Бронза БрОЦС 5-5-5

Бронза БрОЦС 5-5-5 — поставки прутков, чушек и отливок

Бронза БрОЦС 5-5-5 (она же БрО5Ц5С5) — оловянистая литейная бронза системы Cu–Sn–Zn–Pb. Химический состав сплава регламентируется ГОСТ 613-79 «Бронзы оловянные литейные. Марки». По принятой классификации материал относится к подгруппе цинково-свинцовых оловянистых бронз. Основу составляет медь (80,7–88 %), легирующие элементы — олово, цинк и свинец — вводятся примерно в равных долях (по 4–6 % каждого). Сочетание этих трёх добавок обеспечивает сплаву хорошие литейные, антифрикционные и коррозионные свойства при сравнительно невысокой стоимости.

Расшифровка маркировки: «Бр» — бронза, «О» — олово (Sn), «Ц» — цинк (Zn), «С» — свинец (Pb), цифры 5-5-5 указывают номинальное содержание каждого легирующего элемента в процентах. В зарубежных стандартах сплаву соответствуют марки C83600 (UNS, США), CuSn5Zn5Pb5-C / CC491K (EN), Rg5 (DIN), LG2 (BS, Великобритания), BC6 (JIS, Япония).

Химический состав бронзы БрОЦС 5-5-5 по ГОСТ 613-79

В таблице приведён химический состав сплава БрО5Ц5С5 согласно ГОСТ 613-79. Медь является основой, её точное содержание определяется разностью до 100 % за вычетом всех легирующих элементов и примесей.

Элемент	Sn (олово)	Zn (цинк)	Pb (свинец)	Cu (медь)
Содержание, %	4–6	4–6	4–6	80,7–88 (основа)

Допустимые примеси (не более, %): Fe — 0,4; Sb — 0,5; P — 0,1; Si — 0,05; Al — 0,05. Суммарное содержание всех примесей — не более 1,3 %. Содержание никеля допускается за счёт меди и в сумму примесей не входит.

Роль легирующих элементов в сплаве БрОЦС 5-5-5

Олово (Sn) — основной легирующий элемент оловянистых бронз. В данном сплаве олово повышает прочность и твёрдость, улучшает литейные качества и снижает линейную усадку отливок. Олово также повышает коррозионную стойкость сплава в атмосферных условиях и в морской воде.

Цинк (Zn) частично замещает более дорогое олово, практически не ухудшая механических свойств. Цинк улучшает жидкотекучесть расплава и повышает сопротивление коррозии. Присутствие цинка снижает стоимость сплава по сравнению с бронзами, в которых олово является единственным легирующим компонентом.

Свинец (Pb) не растворяется в твёрдой меди и располагается в виде отдельных включений по границам зёрен. Благодаря этому свинец выполняет роль твёрдой смазки в узлах трения — снижает коэффициент трения и улучшает прирабатываемость. Кроме того, свинец существенно улучшает обрабатываемость резанием: стружка получается мелкой и сыпучей, что позволяет вести обработку на повышенных скоростях.

Механические свойства бронзы БрОЦС 5-5-5

Механические характеристики сплава зависят от способа получения полуфабриката. В таблице приведены значения при температуре 20 °C по данным ГОСТ 613-79 и ГОСТ 24301-93.

Полуфабрикат / способ литья	σв, МПа	δ5, %	HB, МПа	Нормативный документ
Литьё в песчаную форму	147	6	60	ГОСТ 613-79
Литьё в кокиль	176	4	60	ГОСТ 613-79
Пруток (горизонтальное литьё)	200–240	15–20	65–70	ГОСТ 24301-93

Прутки, полученные методом горизонтального непрерывного литья, демонстрируют заметно более высокие прочность и пластичность по сравнению с отливками в песчаные формы и кокили. Это объясняется направленной кристаллизацией и отсутствием усадочных дефектов, характерных для фасонного литья.

Физические свойства сплава БрО5Ц5С5

Параметр	Значение (при 20 °C)
Плотность	8800 кг/м³
Модуль упругости (E)	0,926 × 10⁵ МПа
Коэффициент линейного расширения (α)	19,1 × 10⁻⁶ 1/°C
Удельная теплоёмкость (C)	393 Дж/(кг·°C)

Литейно-технологические характеристики

Бронза БрОЦС 5-5-5 относится к литейным сплавам и предназначена для изготовления фасонных отливок и непрерывнолитых полуфабрикатов. Температура литья составляет 1250–1300 °C. Линейная усадка — 1,5 %.

Сплав обладает хорошей жидкотекучестью, что позволяет получать отливки сложной конфигурации с минимальным количеством литейных дефектов. Усадка распределяется равномерно по объёму заготовки, поэтому при грамотно спроектированной литниковой системе выход годного достигает высоких значений, а необходимость в дополнительной механической доработке отливок снижается.

Антифрикционные свойства сплава характеризуются коэффициентом трения: со смазкой — 0,016, без смазки — 0,26. Присутствие свинцовых включений в структуре обеспечивает самосмазывание в условиях недостаточной подачи смазочного материала к зоне контакта.

Применение бронзы БрОЦС 5-5-5

Согласно ГОСТ 613-79 (приложение 1), бронза БрО5Ц5С5 применяется для производства арматуры, антифрикционных деталей и вкладышей подшипников. На практике спектр применения охватывает следующие направления:

Подшипники скольжения и антифрикционные узлы

Втулки, вкладыши и подшипники скольжения из БрОЦС 5-5-5 работают при средних нагрузках и скоростях скольжения. Сплав предпочтителен в парах трения с незакалённым стальным валом — в отличие от более твёрдых алюминиевых бронз, он не вызывает повышенного износа сопряжённой детали. Свинцовая фаза обеспечивает приработку и способность к внедрению мелких абразивных частиц, что продлевает срок службы узла.

Вкладыши двигателей и червячные передачи

Из бронзы БрОЦС 5-5-5 изготавливают вкладыши для двигателей внутреннего сгорания. Вкладыш обеспечивает мягкое скольжение коленчатого вала и воспринимает знакопеременные ударные нагрузки. Сплав также используется для венцов и колёс червячных передач.

Запорная арматура и трубопроводная фурнитура

Коррозионная стойкость БрОЦС 5-5-5 в пресной и морской воде позволяет применять сплав для изготовления корпусов клапанов, задвижек, фланцев и фитингов. Отливки из данной бронзы используются в трубопроводных системах паровых котлов, опреснительных установок и теплообменного оборудования.

Прочие области применения

Из бронзы этой марки производят сальниковые грундбуксы (с наружным диаметром до 300 мм), прокладки, направляющие, муфты и другие детали, работающие в условиях трения и контакта с агрессивными средами.

Формы поставки

Бронза БрОЦС 5-5-5 поставляется в виде чушек для переплавки и литья, а также в виде полуфабрикатов — прутков бронзовых БрОЦС 5-5-5 и трубных заготовок. Прутки круглого сечения по ГОСТ 24301-93 изготавливаются методом горизонтального непрерывного литья диаметром от 40 до 200 мм, длиной кратной 400 мм (не более 2000 мм). Из прутков на токарных и фрезерных станках изготавливают втулки, кольца, вкладыши и другие осесимметричные детали.

Кроме того, из бронзы БрОЦС 5-5-5 производят фасонные отливки методами литья в песчаные формы и в кокили — корпуса арматуры, детали насосов, подшипниковые узлы. Подробнее о группе оловянистых бронз ОЦС и их сортаменте — в соответствующем разделе каталога.

Нормативные документы

Основные стандарты, регламентирующие химический состав, свойства и сортамент полуфабрикатов из бронзы БрОЦС 5-5-5:

Стандарт	Наименование
ГОСТ 613-79	Бронзы оловянные литейные. Марки
ГОСТ 24301-93	Прутки и трубы бронзовые и латунные литые. Технические условия
ГОСТ 1628-78	Прутки бронзовые. Технические условия