Tuleje z brązu czy z mosiądzu – najważniejsze różnice
Prawie każda tuleja nośna jest z brązu – cynowego albo aluminiowego – bo łączy wytrzymałość, odporność na zużycie i zdolność wtapiania piasku bez rysowania wału. Zwykły mosiądz (miedź-cynk) jest tańszy i łatwiejszy w obróbce, ale nie ma odporności na zatarcie i ma sens przy lekkich prowadnicach, armaturze wodnej i częściach ozdobnych. Wyjątek, którego większość artykułów nie zauważa: mosiądz wysokowytrzymały C86300 jest najmocniejszym odlewanym stopem miedzi i idzie na najciężej udarowo obciążone tuleje.
Brąz to miedź stopowana głównie z cyną (albo aluminium), mosiądz – miedź stopowana głównie z cynkiem. W łożysku różnica widać jako twardość, wytrzymałość zmęczeniową, odporność na zatarcie i zachowanie korozyjne: brązy łożyskowe są do tego znormalizowane (ASTM B505, EN 1982), zwykłe mosiądze nie.
- Tuleje: brąz (C93200, CuSn12, C95400) jako reguła; mosiądz tylko do lekkiej pracy albo armatury wodnej
- Mosiądz automatowy C36000 / CuZn39Pb3: najszybszy w obróbce, ale słabe łożysko – zaciera się na stali, gdy film stenieje
- Mosiądz wysokowytrzymały C86300: 225 HB, 760 MPa – mocniejszy niż jakikolwiek brąz, na obciążenia udarowe z utwardzonymi wałami
- Korozja: brązy cynowe i aluminiowe znoszą wodę morską; zwykły mosiądz odcynkowuje się, jeśli nie jest inhibitowany
- Koszt: pręt mosiężny jest tańszy za kilogram niż brąz łożyskowy; gotową tuleję wycenia się masą i czasem obróbki
Najważniejsze różnice
Wartości typowe gatunków, które kupujący naprawdę spotyka w tulejach:
| Własność | Brąz łożyskowy (C93200 · CuSn12 · C95400) | Zwykły mosiądz (C36000 · CuZn39Pb3 · C38500) | Mosiądz wysokowytrzymały (C86300) |
|---|---|---|---|
| Skład | Cu + 7 – 12 % Sn (+ Pb, Zn) albo Cu + 10 – 11 % Al + Fe | Cu + 35 – 40 % Zn + 2,5 – 3,7 % Pb | Cu + 25 % Zn + 6 % Al + 3 % Fe + 3,5 % Mn |
| Twardość | 65 – 170 HB (odlew) | 105 – 150 HB (pręt ciągniony) – twardy, ale bez odporności na zatarcie | 225 HB |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 240 – 585 MPa | 340 – 470 MPa (pręt ciągniony) | 760 MPa |
| Zużycie jako łożysko | dobre – znormalizowane stopy łożyskowe, wtapia zanieczyszczenia | słabe pod obciążeniem – rozmazuje się, zużywa wał | doskonałe pod udarem z utwardzonym wałem |
| Korozja | odporny; brąz aluminiowy w wodzie morskiej | odcynkowanie w wodzie, chyba że gatunek DZR | umiarkowana; nie do wody morskiej |
| Skrawalność | dobra (ołowiowe) do dostatecznej (brąz aluminiowy) | najlepsza ze wszystkich stopów miedzi (wskaźnik 100 %) | dostateczna; twardy |
| Koszt gotowej tulei | odniesienie | niższy przy małych częściach toczonych | najwyższy za kg, najdłuższa trwałość pod udarem |
| Typowe gatunki na tuleje | C93200 / SAE 660, CuSn12, C95400, LG2 | C36000, CuZn39Pb3, C38500 (toczone z pręta) | C86300 / SAE 430B, CuZn25Al5Mn4 |
Wartości brązu z danych typowych ASTM B505 / EN 1982; wartości pręta mosiężnego z danych typowych ASTM B16 / EN 12164.
Dlaczego na tuleje idzie brąz
Cztery własności, których zwykłemu mosiądzowi brakuje:
- Odporność na zatarcie – cyna w osnowie miedzi daje powierzchnię, która nie spawa się ze stalą, gdy film stenieje; ołów albo wolny grafit dodaje smarowania awaryjnego
- Zdolność wtapiania – twarde ziarna toną w brązie zamiast rysować wał; tuleję taniej wymienić niż sworzeń
- Wytrzymałość zmęczeniowa i ściskająca – 25 N/mm² ciśnienia dynamicznego przez dekady wahania; mosiądz płynie i wyklepuje się
- Właściwy partner stali – miększy niż wał, twardszy niż film, termicznie wybaczający: klasyczna para łożyskowa od rewolucji przemysłowej
Kiedy mosiądz ma sens
Po co mosiądz zamiast brązu? Do:
- Lekko obciążonych, wolnych prowadnic i elementów dystansowych, które ustalają, a nie przenoszą – okucia drzwi, osie przyrządów, meble, lekkie dźwignie
- Armatury wody pitnej i sanitarnej – bezołowiowe mosiądze DZR są dopuszczone i tanie; brąz łożyskowy nie jest potrzebny
- Części elektrycznych i ozdobnych – przewodność, kolor, galwanizacja
- Tanich małych części toczonych w serii – mosiądz automatowy toczy się dwa razy szybciej niż brąz łożyskowy
Wyjątek: mosiądz wysokowytrzymały C86300
C86300 / SAE 430B (CuZn25Al5Mn4Fe3, EN CC762S) jest mosiądzem ze składu – 25 % cynku – ale nie ma nic wspólnego z mosiądzami automatowymi: aluminium, żelazo i mangan podnoszą go do 760 MPa na rozciąganie, 415 MPa granicy plastyczności i 225 HB, najwyższych ze wszystkich odlewanych stopów miedzi. To tuleja na najcięższe obciążenia udarowe – sworznie wysięgników koparek, tuleje kruszarek i pras, przeguby walcarek i dźwigów – na utwardzonym, szlifowanym wale ze smarem EP, i obrabiamy ją według rysunku jak brązy. Nie mylić z „tulejami mosiężnymi” toczonymi z pręta C36000.
Wady brązu
Uczciwie przeciw tulejom brązowym:
- Wymagają smarowania – smaru albo oleju, rowków i planu dosmarowywania; typy samosmarowne to inne konstrukcje
- Cena idzie za rynkiem miedzi i cyny, a część jest ciężka (8,9 g/cm³) – dużą tuleję wycenia się za kilogram
- Granica prędkości ok. 0,5 m/s ze smarem (więcej z olejem) – powyżej łożysko toczne albo tuleja metalowo-polimerowa
- Miękki brąz zużywa się zamiast wału – taki jest zamiar konstrukcyjny, ale tuleja jest częścią zużywalną i będzie wymieniana
Najczęściej zadawane pytania
Brąz czy mosiądz – co lepsze na tuleje?
Brąz, na każdą tuleję, która przenosi obciążenie: wyższa wytrzymałość, odporność na zatarcie, zdolność wtapiania i znormalizowane gatunki łożyskowe (C93200, CuSn12, C95400). Zwykły mosiądz tylko na lekkie prowadnice, armaturę wodną i ozdoby. Mosiądz wysokowytrzymały C86300 jest wyjątkiem – najmocniejszy gatunek tulei na obciążenia udarowe.
Czy tuleję mosiężną można zastąpić brązową?
Zwykle tak, w tych samych wymiarach: C93200 na pracę ogólną, LG2 na wodę. Sprawdź luz roboczy (brąz rozszerza się jak mosiądz, zmiany nie trzeba) i wał – miękki wał stalowy jest w porządku dla 660 i LG2, ale brąz cynowy albo aluminiowy chce go utwardzonego. Tuleja brązowa przeżyje mosiężną kilkakrotnie.
Czy tuleje mosiężne są samosmarowne?
Nie, i tuleje z brązu odlewanego też nie; obie potrzebują smaru albo oleju. Tuleje samosmarowne to spiek nasycony olejem, brąz z wypełnieniem grafitowym albo metalowo-polimerowe.
Jaki kod HS mają tuleje brązowe?
8483.30 (łożyska ślizgowe / obudowy łożysk bez łożysk tocznych) dla tulei maszynowych; UE CN 8483 30 80, US HTS 8483.30.80. Niektóre urzędy celne klasyfikują czysto toczone pierścienie jako 7419 wyroby z miedzi – zobacz stronę FAQ.
Zamieniacie tuleję mosiężną na brązową?
Prosimy podać trzy wymiary i materiał wału – zaproponujemy gatunek i wycenimy w ciągu 12 godzin.