Brązy łożyskowe – który gatunek do jakich warunków
Nie ma najlepszego brązu na tuleje – jest tylko właściwy dla danego obciążenia, wału, smaru i medium. Tabela doboru poniżej kieruje do jednej z pięciu rodzin stopów; tabela własności podaje skład i wytrzymałość wszystkich dwunastu gatunków według norm odlewniczych; uwagi o twardości wału i gatunkach bezołowiowych wychwytują dwa błędy, które kosztują najwięcej tulei.
„Brąz łożyskowy” w katalogach oznacza zwykle C93200 / SAE 660 (w Polsce kupowany jako RG7), ale pojęcie obejmuje pięć rodzin odlewniczych stopów miedzi pracujących na stalowych wałach: brązy cynowo-ołowiowe (miękkie, wybaczające błędy), brązy cynowe i fosforowe (twardsze, bezołowiowe), spiże (odporne na korozję, lekkie obciążenia), brązy aluminiowe (wytrzymałe, woda morska) i mosiądze wysokowytrzymałe (najmocniejsze, do skrajnych obciążeń).
- Stopy miękkie (60 – 90 HB) dopasowują się, wtapiają zanieczyszczenia i pracują na nieutwardzonych wałach; stopy twarde (150 – 225 HB) przenoszą większe obciążenie, ale wymagają wału o twardości co najmniej 300 HB
- Ołów daje smarowanie awaryjne i skrawalność; gatunki bezołowiowe wymagają niezawodnego dopływu smaru lub oleju
- Każdy gatunek poniżej jest odlewany według ASTM B505 / B271, EN 1982 lub GB/T 1176 i dostarczany z atestem materiału
- Jeden zestaw granic pracy dotyczy smarowanych tulei ze wszystkich gatunków – gatunki różnią się sposobem zużycia, nie obciążeniem obliczeniowym
Tabela doboru: warunki pracy → gatunek
| Warunki pracy | Zalecany | Dlaczego | Alternatywa |
|---|---|---|---|
| Maszyny ogólne, smar stały, wał nieutwardzony | RG7 / SAE 660 (C93200, CuSn7Zn4Pb7) | 7 % Pb pokrywa przerwy w smarowaniu, wtapia piasek, 65 – 75 HB toleruje zwykły wał stalowy | B555 / LG2 (C83600) do lżejszych obciążeń w wodzie |
| Smarowanie przerywane lub ubogie, udary, miękki wał | C93700 / SAE 64 (CuSn10Pb10, B1010) | 10 % Pb rozmazuje się po wale przy braku smaru; toleruje chropowate i lekko skorodowane wały | C93800 / SAE 67 (15 % Pb) do najgorszego smarowania |
| Bez ołowiu, większe obciążenie, dostępny twardy wał | CuSn12 · B101 (CuSn10P / PB1) · CuSn10 | 90 HB i więcej, najlepsza odporność brązów cynowych na zużycie i zmęczenie, odporne na wodę morską | C90500 / SAE 62 – brąz na koła zębate |
| Pompy, zawory, woda słodka, para, lekkie obciążenie | B555 / LG2 (C83600, CuSn5Zn5Pb5) | Szczelny ciśnieniowo, odporny na korozję, skrawalność 84; domyślny gatunek krajów Wspólnoty Brytyjskiej i JIS CAC406 | C93200, gdy obciążenie rośnie |
| Duże obciążenie, woda morska, temperatury powyżej 150 °C | Brąz aluminiowy C95400 · C95500 | Rm min. 586 – 655 N/mm², 150 – 195 HB, odporny na kawitację i erozję | BA1032 (CuAl10Fe3Mn2), gdy wskazuje go rysunek |
| Skrajne obciążenie przy bardzo małej prędkości, udary | C86300 / SAE 430B (CuZn25Al5Mn4Fe3) | Rm min. 758 N/mm², 225 HB – najmocniejszy odlewany stop łożyskowy | C95500, gdy liczy się też korozja |
Wątpliwości? Prosimy podać obciążenie (lub średnicę wału i siłę), prędkość albo kąt wahań, temperaturę, medium i sposób smarowania – gatunek zalecamy razem z ofertą.
Pięć rodzin stopów
Z czego składa się każda rodzina, jak zachowuje się jako łożysko, które gatunki do niej należą i jakiego wału wymaga.
Brązy cynowo-ołowiowe – RG7 / SAE 660 (C93200), B1010 / SAE 64 (C93700), SAE 67 (C93800)
Miedź z 7 – 10 % cyny dla wytrzymałości i 7 – 15 % ołowiu jako miękkiej, nierozpuszczalnej fazy, która rozmazuje się po wale, gdy film smarny pęka. Im więcej ołowiu, tym łożysko bardziej miękkie i wybaczające, a jego wytrzymałość niższa: 660 (207 N/mm², 65 – 75 HB) to gatunek uniwersalny, SAE 64 (241 N/mm², 60 – 70 HB) – wybór przy ubogim smarowaniu i udarach, SAE 67 (172 N/mm², 50 – 60 HB) – do najgorszego smarowania i chropowatych wałów. Wał: nieutwardzona stal od 150 HB wystarcza. Ołów wyklucza je z instalacji wody pitnej i kontaktu z żywnością.
- C93200 / SAE 660 CuSn7Zn4Pb7
- C93700 / SAE 64 CuSn10Pb10
- C93800 / SAE 67 CuSn7Pb15
Brązy cynowe i fosforowe – CuSn12, B101 (CuSn10P / PB1), CuSn10, C90500 / SAE 62
Miedź z 10 – 12 % cyny i bez ołowiu lub z jego śladową ilością; fosfor (CuSn10P) utwardza osnowę i tworzy twardy Cu₃P odporny na zużycie. Rm min. 280 – 310 N/mm² i 90 HB (CuSn10: 70 HB) – większa nośność, odporność zmęczeniowa i na zużycie niż gatunki ołowiowe, dobre w wodzie morskiej, ale bez smarowania awaryjnego i z mniejszą tolerancją na zanieczyszczenia i niewspółosiowość. Wał: utwardzony lub co najmniej 250 HB, Ra 0,8 µm. Rodzina bezołowiowa do pozycji objętych RoHS i do wody.
- CuSn12 CuSn12
- CuSn10P (ZCuSn10P1) CuSn10P
- CuSn10 CuSn10
- C90500 / SAE 62 CuSn10Zn2
Spiż – B555 / LG2 / C83600 / CuSn5Zn5Pb5 (Rg5, CAC406, БрО5Ц5С5)
Stop 85-5-5-5: po 5 % cyny, cynku i ołowiu. Szczelny ciśnieniowo, odporny na korozję w wodzie słodkiej, parze i łagodnych chemikaliach, najłatwiejszy w obróbce ze wszystkich (84), o umiarkowanej wytrzymałości (207 N/mm², 55 – 65 HB). Stop łożyskowy do lekkich obciążeń w tulejach pomp, zaworów i maszyn ogólnych, gdzie medium znaczy więcej niż obciążenie. Wał: stal nieutwardzona lub nierdzewna.
- LG2 / C83600 CuSn5Zn5Pb5
Brązy aluminiowe – BA1032 (CuAl10Fe3Mn2), C95400, C95500 (CuAl10Ni5Fe4)
Miedź z 10 – 11 % aluminium i 3 – 5 % żelaza, w C95500 dodatkowo 4 – 5 % niklu. Dwa do trzech razy większa wytrzymałość niż 660 (min. 586 – 655 N/mm²), 150 – 195 HB, znakomita odporność na udary, kawitację, erozję i wodę morską, wytrzymałość zachowana do 250 °C i wyżej. W zamian: brak zdolności wtapiania zanieczyszczeń, wysokie tarcie przy zerwaniu filmu i konieczny utwardzony wał (min. 300 HB, lepiej 50 HRC) – C95400 na miękkim wale zużywa wał, nie tuleję. C95400 wobec C93200 w jednym zdaniu: trzykrotna wytrzymałość na rozciąganie, dwukrotna twardość, o połowę mniejsza tolerancja na błędy.
- C95400 CuAl10Fe3
- C95500 CuAl10Ni5Fe4
- CuAl10Fe3Mn2 (ZCuAl10Fe3Mn2) CuAl10Fe3Mn2
Mosiądz wysokowytrzymały („brąz manganowy”) – C86300 / SAE 430B / CuZn25Al5Mn4Fe3
Chemicznie mosiądz – 60 – 66 % miedzi, 22 – 28 % cynku – utwardzony 5 – 7,5 % aluminium, 3 % manganu i 3 % żelaza do Rm min. 758 N/mm² i 225 HB. Najmocniejszy odlewany stop łożyskowy, na sworznie i tuleje obrotu pod skrajnym obciążeniem przy bardzo małej prędkości, udarach i obciążeniu krawędziowym. Wymaga utwardzonego wału od 300 HB, czystego smaru i ochrony przed odcynkowaniem w ciepłej wodzie słonej; obrabia się powoli (wskaźnik 8). Do ok. 200 °C w pracy ciągłej.
- C86300 / SAE 430B CuZn25Al5Mn4Fe3
Skład chemiczny i własności mechaniczne dwunastu gatunków
Zakresy składu chemicznego i minimalne własności mechaniczne z normy odlewniczej, według której kupowany jest każdy gatunek (ASTM B505 odlew ciągły / B271 odlew odśrodkowy, EN 1982 GZ / GC, GB/T 1176), oraz typowe wartości w stanie odlanym tam, gdzie publikuje je norma lub CDA. Twardość Brinella (500 kg dla brązów cynowych, 3000 kg dla brązu aluminiowego i C86300).
| Gatunek | Stop | Grupa | Wytrzymałość na rozciąganie Rm minimum wg normy (MPa) | Granica plastyczności (0,5 % wydł. / Rp0,2) minimum wg normy (MPa) | Wydłużenie A (%) | Twardość (HB) | Wytrzymałość na rozciąganie Rm wartość typowa (MPa) | Gęstość (g/cm³) | Skrawalność (C36000 = 100) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C93200 / SAE 660 | CuSn7Zn4Pb7 | brąz cynowo-ołowiowy | 207 | 110 | 8 | 65–75 | 240 | 8.93 | 70 |
| C93700 / SAE 64* | CuSn10Pb10 | brąz cynowo-ołowiowy | 241 | 138 | 6 | 60–70 | 240 | 8.95 | 80 |
| C93800 / SAE 67* | CuSn7Pb15 | brąz cynowo-ołowiowy | 172 | 110 | 5 | 50–60 | 207 | 9.25 | 80 |
| CuSn12* | CuSn12 | brąz cynowy | 280 | 150 | 5 | ≥ 90 | — | 8.7 | — |
| CuSn10P (ZCuSn10P1)* | CuSn10P | brąz cynowy | 310 | 170 | 2 | ≥ 90 | — | 8.76 | — |
| CuSn10* | CuSn10 | brąz cynowy | 280 | 130 | 10 | ≥ 70 | — | 8.7 | — |
| C90500 / SAE 62* | CuSn10Zn2 | brąz cynowy | 276 | 124 | 20 | ≥ 70 | 310 | 8.72 | 30 |
| LG2 / C83600* | CuSn5Zn5Pb5 | spiż (brąz cynowo-cynkowo-ołowiowy) | 207 | 97 | 15 | 55–65 | 255 | 8.83 | 84 |
| C95400* | CuAl10Fe3 | brąz aluminiowy | 586 | 221 | 12 | ≥ 150 (170 typical) | 620 | 7.45 | 60 |
| C95500* | CuAl10Ni5Fe4 | brąz aluminiowy | 655 | 290 | 10 | ≥ 190 (195 typical) | 690 | 7.53 | 50 |
| CuAl10Fe3Mn2 (ZCuAl10Fe3Mn2)* | CuAl10Fe3Mn2 | brąz aluminiowy | 490 | — | 15 | ≥ 110 | — | 7.5 | — |
| C86300 / SAE 430B | CuZn25Al5Mn4Fe3 | mosiądz wysokowytrzymały („brąz manganowy”) | 758 | 427 | 14 | 225 typical (3000 kg) | 820 | 7.8 | 8 |
* Wartości typowe wg ASTM B505 / B271, EN 1982 i GB/T 1176 dla stopu w stanie odlanym; nie stanowią gwarancji dla konkretnej części. Atesty (analiza chemiczna, twardość) dostarczamy na życzenie wraz z zamówieniem.
Wartości według ASTM B505 / B271, EN 1982 i GB/T 1176; wartości typowe nie są gwarancją dla konkretnej części. Atesty na życzenie. Dane C93200 i C86300 sprawdzone z zatwierdzonymi kartami materiałowymi; pozostałe gatunki opracowane na podstawie norm i w końcowej weryfikacji.
Granice pracy – smarowane tuleje z brązu odlewanego
Jeden zestaw granic obliczeniowych dla całego programu przy smarowaniu granicznym. Punktem odniesienia jest C93200; gatunki twarde nie podnoszą wartości obciążenia ani prędkości – przedłużają trwałość na granicy i wytrzymują udary, które odkształciłyby 660. Wartość pV i nacisk jednostkowy dla konkretnej pozycji sprawdza poradnik projektowy.
| Parametr | Wartość typowa | Jednostka |
|---|---|---|
| Nacisk jednostkowy p, w ruchu | 25 | N/mm² |
| Nacisk jednostkowy p, w spoczynku | 45 | N/mm² |
| Prędkość ślizgania v | 0.5 | m/s |
| Współczynnik tarcia | 0.08 – 0.15 | µ |
| Temperatura pracy | −40 … +250 | °C |
| Obudowa | H7 | ISO 286 |
| Wał | e7–e8 | ISO 286 |
| Warunki | smar plastyczny lub olej, smarowanie graniczne, wał stalowy | |
Potwierdzone przez Slidura, 2026, dla smarowania smarem stałym lub olejem bez pełnego filmu hydrodynamicznego, wał stalowy, pasowania H7 / e7 – e8. Praca na sucho nie jest objęta żadnym gatunkiem.
Twardość wału i powierzchnia współpracująca
Łożysko ślizgowe to para. Wał powinien być wyraźnie twardszy od tulei, aby zużywała się tania, wymienna część: dla stopów miękkich – 660, SAE 64, LG2 – wystarcza nieutwardzony lub ulepszony cieplnie wał stalowy 150 – 200 HB; dla brązów cynowych i fosforowych o 90 HB wał powinien mieć 250 HB lub więcej; dla brązu aluminiowego i C86300 – utwardzony, szlifowany lub chromowany wał o twardości min. 300 HB, zwykle 45 – 55 HRC. Twardy brąz na miękkim wale odwraca parę – zużywa się wał, a tuleja przetrwa.
Chropowatość wału: Ra 0,8 µm lub lepsza dla wszystkich gatunków; Ra 0,4 µm dla stopów twardych przy większej prędkości. Wały ze stali nierdzewnej dobrze współpracują ze spiżem i brązem cynowym; z brązem aluminiowym zacierają się, jeśli nie są utwardzone (martenzytyczne lub azotowane).
| Gatunek tulei | Twardość tulei | Wał, minimum | Ra wału |
|---|---|---|---|
| C93200 / SAE 660, SAE 64, SAE 67 | 50 – 75 HB | stal, 150 – 200 HB (nieutwardzona dopuszczalna) | 0,8 µm |
| LG2 / C83600 | 55 – 65 HB | stal lub stal nierdzewna, nieutwardzona | 0,8 µm |
| CuSn12, CuSn10P, CuSn10, C90500 | 70 – 90+ HB | stal 250 HB, zalecany utwardzony | 0,8 µm |
| C95400, C95500, CuAl10Fe3Mn2 | 150 – 195 HB | utwardzony min. 300 HB, zwykle 45 – 55 HRC, lub chrom twardy | 0,4 – 0,8 µm |
| C86300 / SAE 430B | 225 HB | utwardzony min. 300 HB, szlifowany | 0,4 – 0,8 µm |
Wartości orientacyjne z praktyki łożyskowej; rozstrzyga wał z Państwa rysunku.
Gatunki bezołowiowe i niskoołowiowe
C93200 zawiera ok. 7 % ołowiu, C93700 10 %, C93800 15 %, a LG2 5 % – wszystkie znacznie powyżej 4-procentowego wyłączenia dla stopów miedzi w RoHS i limitu 0,25 % amerykańskiej ustawy Safe Drinking Water Act, są więc wykluczone z instalacji wody pitnej i większości pozycji w kontakcie z żywnością oraz wymagają zgłoszenia SVHC według REACH powyżej 0,1 %. W zwykłych łożyskach maszynowych pozostają dozwolone i są standardowym wyborem.
Gatunki bezołowiowe w programie: CuSn12, CuSn10 i CuSn10P (maks. 0,25 – 0,7 % Pb według normy), C90500 / SAE 62 (maks. 0,3 %), brązy aluminiowe C95400 / C95500 (bez ołowiu) i C86300 (maks. 0,2 %). Przenoszą takie samo lub większe obciążenie, ale wymagają niezawodnego smarowania, a gatunki twarde – utwardzonego wału. Prosimy zaznaczyć, czy rysunek lub zastosowanie ogranicza ołów – wycenimy odpowiednik bezołowiowy.
Najczęściej zadawane pytania
Jaki brąz jest najlepszy na tuleje?
Nie ma takiego – najlepszy gatunek to ten dobrany do wału, smarowania i medium. RG7 / SAE 660 (C93200) jest domyślny dla maszyn smarowanych smarem stałym na nieutwardzonych wałach; C93700 / SAE 64 tam, gdzie smarowanie jest ubogie; CuSn12 lub B101 (CuSn10P) dla wersji bezołowiowej i większej odporności na zużycie przy twardym wale; brąz aluminiowy do dużych obciążeń, wody morskiej i wysokiej temperatury; C86300 do skrajnych obciążeń przy bardzo małej prędkości.
932 czy 954 – jaka jest różnica?
C93200 to brąz cynowo-ołowiowy (min. 207 N/mm², 65 – 75 HB), który dopasowuje się, wtapia zanieczyszczenia i wybacza miękki wał. C95400 to brąz aluminiowy (min. 586 N/mm², 170 HB) o trzykrotnej wytrzymałości i dwukrotnej twardości, odporny na udary, kawitację i wodę morską, ale wymagający utwardzonego wału i ciągłego smarowania. Stosować 932, chyba że obciążenie lub medium wymaga 954.
Czy brąz fosforowy nadaje się na tuleje?
Tak, do dużych obciążeń i zużycia przy twardym wale i niezawodnym oleju lub smarze: CuSn10P / B101 / PB1 (ZCuSn10P1) ma min. 90 HB, wysoką wytrzymałość zmęczeniową i twarde cząstki Cu₃P. Nie nadaje się tam, gdzie smarowanie jest przerywane albo wał jest miękki lub niewspółosiowy – tam wygrywają gatunki ołowiowe.
Czy twardsze brązy wymagają twardszych wałów?
Tak. Wał musi pozostać twardszym partnerem, inaczej staje się częścią zużywającą się. Brąz aluminiowy i C86300 wymagają utwardzonego wału co najmniej 300 HB (zwykle 45 – 55 HRC); brązy cynowe – 250 HB; gatunki ołowiowe i spiż pracują na zwykłej stali.
Co to jest „brąz łożyskowy”?
W katalogach północnoamerykańskich C93200 / SAE 660 – brąz cynowo-ołowiowy 83-7-7-3 – sprzedaje się jako „bearing bronze” bez dalszej nazwy. W Europie ten sam stop to RG7 / CuSn7Zn4Pb7 (CC493K) i pod tą nazwą kupuje się go w Polsce. Określenia używa się też luźno dla całej grupy stopów miedzi pracujących na stalowych wałach.
Nie wiadomo, który gatunek?
Prosimy podać obciążenie, prędkość, temperaturę, medium i sposób smarowania – zalecimy stop i wycenimy go.