Бронзовый прокат

bronzaКруг бронзовый

Вы можете найти у нас бронзовый круг. Наши бронзовые круги обладают пластичностью и высокой износостойкостью. Антифрикционные свойства бронзы, из которой делают круг бронзовый, позволяют противостоять силе трения. Круги бронзовые применяются в различных сферах, в зависимости от их свойств и методики изготовления. Бронзовые круги широко используются при изготовлении клапанов, втулок, шестерен, узлов, гаек и прочего. Мы можем предложить Вам бронзовые круги мягкие, твердые, полутвердые, особо твердые. Круг бронзовый применяется в автомобилестроении, космической и авиационной промышленности, все благодаря прекрасным свойствам бронзы. Бронзовый круг обладает прекрасными физическими характеристиками. Вы можете быть уверены в качестве наших бронзовых кругов.

БРОНЗЫ  и  БРОНЗОВЫЙ  ПРОКАТ

Классификация бронзовых сплавов

Бронзами называются сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элемен-тами являются олово, алюминий, железо и другие элементы (кроме цинка, сплавы с которым относятся к латуням). Маркировка бронз состоит из  сочетания «Бр»,  букв, обозначающих основ-ные легирующие элементы и цифр, указывающих на их содержание.

По химическому составу бронзы классифицируются по названию основного легирующего элемента. При этом бронзы условно делят на два класса: оловянные (с обязательным присут-ствием олова) и безоловянные.

По применению бронзы делят на деформируемые, технологические свойства которых допускают производство проката и поковок, и литейные, используемые для литья. В то же время многие бронзы,  из которых производится прокат, используются и для литья.

Химический состав и марки бронзовых сплавов определены в следующих ГОСТах:

Литейные: оловянные в ГОСТ 613-79,  безоловянные в ГОСТ 493-79.

Деформируемые: оловянные в ГОСТ 5017-2006,  безоловянные в ГОСТ 18175-78

Многообразие бронз отражает приведенная ниже таблица. В ней представлены практически все деформируемые и часть литейных бронз.  Бронзы, используемые исключительно как литейные, помечены «звездочкой». В дальнейшем будут рассматриваться преимущественно деформируемые бронзы.

                                              ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ  
      БрО5*    БрОФ4-0.25     БрОЦ4-3        БрОС8-12*   БрОЦС4-4-2.5
     БрО10*    БрОФ6.5-0.15     БрОЦ8-4*        БрОС5-25*   БрОЦС4-4-17
     БрО19*      БрОФ7-0.2    БрОЦ10-2*       БрОС10-10*   БрОЦС5-5-5*
     БрОФ10-1*        БрОС6-15*   БрОЦС6-6-3*
                                                     АЛЮМИНИЕВЫЕ БРОНЗЫ
      БрА5     БрАМц9-2     БрАЖ9-4    БрАЖМц10-3-1.5   БрАЖН10-4-4
      БрА7    БрАМц10-2*   БрАЖНМц10-4-4-1   БрАЖН11-6-6*
 КРЕМНИСТЫЕ    БЕРИЛЛИЕВЫЕ   КАДМИЕВЫЕ        МАГНИЕВЫЕ    ХРОМОВЫЕ
   БрКМц3-1         БрБ2      БрКд1   БрМг0.3 (0.5 и 0.8)       БрХ0.8
    БрКН1-3       БрБ2.5  БрКдХ0.5-0.15        БрХ1
   БрКН0.5-2     БрБНТ-1.9       БрХ1Цр
 СЕРЕБРЯНЫЕ  ЦИРКОНИЕВЫЕ      СВИНЦОВЫЕ     МАРГАНЦЕВЫЕ
    БрСр0.1      БрЦр0.2      БрС30*           БрМц5

Физические свойства бронзовых сплавов

Модуль упругости Е разных марок меняется в широких пределах: от 10000 (БрОФ, БрОЦ) до 14000 (БрКН1-3, БрЦр). Модуль сдвига G меняется в пределах 3900-4500. Эти величины сильно зависят от состояния бронзы (литье, прокат, до и после облагораживания). Для нагартованных лент наблюдается анизотропия по отношению к направлению прокатки.

Обрабатываемость резанием практически всех бронз составляет 20% (по отношению к ЛС63-3). Исключение составляют оловянно-свинцовые бронзы  БрОЦС с очень хорошей обраба-тываемостью ( 90% для БрОЦС5-5-5).

Ударная вязкость меняется в широких пределах, в основном она меньше, чем для меди (для сопоставимости результатов все значения приведены для литья в кокиль)

БрОФ 10-1 БрОФ 6.5-0.4 БрАЖ 9-4 БрА5  Медь  БрМц5
БрОЦС 6-6-3 БрОЦС 4-4-2.5 БрАЖМц БрА7
БрОС 5-25 БрОЦ4-3 БрАМц 9-2 БрКМц3-1
Значение ударной вязкости >> увеличение >>
1 – 3 4 – 6 6 – 8 15 – 16 16 – 18 20

Электропроводность большинства бронзовых сплавов существенно ниже, чем у чистой меди и многих латуней (значения удельного сопротивления приведены в мкОм*м):

БрКд
Медь БрМг Л63 БрОЦ4-3 БрАМц БрКМц БрОФ7-0.2
БрСр БрЦр ЛС59-1  БрОЦС5-5-5 БрА7 БрАЖМц
БрХ  БрАЖ9-4  БрАЖН
Значения удельного электросопротивления >> ухудшение электропроводности>>
0.02 0.02 — 0.04 0.065 0.09-0.1 0.1-0.13 0.15 0.19

Сопротивление серебряной бронзы (медь легированная серебром до 0.25%) такое же как у чистой меди, но такой сплав имеет большую температуру рекристаллизации и малую ползучесть при высоких температурах.

Низкое удельное сопротивление имеют низколегированные бронзовые сплавы БрКд, БрМг, БрЦр, БрХ.. Величина электропроводности имеет существенное значение для бронз, используемых для изготовления коллекторных полос, электродов сварочных машин, для пружинящих электрических контактов. Приведенные значения являются ориентировочными, т.к. на величину сопротивления оказывает влияние состояние материала. Особенно сильно оно может измениться под влиянием облагораживания (в сторону уменьшения, это касается БрХ, БрЦр, БрКН, БрБ2 и др.). Например электросопротивление БрБ2 до и после облагораживания составляют 0.1 и 0.07 мкОм*м.

Теплопроводность большинства бронз существенно ниже теплопроводности меди и ниже теплопроводности латуней (значения приведены в кал/cм*с*С):

Медь БрКд БрКН1-3 Л63 БрАЖН БрАМц БрОФ10-1 БрКМц
БрСр БрМг БрА5 ЛС59-1 БрБ2 БрАЖ БрМц5
БрХ БрОЦ4-3 БрАЖМц
Значения теплопроводности >> ухудшение >>
0.9 0.8-0.6 0.25 0.25 0.25-0.18 0.17-0.14 0.13-0.12 0.1-0.09

Высокую теплопроводность имеют низколегированные бронзы. Облагораживание улучшает теплопроводность. Высокая теплопроводность особенно важна для обеспечения отвода тепла в узлах трения и в электродах сварочных машин. Низкая теплопроводность облегчает процесс сварки бронзовых деталей.

Механические свойства бронзового проката

Если из всего разнообразия латуней массово производится  прокат только двух марок (ЛС59-1 и Л63), то для массового производства полуфабрикатов из бронзы используется значительно большее количество  марок. Бронзовый прокат включает в себя  круги, трубы, проволоку, ленты, полосы и плиты.

Бронзовые круги

Бронзовые круги выпускаются прессованными, холоднодноформированными и методом непрерывного литья. Способ производства и диапазон производимых диаметров определяется технологическими свойствами конкретной бронзы. В таблице указано соответствие между марками бронз, диаметром прутка и способом производства.

Общее представление об основных механических свойствах бронзовых кругов  дает следующая гистограмма.

Непрерывнолитые круги.

Методом непрерывного литья массово производятся БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, реже БрОФ10-1 и БрАЖМц10-3-1.5. В изделиях, полученных этим способом, отсутствуют дефекты, характерные для литья в кокиль или песчаную форму. Поэтому по своим свойствам непрерывнолитые полуфабрикаты существенно превосходят отливки в кокиль и близки к прессованным полуфабрикатам.

Круги из  БрОЦС5-5-5 и БрОФ10-1 имеют относительно гладкую поверхность, нарушаемую неглубокими вмятинами от тянущего устройства. Круги этих марок производятся только непрерывнолитым способом.

Круги из БрАЖ и БрАЖМц, полученные методом непрерывного литья, могут иметь на поверхности опоясывающие трещины глубиной до 1 мм. По твердости, прочности и пластичности непрерывнолитые круги незначительно уступают прессованным, антифрикционные свойства у них практически одинаковы, а стоимость их существенно ниже. При необходимости качественные круги больших диаметров (свыше 100 мм) и короткой длины можно отливать методом центробежного литья.

Прессованные  и холоднодеформированные круги.

Они производятся по ГОСТ 1628-78, а также ГОСТ 6511-60 (БрОЦ4-3), ГОСТ10025-78 (БрОФ6.5-0.15 и БрОФ7-0.2) и ГОСТ 15835-70(БрБ2) и многочисленным ТУ.

Массово производятся и имеются в свободной продаже прессованные круги   из БрАЖ9-4 диаметром 16-160 мм.

Доступны также круги из БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4 и БрАЖНМц9-4-4-1, но они значительно дороже. Прессованные круги других марок выпускаются под заказ.

Холоднодеформированные (тянутые) круги выпускаются в разном состоянии поставки  диаметром до 40 мм. На гистограмме представлены данные для прутков из БрОЦ4-3. БрКМц3-1, БрОФ7-0.2 (твердое состояние), БрАМц9-2 (полутвердое состояние) и прутков БрБ2  в состояниях «М» и «Т» Следует отметить, что холоднодеформированные круги производятся под заказ и являются большим дефицитом.

Бронзовые трубы и заготовки для втулок

Прессованные трубы общего назначения производятся из БрАЖМц10-3-1.5, БрАЖН10-4-4 (ГОСТ 1208-90). Трубы специального назначения выпускаются из других марок по различным ТУ. Методом непрерывного литья выпускаются трубные заготовки из БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5. Механические свойства труб практически совпадают с таковыми для соответствующих кругов.

Заготовки для втулок  отливаются в кокиль или методом центробежного литья. При этом чаще используются марки БрАЖ9-4, БрОЦС5-5-5, БрОФ10-1, БрОЦ10-2.

 Особенности свойств различных бронзовых сплавов

Выбор бронзы для использования в конкретных целях не определяется только величинами σв и НВ, которые отражают лишь часть механических свойств. Выбор той или иной марки производится с учетом всего комплекса физических, механических, технологических и антифрикционных свойств, коррозионной стойкости, поведения при высоких или низких температурах и т.д. Ниже в таблице сопоставлены свойства и марки бронзовых сплавов.

Свойства

Марка бронзы

Наибольшая электро- и теплопроводность БрСр, БрКд, БрМг, БрЦр, БрХЦр, БрХ
Жаропрочность БрМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН, БрАЖНМц
Жаропрочность в сочетаниис высокой электропроводностью БрХЦр, БрХ, БрКН
Износостойкость БрОФ6.5-0.4, БрА5, БрА7, БрБ2
Износостойкость в сочетаниис высокой электропроводностью БрКд, БрМг
Хорошая свариваемость БрКМц3-1, оловянные бронзы
Эрозионная и кавитационная устойчивость БрАЖМц, БрАЖН, БрАЖНМц
Высокий предел ползучести БрА7,  БрАЖН
Сопротивление коррозионной усталости БрБ2

 ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ

(Антифрикционные бронзы)

Бронзы очень широко используются в качестве антифрикционных материалов. К числу бронз, которые импользуются в качестве антифрикционных материалов относится большинство оловянных (кроме БрОЦ4-3) бронз,  а из безоловянных — БрАМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН. Эти бронзы применяются главным образом для изготовления 1) опор подшипников скольжения, 2) колес (венцов) червячных передач и 3) гаек в передачах «винт-гайка».

Анти-фрикционные свойства составляют отдельную группу свойств и не связаны напрямую с их механическими свойствами. Антифрикционные свойства определяются  свойствами поверхностного слоя, тогда как механические свойства определяются объемными свойствами материала.

Это неочевидное утверждение можно проиллюстрировать на примере двух бронз — БрС30 и БрАЖ9-4 при их использовании в подшипниках скольжения. БрС30 существенно уступает бронзе БрАЖ9-4 по всем механическим показателям (прочность, твердость, относительное удлиение). Однако, именно она применяется в особо ответственных подшипниках, допускающих высокие скорости и высокие нагрузки ( в т.ч. ударные).

Поэтому при выборе  бронзы для использования в узлах трения  учитывают прежде всего антифрикционные, а затем — механические свойства. Для этих целей массово используются круги и полые заготовки БрАЖ9-4 и БрАЖМц10-3-1.5  БрОЦС5-5-5, БрОФ10-1. Для направляющих используются катаные полосы из БрАМц9-2 и плиты (литые и отфрезерованные) из БрАЖ9-4 и БрОЦС5-5-5.

Критерии выбора той или иной марки бронзы зависят от вида узла трения и условий его работы. Для наиболее распространенных случаев общие рекомендации могут быть следующими.
Подшипники скольжения.
При скоростях скольжения > 5-6 м/с предпочтительно применять БрОФ10-1. При скоростях

Колеса (венцы) червячных передач.

При скоростях скольжения  > 8-12 м/с применяется БрОФ10-1. При скоростях 4-10 м/с применяется БрОЦС5-5-5.

Термоупрочняемые (облагораживаемые) бронзы

В некоторых бронзах при понижении температуры растворимость легирующей компоненты резко падает и её выделение из твердого раствора  приводит к эффекту дисперсионного твердения. Этот процесс сопровождается резким изменением физических и механических свойств.

Бронзы, способные к дисперсионному твердению, позволяют осуществлять упрочнение изделий из них за счет специальной термообработки (старение, облагораживание). В результате возрастают твердость, пределы текучести и прочности,  улучшается коррозионная стойкость, повышается тепло- и электропроводность.

      К бронзам с эффектом дисперсионного твердения относятся бериллиевые, хромистые, циркониевые, кремнисто-никелевые и некоторые сложные сплавы (см. таблицу марок бронз). Полуфабрикаты из таких бронз (прутки, ленты, плиты, проволока) имеют следующие состояния поставки:

— Без термообработки.

Это горячекатаные плиты или прессованные прутки, остывшие со скоростью естественного охлаждения.

— С термообработкой (закалка).

В этом случае полуфабрикат нагревается до  некоторой «высокой» температуры после чего производится его закалка в воду для получения пересыщенного твердого раствора. Это закаленные полуфабрикаты, состояние которых обычно маркируется буквой «М». Такая термообработка повышает пластичность и позволяет в дальнейшем производить операции гибки, вытяжку, прокатку и другие виды холодной деформации. Твердость, пределы текучести и прочности, пластичность закаленных бронз несколько выше, чем  у прессованных.

—  С термообработкой (закалка) и последующей холодной деформацией.

Холодная деформация повышает пределы текучести и прочности и увеличивает твердость закаленных полуфабрикатов. Холоднодеформированный полуфабрикат после закалки обычно маркируется буквой «Т».

Второй этап термообработки – отпуск, обычно производится уже над изделием. Отпуск производится при «низкой температуре» в течение определенного времени. В процессе отпуска происходит выделение  избыточной фазы с упорядоченным распределением легирующего элемента. Эти выделения связаны со значительными напряжениями кристаллической решетки, которые вызывают повышение прочности и твердости.

Таким образом, облагораживание такого класса бронз состоит из двух операций. Вначале производится быстрая закалка, затем длительный отпуск. Между закалкой и отпуском может производиться упрочнение холодной деформацией или изготовление детали. Режимы облагораживания сильно зависят от химического состава бронзы. Для БрБ2 температура закалки 750-790 С, температура отпуска 300 – 350 С  в течение 2 – 4 часов. Для БрХ0.5 температура закалки 950 С, температура отпуска 400 С в течение 4 часов.

 Эффект термообработки для прутка из БрБ2 показан на гистограмме, а для лент — в таблице. Там же, в таблице, приведен эффект облагораживания для хромистой бронзы БрХ0.5.

БрБ2

БрХ0.5

После закалки(М)

После закалки и отпуска

После закалки (М)

После закалки и отпуска

Модуль упругости Е, МПа

9500

10500

11200

Предел текучести, МПа

200 — 350

950 — 1350

500

270

Предел  прочности, МПа

400 — 600

1100-1500

240

410

Относительное  удлинение

20

2

50

22

Твердость HV

330

65

130

Электрическое сопротивление

0.1

0.04 — 0.07

0.04

0.02

Дисперсионное твердение изделий, изготовленных из термоупрочняемых бронз (БрБ2, БрХ, БрХЦр, БрКН) и сплавов (МНМц20-30) существенно повышают показатели прочности и твердости в сравнении с исходным материалом поставки. Наибольший эффект от облагораживания  имеют изделия из бериллиевых бронз.

ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН

(Упругие свойства бронзовых сплавов)

Для изготовления пружин используются материалы с высоким пределом упругости и минимальным уровнем неупругих явлений (упругий гистерезис, низкий уровень релаксации и др.).

Для изготовления пружин и пружинящих деталей используются ленты, прутки и проволока из БрКМц3-1, БрОФ6.5-0.15, БрОФ7-0.2, БрОЦ4-3, бериллиевых бронз. Высокая пластичность этих бронз даже в твердом состоянии позволяет использовать для навивки пружин не только проволоку, но и прутки диаметром до 10-15 мм.

В зависимости от вида пружины на её материал действуют нормальные (сжатие-растяжение) или касательные напряжения. Жесткость пружины определяется модулем упругости  E или модулем сдвига соответственно. Область допустимых нагрузок тем больше, чем больше соответствующий предел упругости (текучести), но при расчетах допустимые нагрузки и деформации рассчитывают по пределу прочности при растяжении  с учетом расчетных коэффициентов.

В таблице представлены свойства лент из БрОФ, БрОЦ, БрКМц (в твердом состоянии) и БрБ2 (после дисперсионного твердения из состояния «Т»).

               ГОСТ   4748-92                  1761-79    1789-70

Марка бронзы

БрКМц3-1 БрОФ6,5-0,15 БрОЦ4-3  БрБ2
        Модуль упругости Е, МПа    12000          9500    9500    12000
   Предел упругости σ0.005, МПа    260 — 530        320- 480   300-450
      Предел текучести σ0.2 , МПа    510 — 750        550 — 720   520-680   1150-1600
     Предел  прочности σВ , МПа    600 — 770        580 — 760   550-700   1150-1600
      Относ.  удлинение δ         2            3        2         —
     Твердость HV  180 — 250      170 -220  170-210      360
Для изготовления плоских пружин используется также лента из БрА7. Её параметры  (ГОСТ 1048-79практически совпадают с таковыми для бронзы БрКМц, но БрА7 отличается очень высоким пределом ползучести.

После изготовления пружин из облагораживаемых материалов (бериллиевые бронзы и сплав МНМц20—20) производится их дисперсионное твердение.

Технологический процесс изготовления винтовых цилиндрических пружин из материалов этой группы включает следующие основные операции: закалка, навивка заготовок, разрезка длинных заготовок на отдельные пружины, обработка торцов  пружин, дисперсионное твердение. Процесс изготовления плоских пружин включает: резку материала на ленты требуемой ширины,   закалку, штамповку пружин, дисперсионное твердение.
В результате такой термообработки повышается твердость, упругость, износостойкость и значительно повышается усталостная прочность материала пружин.

ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ И ПРОВОДНИКОВ ТОКА

(Электродные и проводящие сплавы)

Среди многочисленных марок бронз выделяется группа сплавов с малым (0.3 – 1%) содержанием легирующих элементов. Они отличаются тем, что обладают практически такой же электро- и теплопроводностью, как и чистая медь, но при этом они имеют большую твердость, предел текучести, износостойкость, предел усталости, и сохраняют работоспособность до более высоких температур за счет повышенной (по сравнению с чистой медью)  температуры начала рекристаллизации.

К таким сплавам относятся:

Кадмиевые бронзы (Cd: 0.9-1.2%) — прутки, ленты и коллекторные полосы.

Хромокадмиевые бронзы (Cd: 0.2-0.5%,  Cr: 0.35-0.65%) — прутки

Магниевые бронзы (Мg: 0.3-0.8%)  — коллекторные полосы и проволока.

Серебряные бронзы (Ag до 0.25%) – прутки, проволока, полосы.

Хромистые бронзы (Cr: 0.5 – 1.0) – прутки, плиты, полосы для коллекторных пластин, проволока.

Циркониевые (Zr: 0.2 – 0.7%) – коллекторные полосы, трубы, полосы

Хромисто-циркониевые бронзы – прутки, плиты

Эти бронзы имеют два основных применения.

1. Использование в производстве силовых подвижных контактов (контактные кольца,  коллекторные пластины). Здесь в первую очередь важна высокая износостойкость, а также работоспособность при повышенных температурах.

2.  Для изготовления электродов сварочных машин. Электродные сплавы должны иметь      высокую температуру размягчения, высокую твердость и предел текучести в области рабочих температур (500 — 700 С).

На рисунке (Б) показано изменение твердости меди, кадмиевой и хромистой бронз с повышением температуры. Видно несомненное преимущество БрХ при высоких температурах. Ещё лучшие результаты имеют БрХЦр, БрБНТ и другие сплавы, но их применение ограничивается высокой ценой и доступностью.

На соседнем рисунке (А) видна принципиальная разница между облагораживаемой хромистой бронзой с одной стороны и обычной бронзой (БрКд) или медью с другой.

Отжиг холоднодеформированных прутков из  меди или БрКд уменьшает твердость. При температурах выше температуры рекристаллизации разрушается текстура и металл разупрочняется. В то же время в БрХ при 400оС происходит дисперсионное твердение и его твердость после отжига, наоборот, возрастает. Если бы дисперсионное твердение не происходило, то твердость уменьшалась бы по пунктирной кривой (происходило бы разупрочнение). Это означает, что после изготовления электродов из сплавов типа БрХ, БрХЦр, они должны быть соответствующим образом термообработаны для улучшения их физико-механических свойств.