Бронза БрОЦС5-5-5: характеристики, свойства и области применения

Оловянная бронза марки БрОЦС5-5-5 представляет собой многокомпонентный сплав на основе меди, обрабатываемый давлением и выделяющийся превосходными литейными характеристиками, высокой коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Уникальное сочетание олова, цинка и свинца в равных пропорциях делает этот материал универсальным решением для производства деталей, работающих в условиях трения, повышенной влажности и механических нагрузок.

Расшифровка маркировки сплава

Маркировка сплава БрОЦС5-5-5 имеет следующую структуру:

• Бр - бронза (указывает на тип сплава)
• О - олово (первый легирующий элемент)
• Ц - цинк (второй легирующий элемент)
• С - свинец (третий легирующий элемент)
• 5 - содержание олова около 5%
• 5 - содержание цинка около 5%
• 5 - содержание свинца около 5%

Эта система маркировки обеспечивает быструю идентификацию состава сплава и позволяет специалистам оперативно определять его основные свойства без обращения к справочным материалам.

Химический состав бронзы БрОЦС5-5-5

Согласно нормативным документам, химический состав бронзы БрОЦС5-5-5 должен соответствовать следующим требованиям:

Элемент	Содержание, %	Влияние на свойства
Медь (Cu)	Основа (78,8-88,0%)	Обеспечивает высокую тепло- и электропроводность, пластичность
Олово (Sn)	4,0-6,0	Повышает прочность, коррозионную стойкость и антифрикционные свойства
Цинк (Zn)	4,0-6,0	Улучшает литейные свойства, повышает прочность и удешевляет сплав
Свинец (Pb)	4,0-6,0	Обеспечивает превосходные антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием
Алюминий (Al)	до 0,02	Допустимая примесь, повышает прочность и коррозионную стойкость
Железо (Fe)	до 0,2	Допустимая примесь, влияет на прочностные характеристики
Кремний (Si)	до 0,02	Повышает твердость и износостойкость
Фосфор (P)	до 0,05	Действует как раскислитель, улучшает литейные свойства
Сурьма (Sb)	до 0,5	Повышает твердость и износостойкость
Прочие примеси	Суммарно до 1,2%	Контролируются для обеспечения стабильности свойств

Сбалансированное содержание трех основных легирующих элементов (олова, цинка и свинца) обеспечивает уникальное сочетание механических, технологических и эксплуатационных свойств бронзы БрОЦС5-5-5, делая ее универсальным материалом для различных применений.

Физические и механические свойства бронзы БрОЦС5-5-5

Бронза БрОЦС5-5-5 обладает следующими физическими и механическими характеристиками:

• Плотность: 8,6-8,8 г/см³
• Температура плавления: 930-980°C
• Предел прочности при растяжении: 300-800 МПа (30-80 кгс/мм²)
• Относительное удлинение: 8-15%
• Твердость по Бринеллю: 70-100 HB
• Коэффициент линейного расширения: 18·10⁻⁶ 1/°C
• Теплопроводность: 60-65 Вт/(м·К)
• Удельное электрическое сопротивление: 0,12-0,15 мкОм·м

Особого внимания заслуживают литейные свойства бронзы БрОЦС5-5-5:

• Высокая жидкотекучесть: сплав равномерно заполняет формы сложной конфигурации
• Низкая линейная усадка: 0,8-1,0%, что обеспечивает высокую точность литых заготовок
• Низкая склонность к газонасыщенности: минимизирует пористость отливок
• Пониженная горячеломкость: снижает риск образования трещин при затвердевании

Благодаря высокому содержанию свинца, бронза БрОЦС5-5-5 обладает превосходными антифрикционными свойствами, что позволяет использовать её для изготовления деталей, работающих в условиях трения с ограниченной смазкой или без неё.

Технологические особенности обработки

Литейные характеристики

Бронза БрОЦС5-5-5 отличается великолепными литейными свойствами:

• Рекомендуемая температура литья: 1050-1100°C
• Изделия из этого сплава могут изготавливаться литьем с минимальной последующей обработкой или вовсе без неё
• Низкий процент усадки материала (0,8-1,0%) обеспечивает высокую точность размеров отливок
• Сплав равномерно распределяется по всей форме для литья благодаря высокой жидкотекучести
• Рекомендуемые методы литья: в песчаные формы, в кокиль, центробежное литье

Обработка давлением

Несмотря на высокое содержание свинца, бронза БрОЦС5-5-5 поддается обработке давлением, особенно в горячем состоянии:

• Горячая деформация: оптимальный температурный интервал 700-800°C
• Холодная деформация: возможна с ограничениями из-за наличия свинца
• Прокатка: преимущественно в горячем состоянии
• Ковка и штамповка: рекомендуемая температура 750-820°C

Обработка резанием

Благодаря высокому содержанию свинца, бронза БрОЦС5-5-5 обладает отличной обрабатываемостью резанием:

• Сплав легко поддается точению, фрезерованию, сверлению и другим видам механической обработки
• Образует короткую стружку, что упрощает автоматическую обработку
• Рекомендуемая скорость резания: 120-150 м/мин
• Для обработки подходят стандартные режущие инструменты из быстрорежущей стали или твердых сплавов

Термическая обработка

Для достижения оптимальных механических свойств бронзы БрОЦС5-5-5 применяются следующие виды термической обработки:

• Отжиг: проводится при температуре 550-650°C с последующим медленным охлаждением для снятия внутренних напряжений
• Нормализация: выполняется при температуре 700-750°C с охлаждением на воздухе для получения более равномерной структуры
• Закалка: для данного сплава применяется редко из-за высокого содержания свинца

Области применения бронзы БрОЦС5-5-5

Благодаря своим уникальным свойствам, бронза БрОЦС5-5-5 нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

Автомобильная промышленность

• Подшипники скольжения и втулки
• Прокладки и уплотнения
• Направляющие втулки клапанов
• Вкладыши подшипников коленчатых валов
• Зубчатые колеса и шестерни
• Детали тормозных систем

Машиностроение

• Подшипники скольжения для тяжелонагруженных узлов
• Втулки и вкладыши
• Червячные колеса редукторов
• Детали трущихся пар гидравлических систем
• Направляющие элементы
• Антифрикционные шайбы и кольца

Судостроение

• Судовые подшипники
• Втулки гребных валов
• Детали судовых механизмов
• Элементы запорной арматуры

Приборостроение

• Элементы точных механизмов
• Детали измерительных приборов
• Компоненты научного оборудования

Электротехническая промышленность

• Токопроводящие элементы
• Контактные группы
• Детали коммутационной аппаратуры

Формы поставки бронзы БрОЦС5-5-5

Компания "ОборонСпецСплав" предлагает различные формы поставки бронзы БрОЦС5-5-5 для удовлетворения потребностей широкого круга промышленных предприятий:

Форма поставки	Описание	Размерный диапазон	Области применения
Бронзовый лист	Плоский прокат прямоугольной формы с равномерной толщиной	Толщина: 0,5-160 мм Ширина: до 1500 мм	Прокладки, уплотнения, заготовки для штамповки деталей сложной формы
Круг бронзовый	Прокат круглого сечения с обработанной поверхностью	Диаметр: 5-300 мм	Заготовки для втулок, вкладышей, подшипников скольжения, шестерен
Пруток из бронзы	Цилиндрический полуфабрикат меньшего диаметра, чем круг	Диаметр: 5-80 мм	Изготовление деталей скольжения, втулок, направляющих элементов
Труба бронзовая	Полый цилиндрический профиль с круглым сечением	Диаметр: 2-358 мм Толщина стенки: 0,5-35 мм	Втулки, подшипники скольжения, гильзы, транспортировка агрессивных сред
Плита бронзовая	Толстый лист с высокой плоскостностью	Толщина: 30-150 мм	Заготовки для крупногабаритных деталей в энергетике и машиностроении
Проволока из бронзы	Гибкий полуфабрикат круглого сечения малого диаметра	Диаметр: 0,5-10 мм	Токопроводящие элементы, обмотка кабелей, контактные группы
Бронзовая втулка	Готовое изделие цилиндрической формы с отверстием	Внутренний диаметр: 5-250 мм Внешний диаметр: 8-280 мм	Подшипники скольжения, направляющие элементы механизмов
Чушка бронзовая	Первичная литая форма для переплавки	По нормативной документации	Сырье для производства деталей сложной формы методом литья

Все изделия из бронзы БрОЦС5-5-5 производятся в строгом соответствии с требованиями нормативной документации, что гарантирует стабильно высокое качество продукции.

Особенности производства и приемки

Производство и приемка изделий из бронзы БрОЦС5-5-5 осуществляются в соответствии с требованиями нормативной документации, которая регламентирует следующие условия:

• Чушки принимаются партиями, состоящими из изделий одной марки
• Партия может включать продукцию одной или нескольких плавок
• К каждой партии прилагается документ о качестве, содержащий:
  • Товарный знак производителя
  • Массу партии
  • Номер плавки
  • Номер партии
  • Марку бронзы
  • Результаты химического анализа
  • Обозначение стандарта
• В партии допускается наличие не более 1% ломаных чушек
• В партиях, предназначенных для экспорта, ломаные чушки не допускаются

Контроль качества осуществляется следующим образом:

• Проверка качества поверхности проводится визуально без применения увеличительных приборов
• Для химического анализа отбираются пробы в соответствии с установленными методиками
• При неудовлетворительных результатах контроля проводится повторная проверка с удвоенной выборкой
• Результаты повторной проверки распространяются на всю партию

Транспортировка и хранение

Бронза БрОЦС5-5-5 транспортируется и хранится при соблюдении следующих условий:

• Транспортировка осуществляется в пакетах согласно нормативно-технической документации
• Перевозка возможна на транспортных средствах всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов
• Хранение допускается в условиях, обеспечивающих сохранность качества:
  • Защита от атмосферных осадков
  • Предотвращение механических повреждений
  • Изоляция от агрессивных химических веществ
  • Раздельное хранение разных марок сплавов

Преимущества и недостатки бронзы БрОЦС5-5-5

Преимущества:

• Отличные литейные свойства: высокая жидкотекучесть и низкая линейная усадка
• Превосходные антифрикционные характеристики благодаря высокому содержанию свинца
• Хорошая обрабатываемость резанием
• Высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях
• Способность работать при значительных удельных нагрузках
• Возможность изготовления деталей с высокой точностью размеров
• Хорошая работоспособность в условиях ограниченной смазки
• Устойчивость к кавитационным повреждениям

Недостатки:

• Относительно низкая прочность по сравнению с безоловянными бронзами
• Ограниченная работоспособность при высоких температурах (свыше 250°C)
• Склонность к ликвации свинца при литье
• Пониженная коррозионная стойкость в морской воде и некоторых агрессивных средах
• Сложности при сварке из-за высокого содержания свинца и цинка
• Экологические ограничения, связанные с содержанием свинца
• Относительно высокая стоимость из-за содержания олова

Сравнение с другими марками бронз

Для правильного выбора материала важно понимать отличия бронзы БрОЦС5-5-5 от других распространенных марок бронз:

Марка бронзы	Основные легирующие элементы	Особенности	Основные области применения
БрОЦС5-5-5	Олово (5%), цинк (5%), свинец (5%)	Отличные литейные и антифрикционные свойства, хорошая обрабатываемость	Подшипники скольжения, втулки, направляющие, прокладки
БрОЦС4-4-4	Олово (4%), цинк (4%), свинец (4%)	Более экономичный вариант с несколько сниженными свойствами	Аналогичные области, но для менее ответственных деталей
БрОЦС3-12-5	Олово (3%), цинк (12%), свинец (5%)	Более высокое содержание цинка, лучшие механические свойства	Более нагруженные детали, тяжелое машиностроение
БрОФ10-1	Олово (10%), фосфор (1%)	Повышенная коррозионная стойкость, но хуже антифрикционные свойства	Химическое оборудование, морское применение
БрАЖ9-4	Алюминий (9%), железо (4%)	Высокая прочность, жаростойкость, но хуже обрабатываемость	Высоконагруженные детали, работающие при высоких температурах

Вопросы и ответы (FAQ)

Почему бронза БрОЦС5-5-5 имеет такие хорошие литейные свойства?

Отличные литейные свойства бронзы БрОЦС5-5-5 обусловлены сбалансированным содержанием олова, цинка и свинца. Цинк значительно повышает жидкотекучесть расплава, а свинец снижает температуру плавления и уменьшает склонность к образованию усадочных раковин. Олово в свою очередь способствует повышению плотности отливок и улучшению их механических свойств. Благодаря такому сочетанию легирующих элементов, сплав равномерно заполняет литейные формы, имеет низкую линейную усадку (0,8-1,0%) и минимальную склонность к образованию пор и трещин при затвердевании.

В чем преимущества бронзы БрОЦС5-5-5 для изготовления подшипников скольжения?

Бронза БрОЦС5-5-5 идеально подходит для изготовления подшипников скольжения благодаря нескольким факторам. Высокое содержание свинца (4-6%) обеспечивает формирование в структуре материала мягких включений, которые выступают в роли твердой смазки при трении. Это позволяет подшипникам эффективно работать даже в условиях ограниченной смазки. Олово повышает износостойкость и коррозионную стойкость, а цинк улучшает прочностные характеристики. Кроме того, сплав обладает хорошей теплопроводностью, что способствует эффективному отводу тепла от зоны трения, и отличной обрабатываемостью, позволяющей изготавливать детали с высокой точностью размеров.

Какие экологические ограничения связаны с использованием бронзы БрОЦС5-5-5?

Основные экологические ограничения при использовании бронзы БрОЦС5-5-5 связаны с высоким содержанием свинца (4-6%), который относится к токсичным тяжелым металлам. В некоторых странах действуют нормативы, ограничивающие применение свинецсодержащих сплавов в определенных отраслях, особенно связанных с производством питьевой воды, пищевой промышленностью и медицинским оборудованием. Также существуют ограничения по утилизации отходов, содержащих свинец. При работе с этим сплавом необходимо соблюдать меры предосторожности для предотвращения попадания свинцовой пыли в организм работников. В некоторых случаях рекомендуется замена БрОЦС5-5-5 на экологически более безопасные свинецсодержащие бронзы с меньшим содержанием свинца или бессвинцовые сплавы.

Как правильно выбрать между БрОЦС5-5-5 и БрОЦС4-4-4?

Выбор между бронзами БрОЦС5-5-5 и БрОЦС4-4-4 должен основываться на конкретных требованиях к детали и условиях её эксплуатации. БрОЦС5-5-5 содержит большее количество олова, цинка и свинца (по 5% каждого), что обеспечивает лучшие литейные свойства, более высокую коррозионную стойкость и улучшенные антифрикционные характеристики. Этот сплав рекомендуется для более ответственных деталей, работающих при повышенных нагрузках, в условиях ограниченной смазки или в коррозионных средах. БрОЦС4-4-4 с меньшим содержанием легирующих элементов (по 4% каждого) является более экономичным вариантом, подходящим для менее нагруженных узлов и деталей, работающих в более благоприятных условиях. Если критичны стоимость и доступность материала, предпочтительнее выбрать БрОЦС4-4-4, если же на первом месте стоят эксплуатационные характеристики – БрОЦС5-5-5.

Возможна ли сварка деталей из бронзы БрОЦС5-5-5?

Сварка деталей из бронзы БрОЦС5-5-5 технически возможна, но представляет определенные сложности из-за высокого содержания свинца и цинка. Свинец при нагреве может выделяться на границах зерен, что приводит к охрупчиванию сварного шва, а цинк имеет тенденцию к испарению при высоких температурах сварки, приводя к образованию пор. Если сварка необходима, рекомендуется использовать аргонодуговую сварку с применением специальных присадочных материалов, соответствующих по составу основному металлу, и защитных флюсов для предотвращения окисления и потери цинка. Перед сваркой необходим подогрев деталей до 250-300°C, а после сварки – отжиг для снятия внутренних напряжений. В большинстве случаев для соединения деталей из БрОЦС5-5-5 предпочтительнее использовать альтернативные методы: резьбовые соединения, клепку или пайку.

Заключение

Бронза БрОЦС5-5-5 - универсальный конструкционный материал со сбалансированным содержанием олова, цинка и свинца (по 5%), обеспечивающим отличные литейные и антифрикционные свойства. Ключевые преимущества сплава: высокая жидкотекучесть, низкая линейная усадка (0,8-1,0%) и способность работать в условиях трения при ограниченной смазке.

Этот сплав широко применяется для изготовления подшипников скольжения, втулок, прокладок и направляющих элементов в автомобильной промышленности, машиностроении и судостроении. Особенно эффективен для деталей, требующих отличных антифрикционных свойств и высокой точности изготовления.

Компания "ОборонСпецСплав" поставляет бронзу БрОЦС5-5-5 в различных формах - от чушек до готовых изделий, с гарантией соответствия требованиям нормативной документации и высокого качества продукции.

Информация для статьи подготовлена на основе технических условий производства, результатов лабораторных исследований физико-механических свойств и обширного практического опыта специалистов компании "ОборонСпецСплав" в области металлургии и обработки цветных металлов и сплавов.