Cos'è CuSn7Pb15-B (CB496K)?
CuSn7Pb15-B è una lega di rame-stagno-piombo fornita secondo il sistema di denominazione europeo, in cui CB496K è il numero del materiale riportato su disegni e certificati di ispezione. Il grado è coperto dalla norma EN 1982:2008,Rame e leghe di rame - Lingotti e getti. La lettera B aggiunta alla designazione identifica il materiale fornito sotto forma di lingotti anziché di getti finiti. Con una percentuale di piombo compresa tra il 13,2 e il 17% e una percentuale di stagno tra il 6,2 e l'8, la lega combina la capacità di carico del bronzo allo stagno con il comportamento autolubrificante del piombo, motivo per cui è uno dei bronzi per cuscinetti più utilizzati nei macchinari pesanti.
La fase di piombo è distribuita sotto forma di particelle fini isolate all'interno di una matrice di rame-stagno. Questa struttura tollera la lubrificazione limite, brevi periodi di funzionamento a secco e il disallineamento dell'albero molto meglio dei bronzi senza piombo-e si lavora liberamente. I gusci dei cuscinetti che si sono usurati durante l'uso possono essere ri-lavorati o ri{5}}rivestiti in modo economico, un fattore importante per i cuscinetti di grandi dimensioni per mulini, navi e turbine, dove i costi di sostituzione sono elevati.
Composizione chimica secondo EN 1982:2008
I limiti seguenti si applicano all'analisi del cast. Il rame è indicato includendo il nichel; tutti gli altri valori sono percentuali di massa.
| Elemento | Requisito,% | Elemento | Requisito,% |
|---|---|---|---|
| Cu (compreso Ni) | 74.0 - 79.5 | Pb | 13.2 - 17.0 |
| Sn | 6.2 - 8.0 | Zn | massimo 2,0 |
| Ni | 0.5 - 2.0 | Sb | massimo 0,5 |
| Fe | massimo 0,2 | Mn | massimo 0,2 |
| P | massimo 0,1 | S | massimo 0,08 |
| Sì | massimo 0,01 | Al | massimo 0,01 |
Il controllo delle impurità è la parte delle specifiche che decide la durata dei cuscinetti. Il silicio e l'alluminio si mantengono allo 0,01% perché entrambi formano ossidi duri e abrasivi che intaccano gli alberi; lo zolfo e il fosforo sono limitati perché infragiliscono la matrice e riducono la resistenza alla fatica sotto carico ciclico.
Proprietà meccaniche
I valori delle proprietà dipendono dal percorso di fusione, poiché la velocità di raffreddamento controlla la dimensione dei grani e la porosità. La norma EN 1982:2008 elenca minimi separati per la colata in sabbia e per il materiale centrifugo o colato in continuo; le figure colate in sabbia sono quelle utilizzate per alloggiamenti fortemente sezionati.
| Proprietà | GS (fusione in sabbia) | GZ (colata centrifuga) | GC (lancio continuo) |
|---|---|---|---|
| Resistenza alla trazione Rm, MPa | 170 | 200 | 200 |
| Resistenza alla prova 0,2%, MPa | 80 | 90 | 90 |
| Allungamento alla frattura A, % | 8 | 7 | 8 |
| Durezza Brinell, HBW | 60 | 65 | 65 |
La durezza in questo intervallo, circa da 60 a 65 HBW, è volutamente moderata. Una superficie di appoggio morbida e conformabile si inserisce nell'albero, distribuisce il carico su una zona di contatto più ampia e incorpora le particelle vaganti invece di spingerle attraverso il perno. I progettisti quindi accoppiano i gusci CuSn7Pb15-B con un albero temprato e rettificato anziché con una controparte morbida.
Processi di fusione e condizioni dei materiali
GS - colata in sabbia.Costo di utensileria più basso, utilizzato per alloggiamenti di grandi dimensioni, staffe e blocchi di cuscinetti una tantum in cui lo spessore della sezione varia notevolmente.
Colata in stampo permanente GM -.Pressofusione a gravità per parti ripetute di medie-dimensioni con grana più fine rispetto alle fusioni in sabbia.
GZ - colata centrifuga.Preferito per boccole e manicotti cilindrici semplici; i valori di trazione più elevati della qualità vengono raggiunti perché la forza centrifuga alimenta la sezione e porta la porosità al foro, che viene poi rimosso.
GC - colata continua.Pezzi di barre e tubi lunghi che vengono successivamente tagliati e lavorati per ottenere gusci di cuscinetti e piastre antiusura.
Pressofusione GP -.Componenti di volume elevato e pareti sottili in cui la precisione dimensionale conta più della robustezza assoluta.
La condizione del materiale R è designata dal requisito minimo di resistenza alla trazione, mentre la condizione H è designata dal requisito minimo di durezza. Per i cuscinetti soggetti a carichi d'urto viene normalmente specificata la condizione R in modo da garantire sia l'allungamento che la resistenza.
Applicazioni tipiche e note sulla lavorazione
La combinazione di piombo e stagno rende la lega un materiale per cuscinetti radenti per uso generale. Gli usi tipici includono cuscinetti a strisciamento e boccole per laminatoi e frantoi, cerchioni di ruote a vite senza fine, manicotti di mandrini, boccole per pompe e valvole, cuscinetti per tubi di poppa marini, componenti di boccole ferroviarie e piastre antiusura in apparecchiature di sollevamento.
La lavorazione viene eseguita con utensili affilati e ad alto spoglia; il bronzo al piombo tende a formare trucioli discontinui, quindi angoli di spoglia positivi e gioco generoso impediscono l'imbrattamento della superficie del cuscinetto. La barenatura grezza dovrebbe lasciare da 0,3 a 0,5 mm per le passate di finitura per evitare l'incrudimento sotto la superficie. Le scanalature per l'olio e i fori di lubrificazione vengono tagliati dal lato del foro e qualsiasi sbavatura deve essere rimossa perché un bordo rialzato raschierà la pellicola del perno.
Fornitura, Collaudo e Tracciabilità
I lingotti contrassegnati con il suffisso -B vengono forniti all'analisi di colata della norma EN 1982:2008 con un certificato di analisi per ogni colata. I getti vengono forniti dopo la lavorazione meccanica quando richiesto, con rapporti di controllo dimensionale e prove di durezza effettuate nelle posizioni concordate. L'analisi spettrochimica viene utilizzata per la verifica di rame, stagno, piombo, nichel e zinco, mentre i metodi di combustione del carbonio e zolfo o di emissione ottica coprono le impurità a basso-livello. Laddove l'applicazione è correlata alla sicurezza, i provini di trazione vengono prelevati da provini fusi integralmente in modo che Rm e allungamento riportati rappresentino lo stesso metallo del componente.
Domande frequenti
D: Cosa significa il suffisso -B in CuSn7Pb15-B?
Secondo la norma EN 1982:2008 viene aggiunto un suffisso -B alla designazione per identificare il materiale fornito sotto forma di lingotti, distinguendo il grezzo di lingotti dalla designazione equivalente del pezzo fuso.
D: Il CuSn7Pb15-B può essere utilizzato per i raccordi dell'acqua potabile?
No. Con una percentuale di piombo compresa tra il 13,2 e il 17%, la lega non è destinata al contatto con l'acqua potabile. Le applicazioni su cuscinetti e macchinari in cui il materiale non è esposto alla rete idrica rappresentano il campo di utilizzo corretto.
D: Quali designazioni equivalenti esistono per questa lega?
Il grado è elencato nel sistema tedesco DIN/WNr come CuSn7Pb15-B, 2.1183 e la designazione cinese più vicina è CuPb15Sn. Gli equivalenti sono solo a scopo di riferimento incrociato e prevalgono le specifiche ordinate.
D: Perché i valori del getto in sabbia e del getto centrifugo differiscono?
La colata centrifuga e continua producono una sezione più densa con grani più fini, per cui il carico di rottura minimo sale da 170 MPa a 200 MPa e la durezza da 60 a 65 HBW. Le fusioni in sabbia che devono soddisfare i valori più elevati non possono essere sostituite senza ripetere il-test.
D: Come viene lubrificata la lega durante il servizio?
La fase di piombo agisce come un lubrificante solido quando il film d'olio viene momentaneamente perso, proteggendo il perno durante l'avvio-e brevi sovraccarichi. Il funzionamento continuo richiede comunque uno strato di olio o grasso, un gioco dimensionato correttamente e un lubrificante pulito.
D: Quale durezza deve essere specificata per il guscio di un cuscinetto?
Specificare la durezza in base al percorso di fusione, 60 HBW per fusione in sabbia e 65 HBW per materiale centrifugo o colata continua e mantenere l'albero almeno 30 HBW più duro del guscio in modo che l'usura sia limitata alla parte sostituibile.
