Bronze
Die klassische Lagerlegierung
Seit über 5.000 Jahren ist Bronze der Werkstoff der Wahl für Gleitlager. Die einzigartige Kombination aus Verschleißfestigkeit, Tragfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bleibt in industriellen Schwerlastanwendungen unübertroffen.
Was ist Bronze?
Bronze ist eine kupferbasierte Legierung, die traditionell als Kupfer definiert wird, das mit Zinn (Sn) legiert ist. Die Zugabe von Zinn verbessert die Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit von Kupfer drastisch, während die exzellente Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erhalten bleiben.
In der modernen Lagertechnik umfasst der Begriff "Bronze" eine breitere Familie von Kupferlegierungen, einschließlich Zinnbronze, Phosphorbronze, Bleibronze, Aluminiumbronze und Manganbronze (Sondermessing). Jede Variante bietet spezifische Eigenschaften, die auf unterschiedliche Lageranwendungen zugeschnitten sind.
JBM fertigt Bronzegleitlager über das gesamte Spektrum hinweg — von Massivbronzebuchsen über dünnwandige gerollte Lager bis hin zu selbstschmierenden Lagern mit Graphit-Stopfen.
Warum Bronze für Gleitlager?
Verschleißfestigkeit
Zinn bildet harte intermetallische Phasen, die dem Abrieb widerstehen.
Hohe Tragfähigkeit
Nimmt statische Lasten von über 100 N/mm² auf, ohne sich zu verformen.
Wärmeableitung
Die Kupferbasis leitet Wärme effizient von der Reibungsfläche ab.
Schutz vor Festfressen
Unähnlich zu Stahl — Kaltverschweißen mit der Welle wird verhindert.
Eigenschaften von Zinnbronze (C93200/SAE 660)
| Zusammensetzung | Cu 83%, Sn 7%, Pb 7%, Zn 3% |
| Dichte | 8,93 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 880-1000°C |
| Zugfestigkeit | 240 MPa |
| Streckgrenze | 125 MPa |
| Härte | HB 65-75 |
| Max. stat. Last | 55 N/mm² |
| Max. Geschw. (geschmiert) | 8 m/s |
| Temperaturbereich | -40°C bis +250°C |
Gängige Bezeichnungen
SAE 660 • Rotguss • Bleihaltige Zinnbronze • CuSn7ZnPb
Arten von Lagerbronze
Verschiedene Bronzelegierungen sind für spezifische Lageranwendungen optimiert. Das Verständnis jedes Typs hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihre Anforderungen.
Zinnbronze
Cu + 5-12% SnDie ursprüngliche Lagerbronze. Zinn erzeugt harte δ-Phasen-Partikel, die dem Verschleiß widerstehen. Hervorragend geeignet für moderate Lasten und Geschwindigkeiten. Gute Korrosionsbeständigkeit.
- Allgemeine Industriebuchsen
- Pumpen- & Ventilkomponenten
- Marine-Zubehör
Bleihaltige Zinnbronze
Cu + Sn + 5-25% PbBleizusätze verbessern die Zerspanbarkeit drastisch und erzeugen einen integrierten Schmierstoff. Bleipartikel verschmieren unter Last und schützen vor Festfressen. Das Arbeitstier unter den Lagerlegierungen.
- Buchsen für Schwermaschinen
- Hydraulikausrüstung
- Baumaschinen
Phosphorbronze
Cu + 5-10% Sn + 0,2% PPhosphor desoxidiert die Schmelze und erzeugt eine dichtere, stärkere Legierung. Hervorragende Ermüdungsfestigkeit und Federeigenschaften. Ideal für gerollte und dünnwandige Lager.
- Gerollte Bronzegleitlager
- Elektrische Steckverbinder
- Federn & Clips
Aluminiumbronze
Cu + 9-14% Al + Ni/FeAluminium bildet eine schützende Oxidschicht und bietet eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit — insbesondere im Meerwasser. Sehr hohe Festigkeit und Härte. Funkenfrei.
- Marinelager
- Hochlastbuchsen
- Öl- & Gasanlagen
Manganbronze
Cu + Zn + Al + Mn + FeEigentlich ein hochfestes Sondermessing. Außergewöhnliche Festigkeit, Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit. Wird häufig mit Graphit-Stopfen zur Selbstschmierung kombiniert.
- Gleitlager mit Graphit-Stopfen
- Hohe Last, langsame Geschwindigkeit
- Formen- & Werkzeugbau
Siliziumbronze
Cu + 3-4% Si + MnHohe Festigkeit mit exzellenter Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit. Gut geeignet für korrosive Umgebungen, in denen Schweißreparaturen erforderlich sein könnten.
- Chemische Anlagen
- Mastbeschläge
- Schweißbare Komponenten
Güteklassen der Lagerbronze
Detaillierter Vergleich gängiger Bronze-Lagerlegierungen mit ihren Spezifikationen und typischen Anwendungen.
| UNS / SAE | Typ | Cu % | Sn % | Andere | Härte | Festigkeit | Anwendung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C93200 / SAE 660 | Bleihaltige Zinnbronze | 83 | 7 | Pb 7%, Zn 3% | HB 65 | 240 MPa | Allzwecklager |
| C93700 / SAE 64 | Hochbleihaltige Zinnbronze | 80 | 10 | Pb 10% | HB 60 | 220 MPa | Mittlere Geschw., mittlere Last |
| C90300 | Zinnbronze | 88 | 8 | Zn 4% | HB 70 | 310 MPa | Zahnräder, Verschleißplatten |
| C52100 / CuSn8 | Phosphorbronze | 92 | 8 | P 0,2% | HB 95 | 450 MPa | Gerollte Lager, Federn |
| C95400 | Aluminiumbronze | 85 | - | Al 11%, Fe 4% | HB 170 | 585 MPa | Marine, Schwerlast |
| C95500 | Ni-Al-Bronze | 81 | - | Al 11%, Ni 4%, Fe 4% | HB 195 | 690 MPa | Höchste Korrosionsbeständigkeit |
| C86300 | Manganbronze | 63 | - | Zn 25%, Al 6%, Mn 3% | HB 225 | 795 MPa | Mit Graphit-Stopfen, hohe Last |
Herstellungsverfahren für Bronzelager
Bronzegleitlager werden durch unterschiedliche Fertigungsverfahren hergestellt, von denen jedes spezifische Vorteile bietet.
Massivbronze (Guss)
Schleuderguss, Strangguss, Sandguss
Geschmolzene Bronze wird zu Stangen oder endkonturnahen Formen gegossen und dann auf die Endmaße zerspant. Der Schleuderguss erzeugt das dichteste und hochwertigste Material. Optimal für große Lager und Sonderformen.
- Höchste Tragfähigkeit
- Große Abmessungen verfügbar
- Sonderformen möglich
- Reparierbar / nachbearbeitbar
Gerollte Bronze
Kaltgewalztes Bandmaterial
Bronzeband (meist CuSn8-Phosphorbronze) wird zu zylindrischen Buchsen mit Längsfuge gerollt. So entstehen dünnwandige, hochfeste Lager mit hervorragenden Ermüdungseigenschaften.
- Dünnwandig (platzsparend)
- Hohe Ermüdungsfestigkeit
- Konstante Qualität
- Kostengünstig in großen Mengen
Sinterbronze
Pulvermetallurgie
Bronzepulver wird verpresst und gesintert, wodurch eine poröse Struktur entsteht, die Öl speichert. Selbstschmierend, wenn im Vakuum mit Öl getränkt. Ideal für kleine Lager in Großserien.
- Selbstschmierend
- Wartungsfrei
- Geräuscharmer Lauf
- Kostengünstig in der Massenproduktion
Bimetall-Bronze
Stahlrücken mit Sinterschicht
Eine poröse Bronzeschicht wird auf einen Stahlträger aufgesintert, woraus dann das Lager geformt wird. Kombiniert die Festigkeit des Stahls mit den Lagereigenschaften der Bronze. Standard für Automobilbuchsen.
- Sehr hohe Tragfähigkeit
- Sicherer Sitz im Gehäuse
- Bleifreie Optionen
- Automobil-Freigaben
Bronze vs. andere Lagermaterialien
| Eigenschaft | Bronze | PTFE-Verbund | Gusseisen | Nylon (PA) |
|---|---|---|---|---|
| Tragfähigkeit | Sehr hoch (100+ N/mm²) | Hoch (250 N/mm²) | Hoch | Niedrig (40 N/mm²) |
| Geschwindigkeitseignung | Mittel-Hoch (8 m/s) | Hoch (10+ m/s) | Niedrig | Mittel |
| Temperaturbereich | -40°C bis +300°C | -200°C bis +280°C | -40°C bis +400°C | -40°C bis +100°C |
| Selbstschmierend | Mit Graphit-Stopfen | Ja (systembedingt) | Nein | Bedingt |
| Stoßfestigkeit | Exzellent | Gut | Gut | Befriedigend |
| Zerspanbarkeit | Exzellent | Gut | Gut | Gut |
| Korrosionsbeständigkeit | Gut-Exzellent | Exzellent | Schlecht | Gut |
| Kosten | Mittel-Hoch | Mittel | Niedrig | Niedrig |
| Ideal für | Hohe Lasten, Stöße, hohe Temp. | Wartungsfrei, sauber | Niedrige Geschw., geschmiert | Leichte Lasten, geringe Kosten |
Wo Bronzegleitlager dominieren
Bronze bleibt das Material der Wahl für die anspruchsvollsten Lageranwendungen weltweit — überall dort, wo hohe Lasten, Stöße und Zuverlässigkeit entscheidend sind.
Baumaschinen
- Baggerarm-Buchsen
- Radlader-Gelenke
- Kran-Drehverbindungen
- Raupen-Bolzen
- Baggerlader-Gestänge
Schiffbau & Marine
- Ruderlager
- Stevenrohrbuchsen
- Windenlagerung
- Decksausrüstung
- Propellerwellen-Buchsen
Stahl- & Walzwerke
- Walzenzapfen-Buchsen
- Einbaustück-Gleitplatten
- Haspeldorne
- Pfannenwagenlager
- Stranggießführungen
Hydraulik
- Zylinderaugen-Buchsen
- Kolben-Führungsringe
- Ventilführungen
- Pumpenlager
- Aktuator-Drehpunkte
Bergbau
- Brecher-Buchsen
- Förderanlagen-Lager
- Schürfbagger-Komponenten
- Schaufelrad-Gelenke
- Siebanlagen
Energieerzeugung
- Turbinenlager
- Generatorbuchsen
- Wasserkraft-Ausrüstung
- Windkraft-Azimutlager
- Reglerbuchsen
Die richtige Bronzelegierung wählen
Die beste Allround-Wahl. Gute Balance aus Tragfähigkeit, Geschwindigkeit und Kosten. Hervorragende Zerspanbarkeit durch Bleianteil.
Aluminiumbronze bietet überlegene Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion. Ni-Al-Bronze (C95500) für härteste Bedingungen.
Hochfeste Messingbasis mit eingebetteten Festschmierstoff-Stopfen. Wartungsfrei für schwer zugängliche Stellen.
Gerolltes Lager aus Phosphorbronze. Hervorragende Ermüdungsfestigkeit bei extrem kompakter Bauform.
Manganbronze bietet die höchste Festigkeit und Härte. Ideal bei Stoßbelastungen und Kantenpressung.
Nickel ersetzt Blei für die Einhaltung von Umweltrichtlinien. Aluminiumbronze ist von Natur aus bleifrei.
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