Tableau des alliages de bronze pour bagues
« Bronze » sur un plan n’est pas une spécification. Les bronzes antifriction vont de 60 à 225 HB et de 200 à 760 N/mm², et le bon alliage dépend de la charge, de la vitesse, de la lubrification et de l’arbre. Ce tableau présente les alliages que Bushing MFG usine en bagues, leurs désignations normalisées, leurs caractéristiques et le service pour lequel chacun est retenu.
- 8Bronzes antifriction comparés
- 55–225 HBPlage de dureté
- 200–760 N/mm²Plage de résistance à la traction
- 45 / 25 N/mm²Bronze coulé graissé, à l’arrêt / en mouvement
Les bronzes antifriction se répartissent en cinq groupes : les bronzes à l’étain au plomb (C93200 / SAE 660, C93700, C93800) pour le service général et la lubrification médiocre ; les bronzes à l’étain et gunmetals (C90500, C90700, CuSn12) pour les charges plus élevées et les exigences sans plomb ; le laiton rouge C83600 pour les faibles charges dans l’eau ; les bronzes d’aluminium (C95400, C95500) pour les charges lourdes et lentes contre un arbre trempé ; et le laiton haute résistance C86300 pour les charges extrêmes à vitesse quasi nulle. Le C93200 est le choix par défaut ; les autres prennent le relais quand il ne suffit plus.
- Spécifiez le numéro UNS (C93200), EN (CuSn7Zn4Pb7-C, CC493K) ou SAE (660), jamais le mot bronze ni un nom commercial
- Dureté et résistance croissent du C93800 (55 HB) au C93200 (65–75) et au C90500 (75–85), puis au C95400 (160–180) et au C86300 (225)
- Plus l’alliage est dur, plus l’arbre doit l’être : l’acier non trempé convient aux bronzes au plomb ; le C95400 et le C86300 exigent ≥ 300 HB
- Les bagues en bronze coulé graissées sont cotées 25 N/mm² en mouvement, 45 N/mm² à l’arrêt, 0,5 m/s, −40 à +250 °C ; limites par alliage sur demande
Alliages et constructions des bagues en bronze
Usinée dans la barre coulée, roulée en bande, garnie de plots de graphite ou pressée en poudre : l’alliage est un choix, la construction en est un autre.
Bagues en bronze coulé
Usinées en C93200 par défaut ; tout alliage de cette page sur plan.
JBM-600
Bagues en bronze enroulé
Bande CuSn8 roulée en bagues à paroi mince avec poches de graisse, dimensions ISO 3547.
JBM-090
Bagues en bronze graphite
Corps en laiton haute résistance, bronze d’aluminium ou bronze à l’étain, garni de plots de lubrifiant solide.
JBM-650
Bagues en bronze fritté
Bronze Cu-Sn poreux pressé en poudre et imprégné d’huile, pour les petits paliers silencieux.
JBM-700
Tableau de spécification des alliages
Les plages de composition et les caractéristiques mécaniques minimales sont celles des normes de fonderie, ASTM B505 (coulée continue) et EN 1982 ; les valeurs typiques correspondent à l’état brut de coulée. L’usinabilité est l’indice CDA, le laiton de décolletage C36000 valant 100.
| UNS | SAE / EN | Groupe | Composition nominale | Dureté HB | Traction min. / typ. | Usinabilité | Caractère |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C93200 | SAE 660 · CuSn7Zn4Pb7-C (CC493K) | Bronze à l’étain au plomb | Cu 83 · Sn 7 · Pb 7 · Zn 3 | 65–75 | 207 / 240 N/mm² | 70 | Bronze antifriction d’usage général ; s’accommode, incruste les impuretés, tolère de courtes coupures de graissage |
| C93700 | SAE 64 · CuSn10Pb10-C (CC495K) | Bronze à l’étain au plomb | Cu 80 · Sn 10 · Pb 10 | 60–70 | 207 / 240 | 80 | Forte teneur en plomb pour la lubrification médiocre ou intermittente, la saleté et les chocs |
| C93800 | SAE 67 · CuSn7Pb15-C (CC496K) | Bronze à l’étain à haute teneur en plomb | Cu 78 · Sn 7 · Pb 15 | 50–60 | 172 / 200 | 80 | Lubrification très médiocre, arbres tendres, eaux de mine acides |
| C90500 | SAE 62 (gunmetal) | Bronze à l’étain | Cu 88 · Sn 10 · Zn 2 | 75–85 | 275 / 310 | 30 | Charge plus élevée avec bonne lubrification ; sans plomb |
| CuSn12-C | CC483K (proche du C90800) | Bronze à l’étain | Cu 88 · Sn 12 | 80–95 | 260 / 280 | 30 | Forte charge, faible vitesse, roues de vis sans fin ; sans plomb |
| C83600 | SAE 40 · CuSn5Zn5Pb5-C (CC491K) | Laiton rouge au plomb | Cu 85 · Sn 5 · Zn 5 · Pb 5 | 55–65 | 200 / 255 | 84 | Faible charge, eau, robinetterie et pièces de pompe |
| C95400 | CuAl10Fe2-C (CC331G) | Bronze d’aluminium | Cu 85 · Al 11 · Fe 4 | 160–180 | 515 / 585 | 60 | Forte charge, faible vitesse, arbre trempé, eau de mer |
| C95500 | CuAl10Fe5Ni5-C (CC333G) | Bronze d’aluminium au nickel | Cu 81 · Al 11 · Ni 4 · Fe 4 | 190–200 | 620 / 690 | 50 | Le plus résistant des bronzes d’aluminium ; marine, industrie lourde |
| C86300 | SAE 430B · CuZn25Al5Mn4Fe3-C (CC762S) | Laiton haute résistance (« bronze au manganèse ») | Cu 63 · Zn 25 · Al 6 · Mn 3 · Fe 3 | 225 | 758 / 800 | 8 | Charge extrême à très faible vitesse ; arbre trempé indispensable |
Valeurs des normes (ASTM B505 / EN 1982 / CDA). Les fiches C93200 et C86300 sont validées par le fabricant ; les autres nuances sont établies d’après les normes publiées et confirmées au devis.
Les cinq groupes et quand choisir chacun
Les bronzes à l’étain au plomb sont les bêtes de somme. Le plomb, insoluble dans la matrice cuivre-étain, forme des îlots tendres qui s’étalent sur la surface lorsque le film d’huile s’amincit : c’est ce qui permet au C93200 de survivre aux coupures de graissage des machines réelles, et aux C93700 et C93800, plus riches en plomb, d’en supporter de pires. Assez tendres pour tourner sur des arbres non trempés, ils incrustent les impuretés au lieu de rayer.
Les bronzes à l’étain et les gunmetals se passent du plomb. Le C90500 et le CuSn12-C sont plus durs et plus résistants, portent davantage et répondent aux exigences sans plomb, mais ils pardonnent moins une défaillance de lubrification et s’usinent moins bien. Le laiton rouge C83600 est le membre économique et peu chargé du groupe, pour la robinetterie et les pièces au contact de l’eau.
Les bronzes d’aluminium forment une classe à part : 160–200 HB, plus de 500 N/mm², résistants à la corrosion en eau de mer. Ils portent des charges très lourdes à faible vitesse, mais exigent un arbre trempé (≥ 300 HB) et une lubrification fiable, car ils n’incrustent pas et ne s’étalent pas. Le C86300, vendu sous le nom de bronze au manganèse, est métallurgiquement un laiton haute résistance et le plus dur de tous à 225 HB ; il est fait pour les presses, les laminoirs et les postes du même genre, où la charge est extrême et la vitesse quasi nulle.
Les limites de palier ne sont pas des propriétés de matériau
Le tableau donne les propriétés de matériau tirées des normes d’alliage. Ce qu’une bague peut porter est une limite de palier, qui dépend aussi de la lubrification, de la vitesse, de l’arbre et de l’évacuation de la chaleur. Les limites générales confirmées pour les bagues en bronze coulé graissées de Bushing MFG sont 25 N/mm² en mouvement, 45 N/mm² à l’arrêt, 0,5 m/s, un coefficient de frottement de 0,08–0,15, −40 à +250 °C, avec un logement H7 et un arbre e7–e8. Le bronze d’aluminium et le C86300 portent davantage à plus faible vitesse ; les chiffres précis accompagnent le devis.
Choix de l’alliage selon le service
Une règle empirique qui couvre la plupart des demandes ; les exceptions se règlent au devis.
| Service | Premier choix | Alternative |
|---|---|---|
| Mécanique générale, graissée ou huilée | C93200 / SAE 660 | CuSn7Zn4Pb7 coulé en continu, toutes dimensions |
| Lubrification médiocre, intermittente ou sale ; chocs | C93700 / SAE 64 | C93800 / SAE 67 pour les cas les plus sévères |
| Exigence sans plomb | C90500 / SAE 62 | CuSn12-C, CuSn10-C |
| Faible charge dans l’eau | C83600 / SAE 40 | C90500 |
| Forte charge, lente, arbre trempé, eau de mer | C95400 | C95500 pour la résistance la plus élevée |
| Charge extrême, vitesse quasi nulle | C86300 / SAE 430B | C95500 |
| Aucune lubrification possible | Bronze à plots de graphite (voir la page produit) | Bronze fritté imprégné d’huile pour les charges légères |
Comment spécifier le bronze sur le plan
Inscrivez le numéro d’alliage et la norme : « C93200 selon ASTM B505 » ou « CuSn7Zn4Pb7-C selon EN 1982 ». Les noms commerciaux (Rg7, SAE 660, 83-7-7-3, bronze antifriction) servent de références croisées, pas de spécification. Ajoutez le procédé de coulée s’il compte (la coulée continue est le standard des bagues, la coulée centrifuge celui des grands diamètres) et les certificats dont vous avez besoin : un certificat matière attestant la composition et les caractéristiques mécaniques est fourni en standard, une déclaration de teneur en plomb sur demande.
Sur les plans et devis de Bushing MFG, les bagues usinées en alliage de cuivre portent un numéro de série JBM-600 devant l’alliage : JBM-600 pour les bronzes à l’étain au plomb (C93200, C93700, C93800), JBM-610 pour les bronzes à l’étain sans plomb (C90500, CuSn12-C), JBM-620 pour les bronzes d’aluminium (C95400, C95500), JBM-630 pour le laiton haute résistance C86300 et JBM-640 pour le laiton de décolletage C36000. La série identifie le groupe d’alliage ; le numéro d’alliage reste la spécification.
Questions fréquentes
Quel est le meilleur bronze pour une bague ?
Le C93200 / SAE 660 en service général à la graisse ou à l’huile. Le C93700 si la lubrification est médiocre, le C90500 ou le CuSn12 pour une charge plus élevée ou une exigence sans plomb, le bronze d’aluminium C95400 pour les charges lourdes et lentes contre un arbre trempé, le C86300 pour les charges extrêmes à vitesse quasi nulle.
Qu’est-ce que le bronze SAE 660 ?
La désignation SAE du C93200, bronze à l’étain au plomb CuSn7Zn4Pb7 (Cu 83, Sn 7, Pb 7, Zn 3), 65–75 HB : le bronze antifriction de référence. L’EN 1982 le désigne CC493K ; son nom commercial allemand est Rg7.
Le bronze au manganèse est-il vraiment un bronze ?
Non. Le C86300, dit « bronze au manganèse », est un laiton haute résistance à 25 % de zinc et 6 % d’aluminium. C’est l’alliage de bague le plus dur (225 HB), employé pour les charges extrêmes à très faible vitesse sur arbre trempé.
Quels alliages de bronze pour bagues sont sans plomb ?
Les bronzes à l’étain C90500, C90700, CuSn12-C et CuSn10-C, ainsi que les bronzes d’aluminium C95400 et C95500. Ils portent davantage que le C93200, mais exigent une lubrification fiable et, pour le bronze d’aluminium, un arbre trempé.
Quelle dureté d’arbre faut-il pour une bague en bronze ?
Un acier non trempé de 150–200 HB convient aux bronzes à l’étain au plomb. Le bronze d’aluminium et le C86300 demandent un arbre trempé ou chromé dur d’au moins 300 HB.
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