황동 부싱과 청동 부싱: 어느 쪽을 골라야 하나

황동과 청동의 차이는 무엇인가

황동은 구리와 아연의 합금입니다. 청동은 원래 구리와 주석의 합금이었지만, 지금은 주요 첨가 원소가 아연이나 니켈이 아닌 구리 합금을 통칭합니다. 주석 청동, 납 함유 주석 청동, 알루미늄 청동, 실리콘 청동, 인청동이 여기에 들어갑니다. 부싱에 쓰이는 청동은 주석 청동과 알루미늄 청동입니다.

미끄럼면의 성질은 첨가 원소가 정합니다. 주석은 구리 기지를 단단하게 하고 강에 대한 응착 마모를 견디는 조직을 만듭니다. 납이 들어간 합금에서는 납이 부드러운 막으로 펴져, 순간적으로 오일이 끊긴 상황을 베어링이 넘기게 해 줍니다. 아연은 주로 구리를 싸고 강하고 가공하기 쉽게 만들 뿐, 베어링 성능에는 아무것도 더해 주지 않습니다. 오히려 약 15%를 넘으면 습한 환경에서 탈아연 부식에 노출됩니다.

청동은 베어링 소재이고 황동은 아닌 이유

부싱의 수명은 세 가지 성질이 정합니다. 샤프트에 대해 어떻게 마모되는가, 윤활막이 얇아졌을 때 어떻게 거동하는가, 조인트에 늘 들어오는 경질 입자를 어떻게 처리하는가입니다. 주석 청동은 셋 모두에 강합니다. 샤프트를 긁는 대신 이물질을 파묻을 만큼 부드럽고, 내경을 유지할 만큼 단단하며, 구리-주석 조직은 강과의 친화력이 낮아 경계 윤활에서도 샤프트에 용착되지 않습니다. 납 함유 등급은 비상용 막을 더해 주고, 알루미늄 청동은 그 관용성을 조금 양보하는 대신 훨씬 큰 하중 용량을 얻습니다.

황동에는 이런 기구가 애초에 없습니다. 쾌삭 황동은 구리 합금으로서는 단단하지만, 그 경도는 아연에서 온 것이라 내마모성이 따라오지 않습니다. 하중을 받는 강 샤프트에 대해서는 SAE 660보다 빨리 골링(응착 긁힘)되고 마모되며, 마모 분진도 연마성입니다. 청동 규격에는 황동의 베어링 하중·속도 정격이 없습니다. 황동이 제 역할을 하는 곳은 하중이 가볍고 운동이 간헐적이며 부품 가격이 중요한 곳입니다. 문과 게이트의 피벗, 지그와 고정구, 스페이서, 저하중 직선 운동용 가이드 부시, 장식용·전기용 하드웨어가 그 예입니다.

황동 부싱이 맞는 경우

황동이 제자리를 찾는 곳은 연속 하중을 받는 베어링이 아니라 가이드나 스페이서 역할을 하는 부품입니다.

• 가벼운 반경 하중, 느리거나 간헐적인 운동: 힌지, 게이트·도어 피벗, 수동 레버, 조절 장치.
• 마모 수명보다 깨끗한 내경이 중요한 저하중 직선 운동용 가이드 부시.
• 봉재에서 대량으로 가공하며 사이클 타임이 원가를 지배하는 부품.
• 전도성과 밝은 표면이 필요한 전기·열 관련 하드웨어.
• 건조하거나 오일이 살짝 있는 실내 환경. 습기, 해양, 암모니아 분위기는 제외.

하중을 받는 부싱인데 도면에 “황동”이라고 적혀 있으면 이유를 물어보십시오. 그냥 “노란 금속”이라는 뜻이고 원래 부품은 청동이었던 경우가 많습니다.

청동 부싱이 맞는 경우

움직이면서 하중을 받는 부싱이라면 기본은 청동입니다. 구조는 그다음에 가능한 윤활 방식에 따라 정합니다.

• 주조·가공 청동(C93200, C90500, C95400): 그리스 또는 오일이 공급되는 피벗, 램, 기어박스, 펌프. 모든 규격, 모든 도면.
• 권취형 청동(포켓이나 홀이 있는 CuSn8 스트립): 건설기계·농기계의 얇은 벽 고하중 핀, 그리스 윤활.
• 흑연 삽입 청동: 재급유가 불가능하거나 온도 때문에 그리스가 버티지 못하는 저속 조인트.
• 오일 함침 소결 청동: 그리스 건을 볼 일이 없는 소형 모터, 가전, 컨베이어.
• 청동층을 가진 스틸 백킹 바이메탈: 하우징이 얇고 물량이 많은 자동차·유압 부품.

색으로 황동과 청동을 구별할 수 있나

믿을 만한 방법은 아닙니다. 새 황동은 밝은 노란색, 주석 청동은 더 따뜻한 갈색빛, 알루미늄 청동은 황금색이고, C86300 “망간 청동”은 황동이면서도 어두운 갈색입니다. 오일, 산화, 도금, 조명이 이 차이를 모두 흐립니다. 합금이 중요하다면 도면이나 소재 성적서에서 읽어야 하며, 서류가 없을 때는 휴대형 XRF 분석기가 몇 초 안에 판별합니다. 자석은 아무것도 알려주지 않습니다. 두 합금 모두 비자성입니다.

함정은 이름에 있습니다. “베어링 청동”(C93200), “커머셜 브론즈”(C22000, 아연 10% 황동), “아키텍처럴 브론즈”(C38500, 납 함유 황동), “망간 청동”(C86300, 아연 25% 황동)이 모두 청동이라는 이름으로 팔립니다. 사양이 되는 것은 UNS, EN 또는 GB 번호뿐입니다.

부싱에서 황동이 청동을 대신할 수 있나

조건을 낮추는 방향으로만 가능합니다. 고객이 더 짧은 수명을 받아들인다면 경하중 피벗의 청동 부싱을 황동으로 바꿀 수 있고, 반대로 청동 부싱은 비용을 더 들이면 언제든 황동을 대신할 수 있습니다. 하중을 받는 윤활 조인트에서 SAE 660을 쾌삭 황동으로 바꾸면 몇 달 안에 샤프트의 긁힌 자국으로 나타납니다.

문제가 실제로는 비용이라면 합금군을 바꾸는 것보다 나은 길이 있습니다. 권취형 CuSn8 부싱은 가공 슬리브에 비해 청동을 몇 분의 1만 쓰고, 스틸 백킹 바이메탈 부싱은 값싼 강 셸 위에 얇은 청동층만 올리며, 소결 청동 부싱은 가공 없이 프레스로 치수를 냅니다. 도면이 허용하면 당사는 가공품과 함께 이 대안들도 견적합니다.

문의 시 합금 번호, 샤프트 소재와 경도, 윤활 방식, 하중을 적어 주십시오. 이 다섯 항목이 소재를 정합니다.