Legure za lijevanje bronce

Odabir prave legure za lijevanje bronce jedna je od najkonzekventnijih odluka u dizajnu i nabavi proizvoda. Pogrešna legura može dovesti do preranog kvara, previsokih troškova ili nepoštivanja regulatornih zahtjeva. Prava legura osigurava desetljeća pouzdanog rada s optimalnim mehaničkim svojstvima, otpornošću na koroziju i obradivošću. Conex bakar bavi se lijevanjem i strojnom obradom brončanih komponenti više od 25 godina, opslužujući klijente u SAD-u, Velikoj Britaniji, Europi i diljem svijeta. Ovaj sveobuhvatni vodič pokriva sve glavne legure za lijevanje bronce — njihov sastav, mehanička svojstva, otpornost na koroziju, karakteristike lijevanja, obradivost i idealne primjene — kako bi pomogao inženjerima, stručnjacima za nabavu i dizajnerima proizvoda da naprave najbolji izbor za svoju primjenu.

Što je bronca? Bronca protiv mjedi protiv bakra

Bronca je legura na bazi bakra u kojoj je primarni legirajući element bilo što drugo osim cinka. Najtradicionalnije bronce koriste kositar kao primarni legirajući element, ali moderne inženjerske bronce uključuju silicijsku broncu (silicij kao primarni legirajući element), aluminijsku broncu (aluminij), mangansku broncu (mangan) i olovno-kositrenu broncu. Mjed, nasuprot tome, koristi cink kao primarni legirajući element. Razlika je važna za specifikaciju: komponenta navedena kao "bronca" trebala bi biti prava legura bakra i kositra, a ne legura bakra s visokim sadržajem cinka (mjed).

Sve glavne brončane legure za lijevanje — svojstva i ekvivalenti

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

Najbolje za: Ventili, tijela pumpi, cijevni priključci, brodski hardver, ležajne čahure i opći industrijski odljevci. Najčešće korištena brončana legura za lijevanje u cijelom svijetu zbog svoje izvrsne livljivosti, tlačne nepropusnosti i otpornosti na koroziju u slatkoj vodi, morskoj vodi (umjerena brzina) i industrijskoj atmosferi. Sadržaj olova osigurava dobru obradivost i nepropusnost na pritisak ispunjavanjem poroznosti mikroskupljanja tijekom skrućivanja.

2. Fosforna bronca — legure za lijevanje s visokim udjelom kositra (Navy M, C90700)

Najbolje za: Zupčanici, pužni kotači, čahure, kućišta ležajeva i habajuće komponente za velika opterećenja. Visok sadržaj kositra (10%) daje tvrđu leguru otporniju na habanje od LG2. Nizak sadržaj olova znači smanjenu obradivost u usporedbi s LG2, ali veća tvrdoća i otpornost na zamor opravdavaju specifikaciju za primjene zupčanika i ležajeva. Nije prikladan za nepropusno lijevanje tako lako kao LG2 — zahtijeva pažljivo hranjenje.

3. Olovna kositrena bronca (LTB1 / SAE 660 / C93200)

Najbolje za: Ležajne čahure, klizni ležajevi, potisne podloške i klizni ležajevi koji nose umjerena opterećenja pri umjerenim brzinama. SAE 660 (C93200) najčešće je korištena bronca za ležajeve u SAD-u, koja nudi ravnotežu čvrstoće, prilagodljivosti (olovo ugrađuje čestice prljavštine) i obradivosti. Sadržaj olova djeluje kao kruto mazivo i pomaže ležaju da se prilagodi laganom neusklađenju bez zapinjanja.

4. Aluminijska bronca (AB1 / AB2 — C95400, C95800)

Najbolje za: Brodski propeleri, glavčine propelera, rotori pumpi za morsku vodu, sjedišta ventila, strukturne komponente za pučinske brodove i dijelovi za teške uvjete rada. AB2 (nikal-aluminijska bronca) je vrhunska legura za kućišta pumpi za morsku vodu i propelere zbog svoje izvanredne otpornosti na kavitacijsku eroziju i napad udarca. Mnogo tvrđi i jači od LG2 — zahtijeva alat od karbida i manje brzine obrade. Može se toplinski obraditi (žarenje u otopini + starenje) za maksimalnu čvrstoću.

5. Silicijska bronca (SC1 / C87600 / C65500)

Najbolje za: Arhitektonski odljevci, osovine pumpi, brodski hardver (ukrasni i strukturni), tijela konektora trafostanica, hardverski vijci i pričvrsni elementi, i sve primjene koje zahtijevaju i dobru otpornost na koroziju i zavarljivost. Silicijska bronca jedina je standardna legura bronce koja se može lako zavarivati ​​TIG i MIG bez osjetljivosti, što je čini idealnom za hibridne sklopove lijevane i proizvedene. Po prirodi ne sadrži olovo — pogodno za NSF 61 primjenu u pitkoj vodi u nekim jurisdikcijama.

6. Manganska bronca (mjed visoke čvrstoće / HTB1 / C86300)

Najbolje za: Osovine propelera, brodski hardver pod velikim opterećenjem, premosne ploče, velike čahure i habajuće ploče, teški prazni zupčanici, tijela ventila u radu pod visokim tlakom i bilo koja primjena koja zahtijeva najveću vlačnu čvrstoću dostupnu od legure lijevanog bakra. HTB1/C86300 najjači je standardni odljevak od bakrene legure, ali ga je teže lijevati od LG2 ili silikonske bronce zbog uskog raspona smrzavanja i sklonosti pucanju u vrućem stanju. Zahtijeva pažljiv dizajn uzoraka i sustav hranjenja.

7. Bakar-nikal (CuNi 90/10 i 70/30 — stupnjevi lijevanja)

Najbolje za: Završne ploče brodskih izmjenjivača topline, brodski spremnici i dijelovi trupa, komponente postrojenja za desalinizaciju i rukovanje naftnim i plinskim fluidima na moru gdje je potrebna otpornost na udare i biološko obraštanje u morskoj vodi. Legure bakra i nikla vrlo su otporne na biološko obraštanje (pričvršćivanje mraka i algi), što ih čini jedinstveno prikladnima za primjenu pod vodom. Nije široko lijevan, ali iznimno vrijedan u nišnim pomorskim primjenama.

8. Kositrena bronca - legure s visokim udjelom olova (C94300)

Najbolje za: Klizni ležajevi s vrlo malom brzinom i velikim opterećenjem (glavni ležajevi dizelskog motora, zakretni klinovi hidrauličkog cilindra, teški prešani ležajevi) gdje visok sadržaj olova (25%) osigurava maksimalnu prilagodljivost i otpornost na habanje u uvjetima graničnog podmazivanja. Matrica od mekog olova ugrađuje abrazivne čestice i osigurava samopodmazivanje kada se uljni film pokvari. Nije prikladan za strukturne odljevke — čvrstoća je vrlo niska.

Tablica usporedbe legure za lijevanje bronce

Kako odabrati pravu leguru za lijevanje bronce

Koristite ovaj okvir za odlučivanje kako biste odabrali optimalnu leguru za lijevanje bronce za svoju primjenu:

• Ventili opće namjene, armatura i brodski hardver: LG2 / C83600 — zadani izbor za 80% aplikacija za lijevanje bronce
• Ležajevi i čahure (umjereno opterećenje/brzina): SAE 660 / C93200 (olovno-kalajna bronca) za najbolju usklađenost
• Zupčanici, pužni kotači, površine visoke habanja: Navy M / C90700 ili fosforna bronca za veću tvrdoću i otpornost na zamor
• Strukturni dijelovi visoke čvrstoće, pumpe za morsku vodu: Aluminijska bronca AB1 (C95400) ili AB2 (C95800) za maksimalnu vlačnu čvrstoću i otpornost na kavitaciju
• Zavarljiva arhitektonska ili električna konektorska tijela: Silicijska bronca SC1 / C87600
• Najveća vlačna čvrstoća, osovine propelera: Manganska bronca HTB1 / C86300
• Potopljeni brodski izmjenjivači topline, protiv obraštanja: bakar-nikal 90/10 / C96200
• Klizni ležaji za velika opterećenja i male brzine: Visokokositrena bronca C94300
• Sukladnost s pitkom vodom (NSF 61/372): Silicijska bronca C87600 ili navedene legure s popisa NSF-a

Postupci lijevanja bronce dostupni u Conex Copper

Lijevanje u pijesku: Složeni oblici, širok raspon legura, CT8–CT10 točnost, 50 g do 500 kg. Idealno za prototipove i proizvodnju male količine u LG2, aluminijskoj bronci i silikonskoj bronci.

Lijevanje pod pritiskom gravitacije: Strože tolerancije (CT5–CT7), bolja završna obrada površine, veća produktivnost za srednje količine u LG2 i silikonskoj bronci.

Uložni lijev (po izgubljenom vosku): Najveća preciznost (CT4–CT6), izvrsna završna obrada površine, složena geometrija s tankim stijenkama. Za LG2, silikonske brončane i aluminijske brončane precizne dijelove.

Kontinuirano lijevanje: Brončana šipka, cijev i šipka u LG2, s brončanim ležajem i fosfornom broncom za strojnu obradu sirovina.

Zašto odabrati Conex bakar za brončane odljevke?

• Sve glavne brončane legure unutar tvrtke — LG2, aluminijska bronca, silicijska bronca, fosforna bronca, ležajna bronca
• Potpuna mogućnost lijevanja u strojno obrađenu komponentu — uzorak → lijevanje → strojna obrada → NDT → otprema
• ASTM i EN certificirana sirovina — MTC prema ASTM B62, B148, B584 na svim odljevcima
• ISO 9001:2015 certificiran — potpuna sljedivost i NDT opcije (LPT, X-zrake, ispitivanje tlakom)
• 25+ godina iskustva u lijevanju bronce — služenje američkim, britanskim, europskim i globalnim klijentima
• Legure sukladne NSF 61/372 — dostupno za zahtjeve američkog tržišta pitke vode
• Konkurentne cijene u Indiji — 40–60% uštede u usporedbi s američkim i europskim brončanim odljevcima
• Brza izrada prototipa — prvi odljevci za 3 do 5 tjedana od odobrenog izvlačenja

Često postavljana pitanja — legure za lijevanje bronce

P1: Koja je najčešće korištena legura za lijevanje bronce?

LG2 bronca (C83600 / CC491K / bronca 85-5-5-5) najraširenija je brončana legura za lijevanje na globalnoj razini, specificirana za većinu ventila, spojnih dijelova, tijela pumpi i odljevaka brodske opreme. Njegova kombinacija livljivosti, otpornosti na koroziju, obradivosti i razumne cijene čini ga prvim izborom za većinu općenitih primjena lijevanja bronce. To je "zadana" bronca - razmotrite alternative samo kada LG2 ne može zadovoljiti specifične zahtjeve čvrstoće, tvrdoće ili regulatorne zahtjeve.

P2: Kada trebam koristiti aluminijsku broncu umjesto LG2?

Navedite aluminijsku broncu (C95400 AB1 ili C95800 AB2) kada: je potrebna vlačna čvrstoća iznad 450 MPa (LG2 max je ~280 MPa); komponenta radi u morskoj vodi velike brzine (iznad 3 m/s) gdje bi LG2 pretrpio eroziju; okolina sadrži sumpornu kiselinu, fluorovodičnu kiselinu ili druge medije agresivne za olovne kositrene bronce; ili radne temperature iznad 250°C susreću se u radu parnog ventila. Viša cijena i težina obrade aluminijske bronce opravdani su njezinim performansama u ovim zahtjevnim uvjetima.

P3: Koja je razlika između LG2 i SAE 660 (C93200) brončanog ležaja?

LG2 (C83600) ima 5% olova i optimiziran je za tlačno nepropusne odljevke (ventili, fitinzi). SAE 660 (C93200) ima 7% olova i 7% kositra, optimiziran za primjene na ležajevima i čahurama gdje više olova osigurava bolju usklađenost, mogućnost ugradnje abrazivnih čestica i otpornost na zapinjanje pod graničnim podmazivanjem. SAE 660 odljevci se obično ne ispituju pod tlakom — koriste se kao čvrste košuljice ležaja, a ne kao kućišta koja drže tlak.

P4: Je li silikonska bronca prikladna za primjenu u pitkoj vodi (NSF 61)?

Silicijska bronca (C87600) sama po sebi ne sadrži olovo (obično manje od 0,02% olova) i koristi se za opremu za pitku vodu diljem svijeta. Međutim, potpuni popis proizvoda NSF 61 i NSF 372 zahtijeva da gotov proizvod testira i uvrsti na popis akreditirana organizacija za certifikaciju. Isporučujemo odljevke u C87600 s certifikatom legure koji podržava kupčevu NSF prijavu na popis. Usklađenost California AB 1953 s niskim sadržajem olova ispunjena je prirodnim sastavom silicijske bronce bez olova.

P5: Što je manganska bronca i kada se koristi?

Manganska bronca (HTB1, C86300) tehnički je mjed s visokim sadržajem cinka (60% Cu, 26% Zn) s dodacima mangana, željeza i aluminija koji dramatično povećavaju čvrstoću na 640–760 MPa — najveću od bilo koje standardne legure bakra. To je legura izbora za lopatice brodskih propelera (odljevci od 1 do 10 tona), velika propelerska vratila, pužne kotače za teške strojeve i strukturnu podvodnu opremu. Njegova visoka čvrstoća dolazi po cijenu veće složenosti lijevanja i osjetljivosti na uklanjanje cinka u određenim okruženjima.

P6: Mogu li se brončani odljevci zavarivati ​​za popravak?

Zavarljivost značajno varira ovisno o leguri. Silicijska bronca (C87600) najlakše je zavariti korištenjem TIG-a sa silicij brončanom žicom za punjenje i prethodno zagrijavanjem na 100°C. Bronca LG2 može se zavarivati ​​TIG ili plinom za popravak s punilom C83600 ili C86100, ali legure s olovom stvaraju poroznost u metalu zavara ako se primjenjuje prekomjerna toplina. Aluminijska bronca (C95400) zahtijeva pažljivo prethodno zagrijavanje (150–200°C) i zavarena je aluminijskom brončanim punilom (ERCuAl-A2). Fosforna bronca i legure za ležajeve ne preporučuju se za zavarivanje.

P7: Koja su NDT ispitivanja dostupna za brončane odljevke pod pritiskom?

Dostupan NDT za brončane odljevke: ispitivanje tekućim penetrantom (LPT) prema ASTM E1417 za površinske pukotine; radiografsko ispitivanje (X-zrake) prema ASTM E94 za unutarnju poroznost i inkluzije u kritičnim odljevcima; ultrazvučno ispitivanje (UT) za odljevke debelih tlačnih posuda; hidrauličko ispitivanje tlaka na radnom tlaku od 1,5× do 2,0× za kućišta ventila i pumpe; i ispitivanje curenja helijem za brtvljenje visokog integriteta. Uz svaki ispitani odljevak dobivaju se potvrde o ispitivanju.

P8: Koji se ASTM standardi primjenjuju na brončane odljevke?

Ključni ASTM standardi za lijevanje: B62 (olovna kositrena bronca — C83600 LG2), B148 (aluminijski brončani odljevci — C95400, C95800), B584 (pješčani odljevci od legure bakra, općenito), B271 (centrifugalni odljevci od legure bakra), B369 (odljevci od legure bakra i nikla) i B198 (odljevci od silicijske bronce). Za britanske i europske projekte, BS EN 1982 pokriva sve odljevke od bakrenih legura s oznakama razreda CC-serije. Isporučujemo MTC prema primjenjivom standardu sa svim proizvodnim odljevcima.

P9: Koja je razlika između lijevanja u pijesak i gravitacijskog lijevanja za broncu?

Za lijevanje u pijesak koriste se potrošni pješčani kalupi — niska cijena alata (500 do 3000 USD po uzorku), bilo koja složenost uključujući unutarnje prolaze i udubljenja, CT8–CT10 točnost, Ra 12–25 µm završna obrada. Gravitacijsko tlačno lijevanje koristi trajne metalne matrice — veći trošak alata (3000 do 15 000 USD po kalupu), ograničeno na jednostavne geometrije bez udubljenja, CT5–CT7 točnost, Ra 5–10 µm završna obrada površine, niža jedinična cijena za srednje do velike količine (iznad 500 komada godišnje). Za većinu tijela ventila i kućišta crpki, lijevanje u pijesak koristi se za prototipove i male količine, prijelaz na gravitacijsko tlačno lijevanje za etablirane proizvode u redovnoj proizvodnji.

P10: Kako je uklanjanje cinka relevantno za legure za lijevanje bronce?

Dezincifikacija (selektivno uklanjanje cinka iz legure korozijom) utječe na legure bakra s udjelom cinka iznad približno 15-20% u mekoj ili blago kiseloj vodi. Prave bronce (LG2, aluminijska bronca, silicijska bronca, fosforna bronca) sadrže manje od 10% cinka u većini slučajeva i dezincifikacija ne utječe značajno na njih. Manganska bronca (26% Zn) i neke "komercijalne bronce" s visokim udjelom cinka osjetljive su i ne bi se trebale specificirati za vodovodne instalacije s toplom vodom ili za potopljene primjene bez testiranja otpornosti na decinkovanje.

P11: Koje je tipično vrijeme isporuke za brončane pješčane odljevke iz Conex Coppera?

Izrada novog uzorka: 2 do 4 tjedna. Prvi pješčani odljevci (grubi): 1 do 2 tjedna nakon odobrenja uzorka. Strojna obrada odljevaka: dodajte 1 do 3 tjedna. Ukupno vrijeme isporuke prvog artikla za strojno obrađene i pregledane odljevke: 5 do 8 tjedana. Ponovite narudžbe na postojećim uzorcima: grubi odljevci za 1 do 2 tjedna; potpuno obrađeno za 2 do 4 tjedna. Alati za gravitacijsko tlačno lijevanje: dodatnih 4 do 6 tjedana za proizvodnju kalupa prije prvih dijelova.

P12: Koja se minimalna količina narudžbe odnosi na prilagođene brončane odljevke?

Ne postoji fiksna minimalna količina narudžbe — pojedinačni odljevci prototipa prihvaćaju se za provjeru uzorka i validaciju dizajna. Uz to, jedinična cijena se značajno poboljšava iznad 10 do 25 komada po leguri/uzorku, budući da su troškovi punjenja peći, postavljanja uzorka i pregleda raspoređeni na više jedinica. Za redovitu proizvodnju tipične su količine narudžbi od 100+ komada po izdanju kako bi se opravdalo ulaganje u gravitacijski alat i postigao najniži jedinični trošak.