Bronze støbelegeringer

At vælge den rigtige bronzestøbelegering er en af ​​de mest konsekvensbeslutninger inden for produktdesign og indkøb. Den forkerte legering kan føre til for tidlig fejl, for store omkostninger eller manglende overholdelse af lovkrav. Den rigtige legering leverer årtiers pålidelig service med optimale mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed og bearbejdelighed. Conex kobber har støbt og bearbejdet bronzekomponenter i over 25 år, og betjener kunder i USA, Storbritannien, Europa og verden over. Denne omfattende vejledning dækker alle større bronzestøbelegeringer - deres sammensætning, mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed, støbeegenskaber, bearbejdelighed og ideelle anvendelser - for at hjælpe ingeniører, indkøbsfagfolk og produktdesignere med at træffe det bedste valg til deres anvendelse.

Hvad er bronze? Bronze vs. Messing vs. Kobber

Bronze er en kobberbaseret legering, hvor det primære legeringselement er alt andet end zink. De mest traditionelle bronzer bruger tin som det primære legeringselement, men moderne ingeniørbronzer omfatter siliciumbronze (silicium som primært legeringselement), aluminiumbronze (aluminium), manganbronze (mangan) og blytinbronze. Messing derimod bruger zink som det primære legeringselement. Forskellen har betydning for specifikationen: en komponent angivet som "bronze" bør være en ægte kobber-tin-legering, ikke en højzink-kobberlegering (messing).

Alle større bronzestøbelegeringer — egenskaber og ækvivalenter

1. LG2 Bronze (Gunmetal 85-5-5-5)

Bedst til: Ventiler, pumpehuse, rørfittings, marine hardware, lejebøsninger og generelle industrielle støbegods. Den mest udbredte bronzestøbelegering på verdensplan på grund af dens fremragende støbeevne, tryktæthed og korrosionsbestandighed i ferskvand, havvand (moderat hastighed) og industrielle atmosfærer. Blyindholdet giver god bearbejdelighed og tryktæthed ved at udfylde mikrokrympeporøsitet under størkning.

2. Fosforbronze — højtinstøbelegeringer (Navy M, C90700)

Bedst til: Gearemner, snekkehjul, bøsninger, lejehuse og slidstærke komponenter. Højt tinindhold (10%) giver en hårdere, mere slidstærk legering end LG2. Det lave blyindhold betyder reduceret bearbejdelighed sammenlignet med LG2, men den højere hårdhed og udmattelsesstyrke retfærdiggør specifikation for gear- og lejeapplikationer. Ikke egnet til tryktæt støbning så let som LG2 - kræver omhyggelig fodring.

3. Blyholdig tinbronze (LTB1 / SAE 660 / C93200)

Bedst til: Lejebøsninger, aksellejer, trykskiver og bøsningslejer, der bærer moderate belastninger ved moderate hastigheder. SAE 660 (C93200) er den mest udbredte lejebronze i USA, der tilbyder en balance mellem styrke, tilpasningsevne (bly indlejrer snavspartikler) og bearbejdelighed. Blyindholdet fungerer som et solidt smøremiddel og hjælper lejet med at tilpasse sig en lille forskydning uden at sætte sig fast.

4. Aluminiumsbronze (AB1 / AB2 — C95400, C95800)

Bedst til: Skibspropeller, propellernav, pumpehjul til havvand, ventilsæder, offshore-konstruktionskomponenter og sliddele. AB2 (nikkel-aluminium bronze) er den førende legering til havvandspumpehuse og propeller på grund af dens enestående modstand mod kavitationserosion og stødangreb. Meget hårdere og stærkere end LG2 — kræver hårdmetalværktøj og langsommere bearbejdningshastigheder. Kan varmebehandles (opløsningsudglødning + alder) for maksimal styrke.

5. Siliciumbronze (SC1 / C87600 / C65500)

Bedst til: Arkitektoniske støbegods, pumpeaksler, marinebeslag (dekorativt og strukturelt), understationskonnektorlegemer, hardwarebolte og fastgørelseselementer og enhver applikation, der kræver både god korrosionsbestandighed og svejsbarhed. Siliciumbronze er den eneste standard bronzelegering, der let kan TIG- og MIG-svejses uden sensibilisering, hvilket gør den ideel til støbte og fremstillede hybridenheder. Blyfri af natur — velegnet til NSF 61 drikkevandsapplikationer i nogle jurisdiktioner.

6. Manganbronze (messing med høj trækstyrke / HTB1 / C86300)

Bedst til: Propelaksler, marinebeslag under høj belastning, broplader, store bøsninger og slidplader, tunge gearemner, ventilhuse i højtryksdrift og enhver applikation, der kræver den højeste trækstyrke tilgængelig fra en støbt kobberlegering. HTB1/C86300 er den stærkeste standard kobberlegering støbning, men er sværere at støbe end LG2 eller silicium bronze på grund af dens smalle fryseområde og tendens til at hot-crack. Kræver omhyggeligt mønsterdesign og fodringssystem.

7. Kobber-nikkel (CuNi 90/10 og 70/30 - støbekvaliteter)

Bedst til: Marine varmeveksler endeplader, skibs havkister og skrogbeslag, komponenter til afsaltningsanlæg og offshore olie- og gasvæskehåndtering, hvor modstand mod stød og biobegroning i havvand er påkrævet. Kobber-nikkel-legeringer er meget modstandsdygtige over for biobegroning (barnacle og alger vedhæftning), hvilket gør dem unikke velegnede til nedsænkede marine applikationer. Ikke bredt støbt, men ekstremt værdifuldt i niche marine applikationer.

8. Tinbronze – legeringer med højt blyleje (C94300)

Bedst til: Meget lavhastigheds-, højbelastnings-glidelejer (dieselmotorhovedlejer, hydrauliske cylinderdrejestifter, tunge presselejer), hvor det høje blyindhold (25%) giver maksimal tilpasningsevne og modstandsdygtighed over for klemning under grænsesmøringsforhold. Den bløde blymatrix indlejrer slibende partikler og giver selvsmøring, når oliefilmen nedbrydes. Ikke egnet til strukturelle støbegods - styrken er meget lav.

Bronze støbelegering sammenligningstabel

Sådan vælger du den rigtige bronzestøbelegering

Brug denne beslutningsramme til at vælge den optimale bronzestøbelegering til din applikation:

• Generelle formål ventiler, fittings og marine hardware: LG2 / C83600 — standardvalget for 80 % af bronzestøbeapplikationer
• Lejer og bøsninger (moderat belastning/hastighed): SAE 660 / C93200 (blyholdig tinbronze) for den bedste tilpasningsevne
• Gear, snekkehjul, slidstærke overflader: Navy M / C90700 eller Phosphor Bronze for højere hårdhed og træthedsstyrke
• Højstyrke strukturelle dele, havvandspumper: Aluminium Bronze AB1 (C95400) eller AB2 (C95800) for maksimal trækstyrke og kavitationsmodstand
• Svejsbare arkitektoniske eller elektriske konnektorlegemer: Silicium Bronze SC1 / C87600
• Højeste trækstyrke, propelaksler: Mangan Bronze HTB1 / C86300
• Nedsænkede marine varmevekslere, antibegroning: Kobber-Nikkel 90/10 / C96200
• Tungt belastning, lavhastigheds glidelejer: Høj bly tin bronze C94300
• Overholdelse af drikkevand (NSF 61/372): Siliciumbronze C87600 eller specificerede NSF-listede legeringer

Bronzestøbeprocesser tilgængelig hos Conex Copper

Sandstøbning: Komplekse former, bredt legeringsområde, CT8–CT10 nøjagtighed, 50 g til 500 kg. Ideel til prototyper og lavvolumen produktion i LG2, aluminium bronze og silicium bronze.

Gravity trykstøbning: Snævrere tolerancer (CT5–CT7), bedre overfladefinish, højere produktivitet for mellemstore volumener i LG2 og siliciumbronze.

Investering (tabt voks) støbning: Højeste præcision (CT4–CT6), fremragende overfladefinish, kompleks geometri med tynde vægge. Til LG2, silicium bronze og aluminium bronze præcisionsdele.

Kontinuerlig støbning: Bronzestang, rør og stang i LG2, bærende bronze og fosforbronze til bearbejdning af emner.

Hvorfor vælge Conex kobber til bronzestøbegods?

• Alle større bronzelegeringer i huset — LG2, aluminium bronze, silicium bronze, fosfor bronze, leje bronze
• Fuld kapacitet til støbning til bearbejdet komponent — mønster → støbning → bearbejdning → NDT → forsendelse
• ASTM og EN certificeret råmateriale — MTC ifølge ASTM B62, B148, B584 på alle støbegods
• ISO 9001:2015 certificeret — fuld sporbarhed og NDT-muligheder (LPT, røntgen, tryktest)
• 25+ års erfaring med bronzestøbning — betjener amerikanske, britiske, europæiske og globale kunder
• NSF 61/372 kompatible legeringer — tilgængelig for det amerikanske drikkevandsmarkeds krav
• Konkurrencedygtige priser i Indien — 40-60 % omkostningsbesparelser i forhold til amerikanske og europæiske bronzestøbninger
• Hurtig prototype-turaround — første støbning om 3 til 5 uger fra godkendt tegning

Ofte stillede spørgsmål - Bronzestøbelegeringer

Q1: Hvad er den mest brugte bronzestøbelegering?

LG2 bronze (C83600 / CC491K / gunmetal 85-5-5-5) er den mest udbredte bronze støbelegering globalt, specificeret til størstedelen af ​​ventiler, fittings, pumpehuse og marine hardware støbegods. Dens kombination af støbeevne, korrosionsbestandighed, bearbejdelighed og rimelige omkostninger gør den til det første valg til de fleste generelle bronzestøbeanvendelser. Det er "standard" bronze - overvej kun alternativer, når LG2 ikke kan opfylde specifik styrke, hårdhed eller regulatoriske krav.

Q2: Hvornår skal jeg bruge aluminiumsbronze i stedet for LG2?

Angiv aluminiumbronze (C95400 AB1 eller C95800 AB2), når: trækstyrke over 450 MPa er påkrævet (LG2 max er ~280 MPa); komponenten fungerer i havvand med høj hastighed (over 3 m/s), hvor LG2 ville blive udsat for erosion; miljøet indeholder svovlsyre, flussyre eller andre medier, der er aggressive over for blyholdige tinbronze; eller driftstemperaturer over 250°C forekommer i dampventilservice. De højere omkostninger og bearbejdningsvanskeligheder ved aluminiumbronze er begrundet i dens ydeevne under disse krævende forhold.

Q3: Hvad er forskellen mellem LG2 og SAE 660 (C93200) bærende bronze?

LG2 (C83600) har 5% bly og er optimeret til tryktætte støbegods (ventiler, fittings). SAE 660 (C93200) har 7 % bly og 7 % tin, optimeret til leje- og bøsningsapplikationer, hvor den højere bly giver bedre tilpasningsevne, indlejring af slibende partikler og modstandsdygtighed over for angreb under grænsesmøring. SAE 660 støbegods er typisk ikke tryktestet - de bruges som solide lejeforinger frem for trykholdige huse.

Q4: Er siliciumbronze egnet til drikkevandsapplikationer (NSF 61)?

Siliciumbronze (C87600) er i sagens natur blyfri (typisk mindre end 0,02 % bly) og er blevet brugt til drikkevandsbeslag globalt. Fuld NSF 61 og NSF 372 produktliste kræver dog, at det færdige produkt testes og listes af en akkrediteret certificeringsorganisation. Vi leverer støbegods i C87600 med legeringscertificeringen, der understøtter kundens NSF-noteringsapplikation. California AB 1953 overensstemmelse med lavt blyindhold opfyldes af siliciumbronzes naturlige blyfri sammensætning.

Q5: Hvad er manganbronze, og hvornår bruges det?

Manganbronze (HTB1, C86300) er teknisk set en højzink-messing (60% Cu, 26% Zn) med mangan-, jern- og aluminiumtilsætninger, der dramatisk øger styrken til 640-760 MPa - den højeste af enhver standard kobberlegering. Det er den foretrukne legering til marine propelblade (1 til 10 tons støbegods), store propelaksler, snekkegearhjul til tunge maskiner og strukturelt undervandsbeslag. Dens høje styrke kommer på bekostning af større støbekompleksitet og modtagelighed for afzinkning i visse miljøer.

Q6: Kan bronzestøbegods svejses til reparation?

Svejsbarheden varierer betydeligt efter legering. Siliciumbronze (C87600) er den lettest svejsbare ved hjælp af TIG med siliciumbronzefyldtråd og forvarm til 100°C. LG2-bronze kan TIG- eller gassvejses til reparation med C83600 eller C86100 fyldstof, men blyholdige legeringer producerer porøsitet i svejsemetal, hvis der påføres overdreven varme. Aluminiumsbronze (C95400) kræver omhyggelig forvarmning (150–200°C) og er svejset med aluminiumsbronzefyldstof (ERCuAl-A2). Fosforbronze og lejelegeringer anbefales ikke til svejsning.

Spørgsmål 7: Hvilke NDT-test er tilgængelige for trykstøbning af bronze?

Tilgængelig NDT til bronzestøbegods: flydende penetranttest (LPT) i henhold til ASTM E1417 for overfladerevner; radiografisk testning (røntgen) i henhold til ASTM E94 for intern porøsitet og indeslutninger i kritiske støbegods; ultralydstestning (UT) for tyktskårne trykbeholderstøbninger; hydraulisk trykprøvning ved 1,5× til 2,0× arbejdstryk for ventilhuse og pumpehuse; og heliumlækagetest til tætningsapplikationer med høj integritet. Testcertifikater leveres med hver testet støbning.

Q8: Hvilke ASTM-standarder gælder for bronzestøbegods?

Nøgle ASTM støbestandarder: B62 (blyet tinbronze — C83600 LG2), B148 (aluminiumsbronzestøbegods — C95400, C95800), B584 (kobberlegeringssandstøbegods, generelt), B271 (kobberlegering centrifugalstøbegods), B369 (kobber-nikkelstøbegods), B369 (kobber-nikkelstøbegods). støbegods). For britiske og europæiske projekter dækker BS EN 1982 alle kobberlegeringsstøbegods med CC-seriens kvalitetsbetegnelser. Vi leverer MTC i henhold til gældende standard med alle produktionsstøbegods.

Q9: Hvad er forskellen mellem sandstøbning og gravitationsstøbning til bronze?

Sandstøbning bruger brugbare sandforme - lave værktøjsomkostninger (USD 500 til 3000 pr. mønster), enhver kompleksitet inklusive interne passager og underskæringer, CT8-CT10-nøjagtighed, Ra 12-25 µm overfladefinish. Gravity-støbning bruger permanente metalmatricer - højere værktøjsomkostninger (USD 3000 til 15.000 pr. matrice), begrænset til simple geometrier uden underskæringer, CT5-CT7-nøjagtighed, Ra 5-10 µm overfladefinish, lavere enhedsomkostninger for mellemstore til høje volumener (over 500 stykker pr. år). For de fleste ventilhuse og pumpehuse anvendes sandstøbning til prototyper og lave volumener, overgang til gravitationsstøbning for etablerede produkter i almindelig produktion.

Q10: Hvordan er afzinkning relevant for bronzestøbelegeringer?

Afzinkning (selektiv fjernelse af zink fra legeringen ved korrosion) påvirker kobberlegeringer med zinkindhold over ca. 15-20 % i blødt eller let surt vand. Ægte bronzer (LG2, aluminium bronze, silicium bronze, fosfor bronze) indeholder mindre end 10% zink i de fleste tilfælde og er ikke væsentligt påvirket af afzinkning. Manganbronze (26% Zn) og nogle "kommercielle bronzer" med højt zinkindhold er følsomme og bør ikke specificeres til varmtvandsinstallationer eller nedsænkede applikationer uden afzinkningsmodstandstest.

Q11: Hvad er den typiske gennemløbstid for bronzesandstøbegods fra Conex Copper?

Ny mønsterfremstilling: 2 til 4 uger. Første sandstøbning (ru): 1 til 2 uger efter mønstergodkendelse. Bearbejdning af støbegods: tilsæt 1 til 3 uger. Samlet leveringstid fra første artikel for bearbejdede og inspicerede støbegods: 5 til 8 uger. Gentag ordrer på eksisterende mønstre: ru støbninger om 1 til 2 uger; færdigbearbejdet på 2 til 4 uger. Gravity-støbeværktøj: yderligere 4 til 6 uger til fremstilling af matrice før de første dele.

Q12: Hvilken minimumsordremængde gælder for tilpassede bronzestøbegods?

Der er ingen fast minimumsordremængde - enkelte prototypestøbegods accepteres til mønsterprøve og designvalidering. Når det er sagt, forbedres enhedspriserne betydeligt over 10 til 25 styk pr. legering/mønster, da omkostningerne til ovnladning, mønsteropsætning og inspektion er spredt på flere enheder. For almindelig produktion er ordremængder på 100+ styk pr. udgivelse typiske for at retfærdiggøre investeringer i gravitationsværktøjsværktøjer og opnå de laveste enhedsomkostninger.