшипников скольжения прокатных станов
- Шестерни и червячные колёса редукторов металлообрабатывающих станков
- Арматура запорная для трубопроводов технической воды
- Детали насосов центробежного типа в системах оборотного водоснабжения
- Уплотнительные кольца и сепараторы в узлах горно-обогатительного оборудования
Нормативная база и приёмка
Поставка чушек регламентируется ГОСТ 614–97, маркировка включает номер партии и массу. Входной контроль на машиностроительных предприятиях предусматривает спектральный анализ каждой партии и проверку на отсутствие шлаковых включений. Отклонение по свинцу более 0,3 % служит основанием для возврата шихты поставщику.
Вопросы и ответы
Чем БрКН1-3 отличается от БрОЦС5-5-5?
БрКН1-3 содержит меньше олова и не содержит цинка, что снижает стоимость, но уменьшает прочность. БрОЦС5-5-5 применяют при более высоких нагрузках, тогда как БрКН1-3 оптимальна для умеренных режимов трения.
Допускается ли переплавка чушек в тигельной печи сопротивления?
Да, при рабочей температуре 1000–1050 C и перемешивании расплава. Однако производительность ниже, чем при индукционной плавке, а риск ликвации свинца выше.
Какая масса одной чушки по ГОСТ 614–97?
Стандартная масса чушки — 1–5 кг. Форма и масса согласовываются с потребителем, отклонение по массе не должно превышать 5 %.
Применяется ли БрКН1-3 для литья под давлением?
Сплав пригоден для литья под давлением при температуре заливки 980–1020 C. Свинцовая составляющая улучшает заполняемость пресс-формы, но требует усиленной вентиляции рабочей зоны.
