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C93200 磷青铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:54604次

C93200 是美国 ASTM 标准下的牌号,对应中国的 QSn7-0.2,是一种应用极为广泛的高锡磷青铜。


核心特性概述

C93200 是一种铸造磷青铜合金,以其优异的耐磨性、良好的自润滑性能、较高的强度和硬度,以及出色的耐腐蚀性而著称。它被设计用于在中等负荷和速度下工作的滑动轴承、衬套和齿轮等部件。

化学成分 (典型值)

  • 铜 (Cu): 剩余部分 (约 83%)

  • 锡 (Sn): 6.3 - 7.5%

    • 主要强化元素:固溶强化并形成硬质相,显著提高强度、硬度和耐磨性。

  • 铅 (Pb): 1.5 - 3.5%

    • 关键功能元素:以游离态均匀分布,提供自润滑性,改善切削加工性能,并作为应急润滑剂在缺油时防止咬死。

  • 锌 (Zn): 2.0 - 4.0%

    • 提高铸造流动性、强度和耐腐蚀性,并有一定固溶强化作用。

  • 磷 (P): 0.10 - 0.25%

    • 脱氧剂和强化元素:提高合金强度、硬度、弹性极限和疲劳强度。

  • 其他: ≤ 0.30%

主要机械与物理性能

  1. 优异的耐磨性与低摩擦系数

  2. 锡和磷形成的硬质相提供了耐磨基体。

  3. 铅颗粒作为软质相,在摩擦过程中形成润滑膜,大幅降低摩擦系数,防止与对磨件发生“咬合”或“胶合”。这是它作为轴承材料的核心优势。

  4. 良好的机械性能

  5. 抗拉强度: 约 255 - 310 MPa (铸态)

  6. 屈服强度 (0.5%延伸率): 约 125 - 140 MPa

  7. 伸长率: 约 15 - 25% (具有良好的韧性)

  8. 硬度: 布氏硬度 (HB) 约 70 - 85 (铸态)

  9. 疲劳强度: 较高,适用于承受交变载荷的部件。

  10. 出色的耐腐蚀性

  11. 对大气、淡水、海水以及许多非氧化性酸、盐、有机化合物都有良好的抵抗力。

  12. 特别适用于船舶、化工、水处理等潮湿或腐蚀性环境。

  13. 良好的铸造性与切削性

  14. 锌的加入改善了熔融金属的流动性,易于浇铸成型复杂部件。

  15. 铅的存在使其拥有极佳的切削加工性能,易于进行车、铣、钻等机加工。

  16. 物理性能

  17. 密度: 约 8.93 g/cm³

  18. 导电率: 约 13% IACS (相对较低,不适合用作导电材料)

  19. 导热率: 约 58 W/(m·K)

  20. 熔点范围: 约 854 - 1027°C

关键优点总结

  • 轴承性能卓越:耐磨、自润滑、抗咬合。

  • 强度与韧性平衡:承载能力好,有一定抗冲击性。

  • 耐腐蚀性强:适用于恶劣环境。

  • 工艺性好:易于铸造和机加工。

  • 承载能力:适合中高负荷、中低速度的工况。

局限性/缺点

  • 成本较高:因含锡量高,价格比许多普通青铜(如铝青铜)和黄铜要贵。

  • 强度极限:其强度低于高强度的铝青铜或钢。

  • 不适用于高温:长期工作温度建议不超过 200°C,铅相可能软化或析出。

  • 导电导热性差:不适合需要良好导电/散热的场合。

典型应用领域

C93200 是最通用的轴承青铜之一,被誉为“SAE 660 轴承合金”。主要应用于:

  1. 滑动轴承与衬套:泵、压缩机、涡轮机、机床、减速箱、农机、船舶尾轴套等。

  2. 齿轮与蜗轮:中低速、负荷不特别大的传动部件。

  3. 阀门部件:阀座、阀杆、泵体。

  4. 耐磨结构件:需要耐磨损和耐腐蚀的机械零件。

  5. 艺术铸造:有时也用于雕塑等,利用其金色外观和耐候性。

与常见同类材料的对比

  • vs. C83600/C84400 (低锡铅青铜):C93200 含锡量更高,因此强度、硬度和耐磨性更好,但成本也更高。C83600更侧重铸造性和成本。

  • vs. C95400/C95500 (铝青铜):铝青铜强度和耐磨性极高,耐高温性更好,但自润滑性和抗咬合性不如磷青铜,且更难加工。

  • vs. 黄铜 (如C86300):黄铜强度可能更高,但耐磨性和耐腐蚀性(尤其脱锌腐蚀)通常不及磷青铜

总结

C93200 磷青铜是一种性能均衡、可靠性高的经典轴承合金。 当您的设计需要在中高负荷、中低速度下运行,且要求低维护、高耐磨、耐腐蚀,并能容忍一定成本的滑动摩擦部件时,C93200 是一个非常可靠和普遍的选择。它在机械工业中拥有悠久的历史和广泛的应用验证。



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