ดีบุกบรอนซ์ 10-1 คืออะไร
ดีบุกบรอนซ์ 10-1 เป็นโลหะผสมทองแดงหล่อซึ่งมีชื่ออ่านได้ว่าเป็นการเติมโลหะผสมควบคุม 2 ชนิด ได้แก่ ดีบุก 10 % ในนามและฟอสฟอรัส 1 % ในระบบมาตรฐานแห่งชาติของจีน เกรดจะเขียนว่า ZCuSn10P1 โดยที่ Z นำหน้าหมายถึงโลหะผสมหล่อ CuSn ระบุฐานดีบุกทองแดง และตัวเลขต่อท้ายจะบันทึกการเติมที่ระบุ การเติมฟอสฟอรัสเป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์และสารทำให้แข็งโดยเจตนา โดยจะปรับโครงสร้างการหล่อและเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเกรดนี้จึงถือเป็นวัสดุตลับลูกปืนและบุชชิ่ง แทนที่จะเป็นบรอนซ์สำหรับใช้งานทั่วไป
โลหะผสมมีลักษณะพิเศษคือมีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม มีแนวโน้มต่ำที่จะเกาะติดกับพื้นผิวเหล็ก ประสิทธิภาพการหล่อที่ดี สามารถแปรรูปได้ดี และต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในบรรยากาศและในน้ำจืด คุณสมบัติเหล่านั้นได้มาโดยตรงในสภาพแบบหล่อ โดยไม่ต้องใช้ความร้อน
การกำหนดและเกณฑ์มาตรฐาน
| รายการ | การกำหนด |
|---|---|
| ตระกูลวัสดุ | โลหะผสมทองแดงหล่อ หล่ออย่างต่อเนื่องหรือหล่อบรอนซ์ดีบุกหล่อทราย |
| เกรดจีน | ZCuSn10P1 |
| มาตรฐานแห่งชาติของจีน | กิกะไบต์/ที 1176-2013 |
| เกรดอเมริกันที่สอดคล้องกัน | C90700 |
| ชวเลขที่ใช้ในการค้าขาย | 10-1 ดีบุกบรอนซ์ ดีบุกบรอนซ์ 10-1 |
C90700 เป็นชื่อเรียกแบบอเมริกันที่ใกล้เคียงที่สุดสำหรับบรอนซ์ดีบุกหล่อประเภทองค์ประกอบนี้ ในกรณีที่รูปวาดอ้างอิงถึงการกำหนด เอกสารควบคุมยังคงมีขีดจำกัดขององค์ประกอบและคุณสมบัติทางกลมากกว่าชื่อ ดังนั้นควรตรวจสอบตารางด้านล่างกับข้อกำหนดเฉพาะในการซื้อก่อนที่จะสั่งซื้อโลหะผสม
องค์ประกอบทางเคมี
| องค์ประกอบ | เนื้อหา (%) |
|---|---|
| ทองแดง (ลูกบาศ์ก) | สมดุล |
| ดีบุก (Sn) | 9.0–11.5 |
| ฟอสฟอรัส (P) | 0.5–1.0 |
| สังกะสี (Zn) | สูงสุด 0.05 |
| ตะกั่ว (Pb) | สูงสุด 0.25 |
| นิกเกิล (พรรณี) | สูงสุด 0.10 |
| เหล็ก (เฟ) | สูงสุด 0.1 |
| อะลูมิเนียม (อัล) | สูงสุด 0.01 |
| แมงกานีส (Mn) | สูงสุด 0.05 |
| ซิลิคอน (ศรี) | สูงสุด 0.02 |
| พลวง (Sb) | สูงสุด 0.05 |
| ซัลเฟอร์ (S) | สูงสุด 0.05 |
| สิ่งเจือปนทั้งหมด | สูงสุด 0.75 |
ช่วงของดีบุกนั้นจงใจกว้างเพราะดีบุกเป็นตัวเสริมความแข็งแรงให้กับสารละลายที่เป็นของแข็งหลักและควบคุมปริมาณของเฟสที่อุดมไปด้วยดีบุกที่แข็งซึ่งรับภาระในการให้บริการ ฟอสฟอรัสจะต้องอยู่ภายในหน้าต่าง: หากต่ำกว่าค่าต่ำสุด การหล่อจะถูกกำจัดออกซิไดซ์ไม่เพียงพอ ในขณะที่โลหะผสมที่อยู่ด้านบนจะแข็งเกินไปและเปราะสำหรับบุชชิ่งที่ต้องปรับให้เข้ากับเพลา
คุณสมบัติทางกล
| คุณสมบัติ | ค่าต่ำสุด |
|---|---|
| ความต้านทานแรงดึง | 360 เมกะปาสคาล |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | 170 เมกะปาสคาล |
| การยืดตัว | 6 % |
| ความแข็งของบริเนล | 88 ฮบ |
ค่าขั้นต่ำเหล่านี้อธิบายถึงวัสดุที่แข็งแกร่งพอที่จะรับน้ำหนักของแบริ่ง แต่ยังคงความเหนียวได้มากพอที่จะกดหรือหดให้พอดีกับตัวเครื่องโดยไม่แตกร้าว ความแข็งที่สูงกว่า 88 HB เป็นคุณสมบัติที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของเพลาหล่อลื่นได้โดยตรงที่สุด
ประสิทธิภาพการบริการ
ความต้านทานการสึกหรอ:เฟสแบริ่งดีบุกแข็งรองรับโหลดในขณะที่เมทริกซ์ที่นิ่มกว่าวิ่งเข้าหาเพลา ทำให้มีอัตราการสึกหรอต่ำสำหรับสมาชิกทั้งสอง
พฤติกรรมต่อต้านการจับกุม:โลหะผสมต้านทานการเชื่อมเฉพาะที่กับเหล็ก ดังนั้นการสูญเสียการหล่อลื่นในช่วงสั้นๆ จึงมีโอกาสน้อยที่จะเกิดรอยบนเจอร์นัล
ประสิทธิภาพการหล่อ:ความลื่นไหลที่ดีและช่วงการแช่แข็งที่แคบทำให้เกิดเสียง การหล่อแบบหนาแน่นในทราย แม่พิมพ์ถาวร และเส้นทางการหล่อแบบต่อเนื่อง
ความสามารถในการแปรรูป:ดี โดยที่อัลลอยด์จะแตกเป็นเศษสั้นเพื่อให้สามารถเจาะแบริ่ง ร่องน้ำมัน และพิกัดความเผื่อได้แม่นยำ
ความต้านทานการกัดกร่อน:ดีในบรรยากาศและน้ำจืด เหมาะกับปั๊ม วาล์ว และชิ้นส่วนเครื่องจักรทางทะเล
การใช้งานทั่วไปและขีดจำกัดการทำงาน
โลหะผสมถูกกำหนดไว้สำหรับชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอที่ทำงานภายใต้ภาระสูงและความเร็วในการเลื่อนสูง โดยเฉพาะ:
ก้านสูบและบูชปลายก้าน
แบริ่งปลอกและบุชชิ่งแบบพันสำหรับปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และกระปุกเกียร์
แหวนรองแทงและเปลือกลูกปืน
เฟืองและล้อหนอนในการขับเคลื่อนด้วยความเร็วต่ำและปานกลาง
รางวาล์ว ตลับลูกปืนรองแหนบ และบล็อคสไลด์
ช่วงการทำงานที่ได้รับการยอมรับสำหรับส่วนประกอบเหล่านี้คือแรงดันสัมผัสต่ำกว่า 20 MPa รวมกับความเร็วการเลื่อนสูงสุดประมาณ 8 เมตร/วินาที ภายในเปลือกนั้น โลหะผสมจะพัฒนาฟิล์มหล่อลื่นที่มีความเสถียรและให้อายุการใช้งานที่ยาวนาน ความร้อนจากการเสียดสีจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าที่สารหล่อลื่นสามารถเอาออกได้ และฟิล์มแบริ่งก็พังลง ซึ่งเป็นสาเหตุปกติของความล้มเหลวก่อนกำหนดอันเนื่องมาจากตัววัสดุเอง
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: 10-1 ในดีบุกบรอนซ์ 10-1 หมายถึงอะไร?
ตัวเลขดังกล่าวเป็นการเติมเจือเพิ่มเติม: ดีบุกประมาณ 10 % และฟอสฟอรัส 1 % การกำหนดเกรดมาตรฐานสำหรับองค์ประกอบนี้คือ ZCuSn10P1
ถาม: มาตรฐานใดครอบคลุมโลหะผสมนี้?
GB/T 1176-2013 ครอบคลุมถึงโลหะผสมทองแดงหล่อในระบบของจีน และแสดงรายการ ZCuSn10P1 การกำหนดบรอนซ์ดีบุกหล่อแบบอเมริกันที่ใกล้เคียงที่สุดที่มีประเภทองค์ประกอบเดียวกันคือ C90700
ถาม: คุณสมบัติทางกลขั้นต่ำคืออะไร?
ความต้านทานแรงดึง 360 MPa, ความต้านแรงดึง 170 MPa, การยืดตัว 6 % และความแข็ง 88 HB
ถาม: ตลับลูกปืนในวัสดุนี้สามารถบรรทุกน้ำหนักและความเร็วได้เท่าใด
มีไว้สำหรับชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอภายใต้ภาระสูงและความเร็วในการเลื่อนสูง โดยทั่วไปมีแรงดันสัมผัสสูงสุดประมาณ 20 MPa โดยมีความเร็วการเลื่อนสูงสุดประมาณ 8 เมตร/วินาที
ถาม: โลหะผสมจำเป็นต้องได้รับการบำบัดความร้อนหรือไม่?
ไม่ คุณสมบัติมาจากโครงสร้างแบบหล่อ ดังนั้นชิ้นส่วนจึงถูกใช้ในสภาพแบบหล่อ หรือจะคลายความเค้นก็ได้หากต้องการความเสถียรของการตัดเฉือน
ถาม: มันทำงานอย่างไรในน้ำและในบรรยากาศ?
ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นสิ่งที่ดีในบรรยากาศและในน้ำจืด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นเรื่องปกติในส่วนประกอบของปั๊มและวาล์วที่จัดการกับตัวกลางเหล่านี้
