Отливки бронзовые БрО3Ц13С4 — оловянно-цинково-свинцовистая бронза для ответственных узлов трения
Отливки бронзовые БрО3Ц13С4 — это фасонное литьё из оловянно-цинково-свинцовистой бронзы, легированной оловом (2,5–4,0 %), цинком (11,0–14,0 %) и свинцом (3,0–5,0 %). Материал относится к группе литейных броня с умеренным содержанием олова, что обеспечивает оптимальный баланс между антифрикционными свойствами, технологичностью при литье и стоимостью. Отливки из БрО3Ц13С4 предназначены для эксплуатации в узлах трения скольжения, работающих при средних скоростях и нагрузках в условиях ограниченной смазки.
Технологические особенности литья и структура
БрО3Ц13С4 выплавляется в индукционных печах с графитовыми тиглями; допустим переплав в электродуговых печах. Литьё производится в песчано-глинистые формы, кокиль и по выплавляемым моделям. Жидкотекучесть сплава высокая, усадка при кристаллизации составляет 1,4–1,6 %, что позволяет получать отливки сложной конфигурации с толщиной стенки от 6 до 120 мм. Структура металла — -твёрдый раствор с включениями эвтектоида ( + ) и равномерно распределёнными свинцовыми выделениями, выполняющими роль сухой смазки в зоне контакта.
Механические свойства отливок зависят от способа литья: при литье в кокиль предел прочности достигает 245–275 МПа, при литье в песчаные формы — 195–225 МПа. Относительное удлинение составляет 8–15 %, твёрдость по Бринеллю — 590–780 МПа. Материал хорошо обрабатывается резанием, что важно для финишных операций при изготовлении вкладышей и втулок с высокой точностью геометрии.
Эксплуатационные характеристики в узлах трения
Основное назначение отливок БрО3Ц13С4 — изготовление деталей, работающих в паре со стальным валом без термической обработки или с закалённой поверхностью. Сплав демонстрирует стабильный коэффициент трения в диапазоне 0,08–0,12 при смазке маслом и до 0,25 при граничной смазке. Допустимая удельная нагрузка составляет до 12 МПа при скорости скольжения до 4 м/с; произведение PV (нагрузка скорость) не должно превышать 10 МПам/с.
Свинец в составе обеспечивает прирабатываемость пары трения и устойчивость к задирам при кратковременных перегрузках. Цинк повышает коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в пресной воде, что расширяет область применения отливок по сравнению с чисто оловянными бронзами. Сплав не рекомендуется для работы в морской воде и в средах с pH ниже 6,5.
Номенклатура отливок и применяемость
Из БрО3Ц13С4 изготавливают фасонные отливки по чертежам заказчика, а также типовые заготовки: втулки, гильзы, кольца, сегменты подшипников, гайки ходовых винтов, ползуны, направляющие. Литьё поставляется в виде отливок с припусками на механическую обработку или в термически обработанном состоянии (отжиг при 600–650 C для снятия внутренних напряжений).
Типовые области применения отливок:
- подшипники скольжения и втулки прокатных станов, крановых механизмов и лебёдок;
- направляющие втулки и седла клапанов гидрораспределителей;
- гайки ходовых винтов металлорежущих станков и прессового оборудования;
- червячные колеса тихоходных передач с осевым модулем до 8 мм;
- уплотнительные кольца и детали арматуры для систем водоснабжения;
- вкладыши опор скольжения насосов и компрессоров.
Химический состав и допустимые отклонения
Состав сплава регламентируется ГОСТ 613–79. Содержание примесей ограничено: железо — до 0,5 %, сурьма — до 0,3 %, алюминий — до 0,02 %, кремний — до 0,02 %. Суммарное количество посторонних примесей не должно превышать 1,3 %. Контроль химического состава проводится спектральным методом на образцах от каждой плавки.
| Параметр | Литьё в кокиль | Литьё в песчаную форму | Литьё по выплавляемым моделям | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 245–275 | 195–225 | 225–255 | Испытание на растяжение |
| Относительное удлинение, % | 10–15 | 8–12 | 9–13 | Испытание на растяжение |
| Твёрдость HB, МПа | 650–780 | 590–690 | 620–720 | Твердомер ТШ |
| Плотность, г/см | 8,7–8,8 | 8,7–8,8 | 8,7–8,8 | Гидростатическое взвешивание |
Особенности заказа и приёмки
Отливки из БрО3Ц13С4 поставляются по ГОСТ 613–79 или по техническим условиям предприятия-изготовителя. При заказе указываются способ литья, класс точности размеров, группа отливки по сложности и необходимость термообработки. Допускается поставка отливок с литейными уклонами и радиусами, не влияющими на работоспособность детали после механической обработки. Контроль герметичности ответственных отливок проводится гидравлическим испытанием при давлении до 2,5 МПа.
Вопросы и ответы
Какие виды литья применяются для отливок БрО3Ц13С4?
Используется литьё в песчано-глинистые формы, в кокиль и по выплавляемым моделям. Выбор метода определяется серийностью, требованиями к точности размеров и шероховатости поверхности отливки.
Для каких условий эксплуатации предназначены отливки из БрО3Ц13С4?
Сплав рассчитан на узлы трения скольжения с удельной нагрузкой до 12 МПа и скоростью скольжения до 4 м/с. Допустимое произведение PV — до 10 МПам/с при смазке маслом.
Какие механические свойства гарантируются для отливок в кокиль?
Предел прочности составляет 245–275 МПа, относительное удлинение — 10–15 %, твёрдость по Бринеллю — 650–780 МПа. Значения подтверждаются испытаниями образцов от каждой плавки.
В каких средах не рекомендуется применять отливки БрО3Ц13С4?
Сплав не предназначен для работы в морской воде, кислых средах с pH ниже 6,5 и в условиях интенсивной кавитации. Для таких сред следует применять оловянные бронзы с повышенным содержанием олова.
