Bronze au manganèse C86300 / SAE 430B
L’alliage antifriction le plus dur que Bushing MFG usine, et le métal de base de la série 650 à plots de graphite. Vendu sous le nom de bronze au manganèse, c’est en réalité un laiton haute résistance : cette page en précise l’identité, la composition, les propriétés, les limites de palier, le coût d’usinage et les limites de corrosion.
- 225 HBDureté, typique
- 758 N/mm²Résistance à la traction, minimale
- 8Indice d’usinabilité (laiton = 100)
- ≈ 200 °CTempérature continue
Le C86300 est un alliage cuivre-zinc coulé à haute résistance : 758 N/mm² de résistance à la traction au minimum et environ 225 HB de dureté. Il est destiné aux paliers à charge extrême et à très faible vitesse ainsi qu’aux bagues à plots de graphite, mais il exige un arbre trempé et une protection contre la dézincification en milieu humide agressif.
- Laiton au manganèse à haute résistance, coulé ; UNS C86300, SAE 430B, CuZn25Al5Mn4Fe3-C / CC762S, ZCuZn25Al6Fe3Mn3
- 758 N/mm² (110 ksi) de traction et 427 N/mm² (62 ksi) de limite d’élasticité au minimum ; 225 HB typique
- Indice d’usinabilité 8 (laiton de décolletage = 100 ; C93200 = 70)
- Température continue d’environ 200 °C ; les performances chutent au-delà de 260 °C environ
- Pas d’ajout volontaire de plomb ; Pb 0,20 % max. Série Bushing MFG JBM-630 ; à plots de graphite en nuance 650
Bagues en C86300
Bagues massives usinées pour les charges extrêmes à très faible vitesse, et corps de base de la série 650 à plots de graphite.
Bagues en laiton
Bagues cylindriques et à collerette massives en C86300 pour concasseurs, presses et pivots lourds, sur arbre trempé.
JBM-630Bagues en bronze graphite
Corps de classe C86300 à plots de lubrifiant solide : 50–100 N/mm² sans graisse.
JBM-650
Rondelles de butée
Positions axiales lourdes et lentes des plateaux d’orientation et des vannes.
Bronze et laiton
Le C86300 est un laiton, pas un bronze à l’étain
Le mot bronze désigne normalement un alliage cuivre–étain. Le C86300 contient 22 à 28 % de zinc et pratiquement pas d’étain : c’est donc un laiton haute résistance additionné d’aluminium, de fer et de manganèse — le manganèse lui donne sa teinte brun foncé caractéristique. La distinction compte, parce qu’un concepteur attend d’un matériau appelé bronze qu’il résiste à la dézincification, et le C86300 n’y résiste pas. Examinez l’environnement avant de le prescrire en milieu humide ou marin.
Les désignations chinoises cuivre–manganèse QMn1.5 et QMn5 correspondent à d’autres alliages, binaires ; la désignation chinoise de fonderie qui correspond au C86300 est ZCuZn25Al6Fe3Mn3. Normes de produit : ASTM B505 pour la coulée continue, ASTM B271 pour la coulée centrifuge, ASTM B147 alliage 8C pour la coulée au sable et ASTM B22 pour les désignations des plaques d’appui de ponts.
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | C86300 |
| CDA | CDA 863 |
| SAE | SAE 430B selon SAE J461 et J462 |
| Noms courants | Bronze au manganèse haute résistance ; laiton jaune haute résistance |
| EN | CuZn25Al5Mn4Fe3-C / CC762S |
| GB (Chine) | ZCuZn25Al6Fe3Mn3 |
| AMS | AMS 4862 |
| Federal (États-Unis) | QQ-C-390 Alloy 86300 |
| Military (États-Unis) | MIL-C-15345 Alloy 6 ; MIL-C-22229 Composition 8 |
| Lingot | No. 424 |
| Série Bushing MFG | JBM-630 (usiné) ; nuance 650 (à plots de graphite, JBM-650) |
Composition chimique et origine de la résistance
La structure alpha–bêta de la matrice cuivre–zinc fournit l’essentiel de la résistance ; l’aluminium durcit l’alliage et forme un film d’oxyde protecteur ; le fer affine le grain, tandis que le manganèse renforce l’alliage et désoxyde le bain. Le C86300 ne se traite pas thermiquement : ses propriétés viennent de la composition et de la maîtrise de la coulée, si bien qu’aucun traitement thermique ne rendra sa résistance à une pièce mal coulée. Ce n’est pas un alliage au plomb, ce qui en fait une solution lorsque les quelque 7 % de plomb du C93200 / SAE 660 ne sont pas acceptables.
| Élément | Plage ASTM B505 | Nominal |
|---|---|---|
| Cuivre, Cu | 60,0–66,0 % | 63 % |
| Zinc, Zn | 22,0–28,0 % | 25 % |
| Aluminium, Al | 5,0–7,5 % | 6 % |
| Manganèse, Mn | 2,5–5,0 % | 3 % |
| Fer, Fe | 2,0–4,0 % | 3 % |
| Plomb, Pb | 0,20 % max. | — |
Propriétés mécaniques et physiques
Retenez 200 °C environ comme plafond en service continu. Les performances chutent nettement au-delà de 260 °C environ, la résistance au fluage diminuant ; pour un service réellement chaud, le bronze d’aluminium est le meilleur alliage de cuivre.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Résistance à la traction, minimale | 758 N/mm² (110 ksi) |
| Limite d’élasticité à 0,5 % d’allongement, minimale | 427 N/mm² (62 ksi) |
| Allongement, minimal | 14 % |
| Dureté | 225 HB typique (3 000 kg) |
| Résistance à la compression, 0,1 % | 345 N/mm² |
| Résilience | 19 J/cm² |
| Masse volumique | 7,8 g/cm³ |
| Module d’élasticité | 105 000 N/mm² |
| Conductivité thermique | 87,8 W/(m·K) |
| Dilatation thermique | 21,2 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
| Indice d’usinabilité | 8 |
| Température continue | ≈ 200 °C ; en baisse au-delà de ≈ 260 °C |
Un indice d’usinabilité de 8 change le coût de la pièce
Le C86300 est dur, tenace et dépourvu de phase de plomb pour fragmenter le copeau. Il se coupe lentement, use les outils et demande plus de travail de finition qu’un bronze à l’étain au plomb, dont l’indice est de 70. Prévoyez des cycles d’usinage plus longs et un coût d’outillage plus élevé pour les géométries complexes ; préférez les formes cylindriques et à collerette simples lorsque l’application le permet ; partez d’une section coulée proche de la cote finale plutôt que d’un gros lopin massif. Les versions à plots de graphite utilisent des logements percés au lieu de longues rainures de graissage usinées.
Limites de palier et arbre trempé obligatoire
Le C86300 est un matériau pour charges très élevées à très faible vitesse, pas un alliage de bague à sec d’usage général. À 225 HB environ, il peut user un arbre ordinaire non trempé : prescrivez et vérifiez une surface antagoniste trempée plutôt que de laisser l’arbre devenir la pièce sacrifiée. Sa faible accommodation et sa faible capacité d’incrustation le rendent aussi sensible aux particules dures ; étanchez l’articulation en environnement sale, ou adoptez la construction à plots de graphite, dont les réserves de lubrifiant solide laissent place aux petits débris. Les limites de palier d’une bague lisse en C86300 sont communiquées avec le devis.
| Critère de choix | Exigence |
|---|---|
| Charge | Très élevée ; la plus élevée des alliages de cuivre pour paliers |
| Vitesse | Faible ; inadapté au frottement à sec à grande vitesse |
| Lubrification | Lubrification extérieure fiable pour une bague lisse en C86300 ; lubrifiant solide pour la version à plots |
| Arbre antagoniste | Surface trempée exigée, plus dure que les 225 HB de la bague |
| Environnement | Tenir les particules abrasives à l’écart de l’articulation |
La dézincification, rançon de la teneur en zinc
L’eau salée tiède, les milieux acides et les milieux oxydants agressifs peuvent extraire sélectivement le zinc du C86300 et laisser un squelette poreux riche en cuivre. La pièce conserve sa forme extérieure tout en perdant sa résistance mécanique, ce qui rend le dommage difficile à détecter sans contrôle. Un placage ou un revêtement protecteur réduit le risque ; pour une immersion continue en eau de mer, le bronze d’aluminium est la spécification la plus sûre.
C’est la différence la plus nette avec le bronze à l’étain : le C93200 n’est pas sujet à la dézincification et supporte mieux les saumures, malgré une résistance bien inférieure.
Le C86300 face aux alternatives
Choisissez le C86300 lorsque la charge est extrême et la vitesse quasi nulle. Choisissez le SAE 660 lorsque la vitesse, l’accommodation ou l’économie d’usinage priment. Prenez le bronze d’aluminium lorsque la chaleur ou la corrosion gouverne la conception.
Une bague à plots de graphite a besoin d’un corps métallique qui porte de très fortes pressions à faible vitesse pendant que le graphite incorporé assure la lubrification ; le C86300 convient à ce partage des rôles, et c’est pourquoi la nuance 650 en CuZn25Al5Mn4 est le corps standard de la série à plots. Les logements des plots améliorent l’accueil des débris et suppriment le besoin de lubrification extérieure.
| Critère de choix | C86300 | C93200 / SAE 660 | Bronze d’aluminium |
|---|---|---|---|
| Groupe d’alliage | Laiton au manganèse | Bronze à l’étain au plomb | Bronze d’aluminium |
| Résistance à la traction | 758 N/mm² minimum | 240 N/mm² | Élevée |
| Dureté | 225 HB | 65–75 HB | Élevée |
| Usinabilité | 8 | 70 | Faible |
| Vitesse admissible | Très faible | 0,5 m/s graissé ; davantage avec un film d’huile complet | Moyenne |
| Accommodation | Faible | Excellente | Faible |
| Dézincification | Sensible | Non sensible | Non sensible |
| Température continue | ≈ 200 °C | ≈ 250 °C | La plus élevée |
| Plomb | Pas d’ajout volontaire ; Pb 0,20 % max. | ≈ 7 % | Aucun |
| Exigence sur l’arbre | Trempé, indispensable | Modeste | Trempé |
Normes de coulée et formes livrées
La coulée continue ASTM B505 couvre les barres, tubes et profilés de petite section ; la coulée centrifuge ASTM B271 sert aux grandes couronnes et aux manchons à paroi épaisse, où la force centrifuge produit une paroi dense. L’ASTM B147 alliage 8C identifie le métal coulé au sable et l’ASTM B22 couvre les désignations des plaques d’appui de ponts. Inscrivez sur le plan à la fois l’alliage et la norme de coulée exigée.
Emplois typiques : paliers et bagues à forte charge et faible vitesse ; bagues et plaques d’usure à plots de graphite ; écrous de vis de serrage, lardons et cames ; composants de vérins hydrauliques ; axes et plaques d’appui de ponts ; équipements de sidérurgie et de laminage ; bagues d’usure, matrices de formage et machines de l’industrie papetière ; grandes tiges de vannes et accastillage marin, sous réserve d’une protection contre le milieu. Bushing MFG l’usine en série JBM-630 et fournit la nuance 650 à plots dans les dimensions standard des bagues en bronze graphite.
Questions fréquentes
Le C86300 est-il un bronze ou un laiton ?
Métallurgiquement, c’est un laiton : un alliage cuivre-zinc à environ 25 % de zinc et pratiquement sans étain. « Bronze au manganèse » est le nom commercial consacré ; laiton jaune haute résistance est la description exacte.
À quoi équivaut le C86300 ?
C86300 est la désignation UNS, SAE 430B la désignation SAE, CuZn25Al5Mn4Fe3-C / CC762S l’équivalent EN et ZCuZn25Al6Fe3Mn3 la désignation chinoise de l’alliage de fonderie.
Le C86300 contient-il du plomb ?
Le C86300 n’est pas un alliage antifriction au plomb. L’ASTM B505 limite le plomb résiduel à 0,20 % au maximum, très loin des 7 % nominaux du C93200 / SAE 660.
Pourquoi le C86300 coûte-t-il cher à usiner ?
Son indice d’usinabilité est de 8 sur une échelle où le laiton de décolletage vaut 100. L’alliage est dur, tenace et sans phase de plomb pour fragmenter le copeau ; les géométries complexes exigent donc des cycles plus longs et un coût d’outillage plus élevé.
Le C86300 peut-il servir en eau de mer ?
Avec précaution. Ses 22 à 28 % de zinc créent un risque de dézincification en eau salée tiède. Un placage protecteur peut aider, mais le bronze d’aluminium est la meilleure solution pour une immersion continue en eau de mer.
Le C86300 exige-t-il un arbre trempé ?
Oui. À 225 HB environ, un arbre non trempé peut devenir la pièce qui s’use. Prescrivez et vérifiez une surface antagoniste trempée pour tout palier en C86300.
Envoyez la désignation d’alliage et le plan de la pièce finie.
Indiquez la norme de coulée, les cotes, la charge, la vitesse, la dureté de l’arbre, la lubrification, la température, l’environnement et la quantité. Nous examinons la géométrie et le procédé de fabrication avant de chiffrer.
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