Бронзовый слиток (чушка) БрО3Ц13С4
БрО3Ц13С4 — литейная оловянно-цинково-свинцовистая бронза, выплавляемая и поставляемая в виде чушек (слитков) для последующей переплавки в фасонное литьё. Химический состав регламентируется ГОСТ 613–79 (марка БрО3Ц13С4), слитки — ГОСТ 614–97. Сплав относится к группе антифрикционных литейных бронз с повышенным содержанием цинка и свинца при пониженном содержании олова, что обеспечивает сочетание износостойкости и демпфирующей способности с умеренной стоимостью по сравнению с высокооловянными марками.
Химический состав и структура
Средние массовые доли компонентов: олово — 2,5–4,0 %, цинк — 12,0–15,0 %, свинец — 3,5–5,0 %, медь — основа. Примеси (железо, алюминий, никель, фосфор, сурьма) ограничены нормами ГОСТ 613–79. Структура литого металла — -твёрдый раствор олова и цинка в меди с включениями свинца, распределённого по границам зёрен и в междендритных участках. Свинец выполняет роль твёрдой смазки, снижая коэффициент трения и улучшая прирабатываемость.
Технологические и механические характеристики
Температура плавления находится в интервале 950–1000 C, температура заливки в кокиль или песчано-глинистую форму — 1050–1150 C. Сплав обладает узким интервалом кристаллизации, хорошей жидкотекучестью и малой склонностью к газонасыщению, что позволяет получать плотные отливки сложной конфигурации. Усадка линейная — 1,2–1,5 %. Механические свойства в литом состоянии: временное сопротивление 200–250 МПа, относительное удлинение 5–10 %, твёрдость 60–80 HB. Сплав не упрочняется термической обработкой.
| Показатель | Значение | Условие испытания | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Олово, % | 2,5–4,0 | химический анализ | ГОСТ 613–79 | основной легирующий элемент |
| Цинк, % | 12,0–15,0 | химический анализ | ГОСТ 613–79 | упрочнитель твёрдого раствора |
| Свинец, % | 3,5–5,0 | химический анализ | ГОСТ 613–79 | антифрикционная фаза |
| в, МПа | 200–250 | растяжение, литое | ГОСТ 613–79 | без термообработки |
| Твёрдость, HB | 60–80 | по Бринеллю | справочно | зависит от скорости охлаждения |
| Температура заливки, C | 1050–1150 | литьё в форму | техпроцесс | перегрев не более 1200 C |
Форма выпуска и маркировка чушек
Слитки отливают в изложницы или на разливочных конвейерах; масса одной чушки — от 3 до 30 кг в зависимости от предприятия-изготовителя. Поверхность не должна иметь шлаковых включений, наплывов и трещин; допускается зачистка дефектов без нарушения геометрии. Маркировка наносится на торец или боковую грань: марка сплава, номер партии, клеймо ОТК. Транспортная упаковка — пакеты на поддонах, обвязанные металлической лентой, либо деревянные ящики для мелких партий.
Области применения
- Подшипники скольжения прокатных станов, вкладыши подшипников электродвигателей и редукторов.
- Втулки, вкладыши и упорные кольца узлов трения металлорежущих станков.
- Арматура запорная и регулирующая для систем водоснабжения и пара низкого давления.
- Детали насосов центробежного типа: рабочие колёса, корпуса, уплотнительные кольца.
- Червячные колёса и венцы червячных передач грузоподъёмных механизмов.
- Антифрикционные вставки узлов трения горно-обогатительного оборудования.
Переработка и условия эксплуатации
Чушки переплавляют в индукционных тигельных печах или отражательных агрегатах под слоем флюса (древесный уголь, бура). Перед заливкой расплав раскисляют фосфористой медью в количестве 0,05–0,15 % по фосфору для повышения жидкотекучести. Рабочая температура узлов трения из БрО3Ц13С4 — до 200 C при умеренных нагрузках; при превышении удельного давления свыше 15 МПа и скорости скольжения выше 3 м/с требуется непрерывная подача смазки. Сплав устойчив в пресной воде и нейтральных средах, ограниченно стоек в морской воде и кислотах.
Вопросы и ответы
Чем БрО3Ц13С4 отличается от БрО5Ц5С5?
БрО3Ц13С4 содержит меньше олова (2,5–4,0 % против 4,0–6,0 %) и больше цинка (12,0–15,0 % против 4,0–6,0 %). Это снижает стоимость и повышает демпфирующие свойства, но уменьшает коррозионную стойкость в агрессивных средах.
Допускается ли повторная переплавка чушек без корректировки состава?
Да, при условии контроля угара цинка и свинца. Цинк испаряется при перегреве выше 1200 C, поэтому после каждой плавки проводят спектральный анализ и корректируют состав лигатурами.
Какая твёрдость обеспечивается в кокильной отливке?
При литье в металлический кокиль твёрдость достигает 75–85 HB за счёт ускоренной кристаллизации; в песчаной форме — 60–75 HB.
Применяется ли сплав для литья под давлением?
БрО3Ц13С4 пригоден для литья под давлением при температуре расплава 1000–1080 C, однако из-за содержания свинца требуется усиленная вентиляция рабочей зоны.
