Бронзовый пруток

Бронзовый пруток — прессованный или тянутый полуфабрикат круглого сечения из медного сплава, предназначенный для изготовления деталей узлов трения, арматуры, подшипников скольжения, зубчатых венцов, ходовых гаек и другого машиностроительного ответственного крепежа. Поставляется в виде прямых отрезков мерной или немерной длины; отдельные марки — в бухтах (малые диаметры).

Ключевое различие между марками — система легирования: оловянные бронзы (БрОЦС, БрОФ) обладают хорошими литейными и антифрикционными свойствами, но уступают по прочности и жаростойкости; безоловянные алюминиевые бронзы (БрАЖ, БрАМц, БрАЖМц) прочнее, коррозионностойки в агрессивных средах и работают при более высоких нагрузках. Выбор марки определяется условиями трения, рабочей температурой, средой и допускаемыми нагрузками.

Нормативная база: ГОСТы на бронзовые прутки

На изготовление и химический состав бронзовых прутков распространяется несколько стандартов — в зависимости от группы сплавов.

ГОСТы на прутки (изготовление):

• ГОСТ 1628-78 — прутки из безоловянных бронз (алюминиевые, алюминиево-железные, алюминиево-железно-марганцевые).
• ГОСТ 24301-93 — прутки из оловянно-свинцово-цинковой бронзы (БрОЦС).
• ГОСТ 10025-78 — прутки из деформируемых оловянно-фосфористых бронз (марки БрОФ 7-0.2, БрОФ 6.5-0.15).

ГОСТы на химический состав:

• ГОСТ 613-79 — оловянные литейные бронзы (БрОЦС 5-5-5, БрОФ 10-1 и др.).
• ГОСТ 5017-74 (ГОСТ 5017-2006) — оловянные деформируемые бронзы (БрОФ 7-0.2 и др.).
• ГОСТ 18175-78 — безоловянные деформируемые бронзы (БрАЖ 9-4, БрАМц 9-2, БрАЖМц 10-3-1.5 и др.).

Марки бронзовых прутков: характеристики и применение

В таблице ниже — сводные данные по основным маркам. Твёрдость указана по Бринеллю (HB) для прутков в состоянии поставки.

Марка	ГОСТ на прутки	ГОСТ химсостава	Твёрдость, HB	Основное применение
БрОЦС 5-5-5	ГОСТ 24301-93	ГОСТ 613-79	65–70	Подшипники скольжения, вкладыши, арматура
БрАЖ 9-4	ГОСТ 1628-78	ГОСТ 18175-78	≥ 100	Антифрикционные детали, арматура
БрОФ 10-1	литьё по ТУ	ГОСТ 613-79	60–80	Венцы червячных колёс, шпиндельные гайки, тяжелонагруженные узлы трения
БрАМц 9-2	ГОСТ 1628-78	ГОСТ 18175-78	≥ 95 (пресс.) / ≥ 115 (тян.)	Детали арматуры, судостроение, работа в паре и пресной воде до 250 °C
БрАЖМц 10-3-1.5	ГОСТ 1628-78	ГОСТ 18175-78	130–200	Высоконагруженная арматура, антифрикционные детали при повышенных температурах
БрОФ 7-0.2	ГОСТ 10025-78	ГОСТ 5017-74	75–85	Высоконагруженные узлы трения, шестерни, втулки

БрОЦС 5-5-5 — оловянно-свинцово-цинковая литейная бронза

Оловянно-свинцово-цинковая литейная бронза. Химический состав по ГОСТ 613-79, прутки — по ГОСТ 24301-93. Твёрдость прутков 65–70 HB. Свинец в составе обеспечивает высокую обрабатываемость резанием (коэффициент обрабатываемости до 90%), что снижает трудоёмкость изготовления деталей. Хорошая жидкотекучесть и малая усадка (около 1%) позволяют получать плотные отливки с минимальной доработкой.

Применяется для подшипников скольжения при скоростях скольжения до 5–6 м/с, особенно при незакалённой опорной поверхности вала; вкладышей, втулок клапанов, запорной арматуры для пресной и морской воды. Там, где более твёрдые алюминиевые бронзы вызывают повышенный износ сопряжённой (незакалённой) стальной детали, БрОЦС 5-5-5 предпочтительна.

БрАЖ 9-4 — алюминиево-железная бронза

Деформируемая алюминиево-железная бронза. Прутки по ГОСТ 1628-78, химсостав — ГОСТ 18175-78. Твёрдость прессованных прутков — не менее 100 HB. Устойчива к истиранию и коррозии в большинстве промышленных сред. Сочетает приемлемую стоимость с более высокими прочностными характеристиками по сравнению с оловянными бронзами.

Применяется для тех же классов деталей, что и БрОЦС 5-5-5, но при более высоких нагрузках: антифрикционные детали, вкладыши подшипников, арматура.

БрОФ 10-1 — оловянно-фосфористая литейная бронза

Литейная оловянно-фосфористая бронза. Химический состав — по ГОСТ 613-79. Прутки (круги) производятся методом непрерывного или центробежного литья, поставляются по ТУ производителей. В отличие от деформируемых марок БрОФ 7-0.2 и БрОФ 6.5-0.15, на БрОФ 10-1 специальный ГОСТ на прутки не распространяется.

Отличается низкой теплопроводностью и высокими антифрикционными свойствами, что позволяет работать в условиях интенсивного трения с недостаточной смазкой. Применяется для венцов червячных колёс при окружных скоростях до 12 м/с, шпиндельных и нажимных гаек, узлов трения арматуры, элементов шнековых приводов с высокой нагрузкой. Детали обычно изготавливаются механической обработкой из литых заготовок.

БрАМц 9-2 — алюминиево-марганцевая бронза

Деформируемая алюминиево-марганцевая безоловянная бронза. Прутки по ГОСТ 1628-78, химсостав — ГОСТ 18175-78. Твёрдость: прессованные прутки — HB ≥ 95, тянутые (полутвёрдые) — HB ≥ 115.

Марганец повышает коррозионную стойкость сплава Cu–Al и улучшает технологические характеристики при горячей деформации. Бронза работает в паре, жидком топливе и пресной воде при температуре до 250 °C, а также в условиях морского судостроения. Применяется для зубчатых колёс, шестерён, ходовых гаек, втулок, направляющих тяжёлых металлорежущих станков, деталей арматуры. Коэффициент трения со смазкой — 0.006.

БрАЖМц 10-3-1.5 — алюминиево-железно-марганцевая бронза

Многокомпонентная деформируемая безоловянная бронза. Прутки по ГОСТ 1628-78, химсостав — ГОСТ 18175-78. Твёрдость — 130–200 HB, в зависимости от диаметра и термообработки. Наиболее прочная из перечисленных марок.

Железо образует с алюминием мелкодисперсные интерметаллидные соединения, которые тормозят рост зерна и обеспечивают стабильность прочностных характеристик при повышенных температурах и переменных нагрузках. Марганец повышает стойкость к эрозии и кавитации. Сплав устойчив к пресной и морской воде, щелочам и многим органическим кислотам. Применяется для арматуры, нагруженных антифрикционных деталей, работающих при повышенных температурах и в агрессивных средах.

БрОФ 7-0.2 — деформируемая оловянно-фосфористая бронза

Деформируемая оловянно-фосфористая бронза. Прутки по ГОСТ 10025-78, химсостав — ГОСТ 5017-74. Твёрдость прессованных прутков — 75–85 HB. Фосфор улучшает жидкотекучесть и повышает сопротивление усталости. Сочетает хорошие антифрикционные свойства с достаточной пружинящей способностью.

Применяется в узлах трения при высоких контактных нагрузках: шестерни, втулки, детали, работающие на истирание без постоянной смазки.

Сортамент и формы поставки бронзовых прутков

Прутки из деформируемых бронз (ГОСТ 1628-78, ГОСТ 10025-78) поставляются в прессованном или тянутом состоянии, диаметром от 5 до 300 мм и более, длиной кратной или немерной. Прутки (круги) из литейных бронз (БрОЦС 5-5-5, БрОФ 10-1) — методом непрерывного или центробежного литья, диаметром от 40 до 350 мм. Поперечное сечение — круглое; шестигранные и квадратные заготовки — под заказ.

Подробнее об ассортименте и других видах полуфабрикатов из бронзы — на странице бронзовый прокат.

Как выбрать марку бронзового прутка

При подборе марки для узла трения учитывают несколько параметров одновременно.

Нагрузка и скорость. При малых скоростях скольжения и незакалённой стальной контрдетали — БрОЦС 5-5-5 (мягкая, не «съедает» вал). При средних нагрузках — БрАЖ 9-4. При высоких нагрузках — БрОФ 7-0.2 или БрОФ 10-1. При сочетании высоких нагрузок и температур — БрАЖМц 10-3-1.5.

Рабочая среда. Морская вода, пар, жидкое топливо при температуре до 250 °C — БрАМц 9-2. Агрессивные среды и повышенные температуры — БрАЖМц 10-3-1.5.

Обрабатываемость резанием. Наилучшая — у БрОЦС 5-5-5 (автоматная бронза). Удовлетворительная — у алюминиевых бронз. Затруднённая — у литейных БрОФ 10-1.

Мерность. Для деформируемых марок (ГОСТ 1628, ГОСТ 10025) мерность согласовывается при заказе. Для литейных кругов (БрОЦС 5-5-5, БрОФ 10-1) стандартная длина — до 2000 мм; нестандартные размеры — по договорённости.