Температура плавления баббита

Баббит, его виды, свойства, состав и применение

В 1841 году мир узнал об антифрикционном сплаве со странным названием баббит. Его создал ювелир Исаак Бэббит, в свободное время увлекавшийся поиском новых видов материалов.

Это открытие стало поворотным не только для изобретателя, но и для производства подшипников.

Подшипники, сделанные из баббита, отличались повышенными окружными скоростями, что давало возможность значительно увеличить передаваемым валом нагрузку.

Так что же это за сплав? Почему актуальность его применения не изменилась спустя столько лет после открытия.

Состав и свойства

Баббит – подшипниковый сплав, основным компонентом которого являются свинец или олово. Относится к группе антифрикционных материалов. Механические свойства и химический состав регулируются государственным стандартом ГОСТ 1320-74.

Помимо основных элементов баббит включает в себя такие металлы как:

• Кадмий. Оказывает положительное воздействие на коррозионностойкие свойства сплава.
• Медь. Увеличивает вязкость антифрикционного сплава, что, соответственно, повышает прирабатываемость.
• Никель. Повышает механические свойства, в частности, прочность на растяжение, твердость и износостойкость.
• Сурьма. Способствует уменьшения схватывания со сталью.
• Теллур. Положительно влияет на пластичность сплава.
• Кальций, натрий и алюминий – группа элементов, вводимых в баббит, как заменители дефицитного олова.
• Мышьяк. Увеличивает значение прочности и твердости сплава.

Виды баббитов и их свойства

Среди особенностей баббитов выделяют низкую температуру плавления (до 450 ºС), отсутствие схватывания со стальными поверхностями и высокая прирабатываемость.

В зависимости от химического состава баббиты делятся на 3 группы: свинцовистые, оловянные и свинцовокальциевые.

Оловянные

В промышленности имеется около 35 марок оловянных, но наибольшее распространение получил баббит Б83. В основе его состава лежит олово с добавлением 12% сурьмы и 6,5% меди. Меньше 1% приходится на вредные примеси, такие как фосфор, сера, кислород, цинк, железо и алюминий. Причина их попадания в баббит является несовершенство технологии выплавки и неточность химического состава лигатур.

Плотность оловянного баббита составляет 7380 кгм3. Отличается низким значением твердости 28-30 единиц по шкале Бринелля. При этом по сравнению с другими антифрикционными сплавами баббит Б83 имеет самый высокий показатель пластичности. Относительное удлинение на растяжение равно 36-40%.

Предел прочности на разрыв колеблется в пределах 9-10 кг/см2, что почти в 4,5 раза меньше, чем аналогичный показатель конструкционных сталей. Напряжение, при котором баббит начинает «течь» (деформироваться без увеличения нагрузки) является 7 кг/см2.

олово в составе баббита Б83 делает его невосприимчивый к слабым кислотам и щелочам. Баббит не окисляется на воздухе и устойчив к воздействию водной среды.

Б83 применяется исключительно для заливки подшипников машин значительной мощности, где требуется высокое значение вязкости и наименьшие коэффициенты трения.

Такие подшипники позволяют достигать высоких показателей окружной скорости до 50 мс. Оптимальная температура эксплуатации 75 ºС. Коэффициент трения со смазкой между баббитом и сталью – 0,005 единиц.

Все это позволяет подшипнику выдерживать нагрузку свыше 100 кг/см2.

Данные типы подшипников идут на паровые турбины, турбокомпрессоры, дизеля, электродвигатели и прочие изделия машиностроения.

Свинцовистые

Самой востребованной маркой свинцовистых — является Б16. Его химический состав состоит на 15%-ов из олова, на 15%-ов из сурьмы, на 2% из меди. Оставшуюся часть занимает свинец.

Свинцовистые баббиты отличаются более низкими антифрикционными характеристиками, более хрупки и износостойки. Увеличение содержание в Б16 сурьмы и олова увеличивают прочностные свойства, но отрицательно влияют на его пластичность. Медь в данной марке устраняет химическую неоднородность, повышает вязкость и немного увеличивает твердость.

Повышенное содержание свинца баббитом Б16 делает его более плотным. Плотность составляет 9290 кг/м3. Твердость порядка 30 единиц по шкале Бринелля. Предел прочности на растяжение равен 8 кг/см2. Процессы деформации начинаются уже при нагрузке в 6 кг/см2.

Баббит Б16 плавится при температуре 410 ºС. Полное расплавление всех твердых компонентов сплава происходит при 480 ºС.

Подшипники из Б16 используют при изготовлении турбин паровых установок, прокатных станов, компрессоров, электродвигателей, гидротурбин и лесопильных рам.

Свинцовокальциевые 

Наибольшее использование для изготовления подшипников получил баббит БКА. В его состав помимо свинца входят такие элементы как кальций (до 1,2%), натрий (до 0,9%) и алюминий (до 0,2%).

Антифрикционные свойства обеспечивает наличие в структуре сплава соединения кальцита свинца. Роль их аналогична олову в Б83. Натрий увеличивает механические характеристики БКА, в частности твердость.

баббитом алюминия положительно воздействует, как и на прочность так и на коэффициент трения.

Механические свойства БКА повышают проведением термической обработки: естественного старения. Данный процесс ускоряют дополнительным нагревом до 60 ºС.

Баббит не сцепляется со сталью и удерживается на ее поверхности с помощью механического крепления. Температура работы подшипников на основе свинцовокальциевых баббитов составляет 60 ºС. При повышении температуры эксплуатации сильно снижается твердость баббита, которая может привести к разрушению подшипниковых колец.

Данные подшипники отличаются низкой ценой из-за замены дорогостоящего олова более дешевыми металлами.

По этой причине основное применение подшипников из баббита БКА – железнодорожное производство, не имеющее значительных требований как по нагрузке, так и по окружным скоростям.

Производство

Для выплавки баббитов применяется как руда, так и металлолом. На долю вторичного производства в нашей стране приходится около 75%. Сплавы транспортируются в виде чушек, вес которых строго регламентирован государственными стандартами и не превышает 22 кг.

Плавка чушек осуществляется в специальных электропечах камерного типа. Процесс этот относительно дешевый. Связано это в первую очередь с низкой температурой плавления сплавов. Обычно в условиях среднесерийного производства достаточно 26 кВт мощности печи.

При плавке основная сложность заключается в получение химического состава заявленного в государственном стандарте. Любое отклонение от нормы может привести к значительному изменению эксплуатационных характеристик, что в будущем скажется на долговечности подшипника.

По этой причине чушки предварительно очищаются от загрязнений специальными моющими средствами. Далее следует обезжиривание поверхности. И только уже после выполнения всех этих действий баббит помещается в печь.

Ценообразование

Цена баббита складывается из стоимости металлических компонентов, входящих в его состав. В первую очередь, здесь речь идет об олове. Дефицит данного металла в производстве растет, и, соответственно цены на него тоже.

Базой формирования стоимости на металлы для промышленников служат мировые биржи. В последнее время большинство производителей ориентируются на значение котировок Лондонской биржи черных и цветных металлов.

Так же на стоимость влияет объем поставки лома. В случаях крупных партий (свыше 100 кг) пункты приема металлолома делают наценку от 5 до 10%.

Если брать средний значение стоимости баббита по России, то она колеблется в пределах 500-600 рублей за килограмм.

Что такое баббит

Баббит представляет собой сплав на основе олова или свинца, который используется в подшипниках скольжения в виде напыленного или залитого слоя, чтобы подшипник плотно прилегал к валу. Этот сплав обладает антифрикционными свойствами, то есть уменьшает трение, он мало изнашивается при трении и защищает от износа сам подшипник.

Различные виды баббита имеют разный состав, от которого зависят физические свойства материала, такие как температура плавления баббита, его плотность, допустимое давление и механическое напряжение.

Разновидности и состав

Баббиты — это общее название таких антифрикционных материалов. По составу они могут быть разными, выделяют оловянный, свинцовый и кальциевый баббиты. Характеризуются они допустимым рабочим давлением, рабочей температурой, рабочим механическим напряжением. На свойства баббитов существенно влияют твердые включения, основой для которых выступают мягкие металлы — олово и свинец.

Каждая добавка играет свою роль:

• никель — повышает износостойкость;
• медь — увеличивает твердость и ударную вязкость;
• сурьма — делает сплав более прочным;
• кадмий — противостоит коррозии.

Оловянных баббитов также существует несколько марок, среди которых — Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2. Используют их для подшипников, которые подвергаются интенсивной нагрузке. В качестве твердых добавок в оловянные сплавы входят сурьма, кадмий, медь или никель. Из-за высокой износостойкости эти баббиты самые дорогие.

К свинцовым сплавам относятся Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15. Они мягче, чем оловянные, обычно состоят из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%, и обладают сравнительно низкой эластичностью, поэтому применяются для малонагруженных подшипников, используемых при высоких температурах, например, в дизельных моторах и прокатных станах.

Существует много марок этого материала, различающихся составом, но основных и наиболее часто применяемых около десяти. Состав и свойства распространенных марок влияют на то, как применяют эти сплавы.

• Б-88 — 88% олова, сурьмы, кадмия. Это один из дорогих видов сплава, используется он в коренных подшипниках, которые должны выдерживать большие нагрузки и высокие скорости.
• Б-83 — 83% олова, 11% сурьмы, 6% меди, применяется для средненагруженных подшипников, допустимое давление — 10-15 МПа, используется в механизмах, работающих на больших скоростях (более 1000 оборотов в минуту).
• Б-16 — 15-17% олова, 15-17% сурьмы, 1,5-2% меди, остальное — свинец, применяется в подшипниках паровозов, электровозов, путевых машин, допустимое давление — до 10 МПа, применяется для заливки нерабочей верхней части подшипника, когда нижняя часть залита баббитом Б-83.
• СОС6 — 5,5-6,5% цинка, 5,5-6,5% сурьмы, остальное — свинец, используется при больших нагрузках (больше 20 МПа), при температуре более 300 С, в подшипниках дизельных двигателей.
• БМ — только для шатунных подшипников, которые устанавливают, например, на трактора. Такие детали меняют через каждые 1000 км, но масса баббита в них небольшая, поэтому деталь стоит сравнительно недорого.
• БН — для деталей, используемых на средних скоростях, например, в судовых водопроводах, компрессорах.

Стандарты

Марки баббита Б88, Б83, Б83С, Б16, БН и БС6 изготавливаются по единому ГОСТу 1320-74. В этом стандарте указан химический состав, допустимое количество примесей, размеры и форма чушек, требования к безопасности. Согласно ГОСТу, по требованию заказчика некоторые компоненты могут быть заменены, также может быть изменена форма слитков.

В состав этих сплавов входят металлы, вредные для человека — это свинец, сурьма. Свинец относится к 1 классу опасности, сурьма — ко 2 классу. Свинец действует на нервную систему, кровь, сосуды, сурьма оказывает раздражающее действие.

Поэтому работы с этими антифрикционными материалами (расплавление, заливку подшипников) необходимо проводить, используя средства защиты: сухую спецодежду, респиратор «Лепесток», валяную или кожаную обувь, рукавицы. На эти средства также существуют свои ГОСТы. Хранят антифрикционный сплав в закрытых проветриваемых помещениях.

Также в ГОСТе прописаны условия эксплуатации, для которых приспособлена та или иная марка баббита.

Кальциевые баббиты производятся по другому стандарту — ГОСТу 1209-90. Это сплавы под марками БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц.

Лом этого материала должен отвечать ГОСТу 1639-2009. Под действие этого стандарта попадают кусковой лом баббита (только оловянных разновидностей), кусковой лом свинцовых разновидностей (к нему добавляют отходы типографских сплавов), стружка оловянных баббитов и смешанная стружка.

Производство

Баббиты изготавливают как из первичных материалов, так и из вторичных, то есть переплавленного баббитового лома. Из лома в нашей стране делают до 70% этого материала. В последнем случае важно хорошо очистить лом от загрязнений и примесей.

Сплав баббит отливают в чушки — слитки определенной формы, размера и массы, которые прописаны в стандартах. При использовании сплава важно, чтобы чушки не были загрязнены. Загрязненный материал будет плохо сцепляться со вкладышами, что может привести к быстрому износу или авариям.

Температура плавления

Температура плавления этого материала зависит от его состава. При этом для заливки в форму иногда требуется нагреть сплав выше температуры плавления.

Сплав Б-83 плавится при температуре 240 градусов, но для заливки подшипников его нагревают до температуры 440-640 градусов. Свинцовый баббит Б-16 имеет температуру плавления 240-340 градусов, заливают в подшипники его при этой же температуре.

Заливка подшипников баббитом

Возможность перезалить баббит во вкладыши подшипников — альтернатива замене всего подшипника. Таким образом можно значительно сэкономить. Для заливки или перезаливки вкладышей подшипников баббитом необходимы:

• баббит в кусках 1-2 кг;
• древесный уголь;
• соляная кислота;
• палочки из олова и баббита для лужения;
• паста для промазывания неплотно прилегающих мест формы,
• тигель для плавки металла такого объема, чтобы в нем можно было расплавить баббит для заливки вкладыша за один прием, тигель должен иметь сужающуюся кверху форму, а носик должен выходить из его нижней части;
• форма для заливки подшипника;
• печь или горн (выпускаются специальные электропечи);
• вода температурой 80-90 градусов.

Если необходимо перезалить подшипники, то сначала выплавляют старый баббит. Это делают в специальных печах, а также с помощью паяльной лампы или погружением в расплавленный баббит. Старый сплав необходимо тщательно очистить и обезжирить.

Поверхность подшипника также не должна иметь никаких загрязнений. Ее также обезжиривают и протравливают для лучшего сцепления антифрикционного материала с поверхностью. Для обезжиривания используют раствор каустической соды, после это операции деталь тщательно промывают. Для травления применяют соляную кислоту. В результате на поверхности появляются мелкие бороздки.

После очистки поверхность подшипника лудят, баббит нагревают до необходимой температуры и заливают в форму подшипника. После его застывания залитый подшипник очищают и подгоняют.

Оборудование

Какое оборудование используется для заливки подшипников баббитом? Для этого производят специальные комплекты оборудования, например, КО-2, на котором подшипники изготавливаются методом центробежного литья.

Этот комплект выпускают в нескольких модификациях:

• МПС — для заливки подшипников скольжения 8ТН.263.028 и 8ТН.263.029;
• D360 x L310 — для заливки подшипников скольжения с наружным диаметром до 360 мм, внутренним диаметром от 40 мм и длиной до 310 мм;
• D950 x L500 — для заливки подшипников скольжения с внешним диаметром до 950 мм, внутренним диаметром от 60 мм и длиной 500 мм.

Использование специального оборудования позволяет заливать баббит более аккуратно, без перерасхода и дефектов.

Для выплавки баббита из вкладышей старых подшипников также выпускаются специальные печи, например, камерные типа ПКН разного размера и мощности:

• ПКН-0,6-2000 мощностью 100 кВт,
• ПКН-0,6-180 мощностью 26 кВт.

Печи сделаны из огнеупорных материалов, а в качестве нагревателей используются спирали из проволоки суперфехраль. Они оборудованы поддоном для установки вкладышей подшипников и лотком для слива расплавленного баббита.

Для заливки сплава во вкладыши подшипников применяются и другие типы печей, например, ППН с нижним клапаном разлива. В такие печи помещают тигели с баббитом. Они также нагреваются электрическими нагревателями. Такие печи имеют канал для аварийного слива, управляются с пульта, на котором задаются режимы работы. Печи типа ППН позволяют дозировано разливать баббит во вкладыши подшипников.

Как купить качественный сплав

От качества сплава зависит, насколько хорошо будут работать механизмы, в которых он используется. Поэтому следует покупать только баббит, изготовленный по ГОСТу.

Слитки должны быть чистыми, однородными, на них должны стоять (быть выдавлены) марка материала, номер плавки и товарный знак предприятия. Важно, чтобы состав сплава соответствовал цели, для которой его будут применять.

Баббит Б16 стоит дешевле — около 350 тысяч рублей за тонну. Предприятия, которые занимаются оптовыми поставками, могут установить свои цены, они ниже, чем розничные.

Заключение

Несмотря на то что баббит был изобретен давно, он до сих пор применяется в подшипниках и эффективно выполняет свою функцию.

Для каждого вида подшипников применяется сплав различного состава, различные добавки к основному металлу — олову или свинцу — меняют свойства материала, делая его мягче, тверже, более гибким или, наоборот, хрупким. Перезаливка сплавом подшипников позволяет не менять их полностью.

Категория Строительные материалы

Клей для потолочной плитки из пенопласта

Соединение бруса между собой

Фольгированный утеплитель для бани

Плиты бетонные тротуарные

Ламинированная фанера: характеристики

Как сделать деревянное перекрытие между этажами своими рукам…

Что выбрать пеноплекс или техноплекс

Мастика Технониколь гидроизоляционная

Гидроизоляция подвала изнутри своими руками

Вагонка для внутренней отделки

Сравнение силикатного и керамического кирпича

Проекты домов из пеноблоков с мансардой

Использование акрилового камня

Кладочная сетка для кирпича

Кирпич облицовочный для баварской кладки

Утепление пенополиуретаном

Как сделать пенопласт своими руками

Полиуретановый клей для пенопласта

Блоки из пенопласта своими руками

Цветной раствор для кладки кирпича

Пропорции бетона для фундамента: таблица

Раствор для тротуарной плитки: пропорции

Как правильно прибить вагонку + видео

На какой раствор кладут шамотный кирпич

Строим деревянный дом своими руками

Материалы для отделки стен на даче

Полимербетон: состав, характеристики

Дом из керамзитобетонных блоков + отзывы

Холодная битумная мастика

Как приготовить раствор для кладки кирпича

Плитка гипсовая под камень + фото

Гипсовый камень для внутренней отделки + фото

Укладка гипсового декоративного камня

Цементный раствор для кладки кирпича

Японские дома из пенопласта

Применение жидкого стекла

Специальное покрытие для детских площадок

Обработка древесины антисептиком своими руками

Бетоноконтакт: технические характеристики

7 показателей безопасности стройматериалов

Баббиты: состав сплава, температура плавления, свойства и применение

Классификация баббитов

Сегодня хорошо изучены и отработаны следующие марки:

• оловянные;
• кальциевые;
• свинцовые.

Все они производятся в соответствии с ГОСТ. Например, кальциевые баббиты изготавливают на основании ГОСТ 1209-90, баббиты оловянные и свинцовые по ГОСТ 1320-74.

Скачать ГОСТ 1209-90

Скачать ГОСТ 1320-74

Каждый из трёх марок классифицируется с помощью набора заглавных букв и цифр:

• оловянные баббиты имеют маркировку Б83, Б83С, Б88, SAE11, SAE12, ASTM2;
• свинцовые баббиты маркируются Б16, БН, БС6, SAE13, SAE14, ASTM7;
• кальциевые баббиты маркируются БК2, БК2Ш, БКА.

Основные характеристики и состав

Оценка свойств перечисленных марок производится на основе следующих характеристик:

1. Полный состав химических элементов сплава.
2. Физические характеристики сплава.
3. Литейно — технологические характеристики.
4. Механические свойства.
5. Предельно допустимые режимы работы.
6. Область применения сплава.

По химическому составу они отличаются тем, какой металл был выбран за основу. Так например, оловянный баббит Б83 включает до 85% олова (Sn), до 12% сурьмы (Sb), около 6% меди (Cu). Свинцовый баббит Б16 имеет в своём составе 87% свинца (Pb) и почти 13% сурьмы. Основным металлом в кальциевых баббитах используется свинец: до 96% с добавлением кальция (Ca), около 1%.

Для придания баббитам требуемых свойств в их состав включают твёрдые элементы. К этим элементам относится почти вся группа редкоземельных металлов: кадмий, теллур, сурьма и другие.

Среди физических характеристик наибольший интерес представляют: удельный вес, плотность, сопротивление электрическому току. У всех полученных сплавов эти показатели очень близкие.

Баббит марки Б83

Из литейно-технологических характеристик важную роль играют: температура плавления и температура, при которой необходимо производить заливку сплава в подшипник. Она зависит от дополнительных химических присадок.

Например, температура плавления оловянного баббита марки Б83 составляет 370°С, а температура при заливке должна составлять 440°С. Для сплава марки Б16 (свинцовые баббиты) температура плавления составляет 410°С, температура при заливке должна превышать 480°С.

Эти примеры наглядно показывают, что при заливке подобных сплавов в подшипник, температура расплава должна быть всегда выше температуры плавления.

Сегодня в промышленных масштабах баббиты производятся либо из руды соответствующих металлов, либо из вторичного сырья, поступающего на переработку. Исходя из технологической целесообразности, баббиты выпускаются в виде слитков. Вес каждого слитка составляет 22 кг.

Для борьбы с незаконным производством и организации системы учёта на каждом слитке делают оттиск в виде товарного знака производителя. На нём указывают порядковый номер произведенной плавки по заводскому учёту. Затем эти слитки используют для заливки в подшипники.

Рекомендуем прочитать:  Плуг чизельный ПЧН-2,3

Слитки баббита

К механическим свойствам относят: допустимые размеры изделий, предел прочности заливки при кратковременной нагрузке, относительное удлинение, ударную вязкость и твёрдость.

Область применения определённого вида баббита определяется следующими характеристиками: вид нагрузки, удельное давление, круговая скорость, напряжённость работы и предельная рабочая температура.

Область применения

В зависимости от своих индивидуальных свойств каждая разновидность баббита применяется строго в определённых механизмах и машинах. Все они применяются для заливки боковых стенок вала крепления подшипника. Это помогает значительно снизить коэффициент трения, препятствующий нормальному вращению подшипника.

Обладая относительно невысокой температурой плавления, удаётся получить хороший эффект при постепенном притирании вращающихся деталей. Он позволяет значительно снизить износ новых элементов подшипников и повысить их срок службы. Кроме этого при вращении подшипника, в баббите образовываются микроканалы.

Через них улучшается смазка всех вращающихся деталей.

Каждая марка баббита имеет особую область применения. Например, оловянные баббиты используют тогда, когда обязательно необходима повышенная износостойкость при высоких скоростях вращения. Особенно востребованы подобные марки, когда требуется обеспечить хорошую вязкость, допустимые температурные показатели и низкий коэффициент трения.

Хорошая сопротивляемость коррозии позволяет применять эти виды баббитов в условиях высокой влажности и даже в воде.

Например, рассмотренный выше баббит марки Б83 применяется в подшипниках, работающих на очень высоких скоростях и повышенных динамических нагрузках.

Это могут быть высокооборотистые дизельные двигатели, нижние половины так называемых крейкопфных подшипников низкооборотистых дизелей.

Кроме этого их применяют в мотылёвых и рамовых подшипниках, а также в подшипниках, которые служат опорой гребных валов на судах.

Баббит марки Б16

Кальциевые баббиты применяют на железнодорожном транспорте, для оснащения подвижного состава, как тепловозов, так и грузовых и пассажирских вагонов.

Достоинства и недостатки перечисленных сплавов

Все описанные сплавы обладают определёнными достоинствами и характерными недостатками. Из достоинств можно выделить:

• высокие антифрикционные свойства баббитов (противостоят возвратно-поступательным движениям механизмов);
• хорошая антикоррозийная стойкость;
• высокая износоустойчивость;
• повышенная ударная вязкость;
• относительно невысокая температура плавления баббита(интервал составляет 240°С — 340°С);
• повышенный коэффициент размягчаемости сплава (при температуре 100°С он соответствует норме НВ 9-24);
• значительно увеличенная вязкость при ударных нагрузках;
• хорошая износоустойчивость;
• снижается время, необходимое для приработки отдельных деталей.

Недостатки заключаются в следующем:

• низкая прочность, по сравнению с другими сплавами;
• невысокая прочность (НВ 13-32);
• необходимость применения более прочных оболочек (из чугуна, стали или меди);
• низкое сопротивление усталости, что снижает работоспособность подшипника и уменьшает срок его службы;
• высокая теплопроводность;
• наличие дополнительных присадок из мышьяка, висмута делают данный сплав сложным в утилизации;
• для оловянных баббитов, в качестве недостатка можно отметить высокую конечную стоимость подшипника.

Несмотря на приведенные недостатки, баббиты получили широкое распространение во многих областях машиностроения. Их положительные свойства позволяют решать сложные инженерно-технические задачи.

Баббиты

Баббит – искусственно созданный сплав металлов, обладающих разными химическими свойствами. Основу этих сплавов составляют металлы, которые имеют невысокую температуру плавления. К этим металлам относятся свинец, олово, мышьяк и сурьма.

Поскольку одни элементы более мягкие, а другие более твёрдые, то получается специфический сплав, обладающий хорошими свойствами, позволяющими снижать коэффициент трения (так называемыми антифрикционными свойствами), износоустойчивостью и долговечностью.

Баббиты

Изобретение таких материалов относится к той категории научных курьёзов, когда основная деятельность изобретателя далека от предмета изобретения.

Приоритет изобретения сплавов, которые применяются во многих механизмах, принадлежит Исааку Бэббиту – профессиональному ювелиру.

Он запатентовал своё изобретение ещё в 1841 году и даже получил от Конгресса США огромную по тем временам премию – 20000 долларов. Уже через шесть лет он появился в России.

Классификация баббитов

Сегодня хорошо изучены и отработаны следующие марки:

• оловянные;
• кальциевые;
• свинцовые.

Все они производятся в соответствии с ГОСТ. Например, кальциевые баббиты изготавливают на основании ГОСТ 1209-90, баббиты оловянные и свинцовые по ГОСТ 1320-74.

Скачать ГОСТ 1209-90

Скачать ГОСТ 1320-74

Каждый из трёх марок классифицируется с помощью набора заглавных букв и цифр:

• оловянные баббиты имеют маркировку Б83, Б83С, Б88, SAE11, SAE12, ASTM2;
• свинцовые баббиты маркируются Б16, БН, БС6, SAE13, SAE14, ASTM7;
• кальциевые баббиты маркируются БК2, БК2Ш, БКА.

Баббиты — состав сплава, температура плавления, свойства и применение

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 сентября 2015; проверки требуют 18 правок.

Бабби́т — антифрикционный сплав на основе олова или свинца, предназначенный для использования в виде слоя, залитого или напыленного по корпусу вкладыша подшипника скольжения.

Баббиты — это общее название таких антифрикционных материалов. По составу они могут быть разными, выделяют оловянный, свинцовый и кальциевый баббиты. Характеризуются они допустимым рабочим давлением, рабочей температурой, рабочим механическим напряжением. На свойства баббитов существенно влияют твердые включения, основой для которых выступают мягкие металлы — олово и свинец.

Каждая добавка играет свою роль:

• никель — повышает износостойкость;
• медь — увеличивает твердость и ударную вязкость;
• сурьма — делает сплав более прочным;
• кадмий — противостоит коррозии.

Оловянных баббитов также существует несколько марок, среди которых — Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2. Используют их для подшипников, которые подвергаются интенсивной нагрузке. В качестве твердых добавок в оловянные сплавы входят сурьма, кадмий, медь или никель. Из-за высокой износостойкости эти баббиты самые дорогие.

К свинцовым сплавам относятся Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15. Они мягче, чем оловянные, обычно состоят из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%, и обладают сравнительно низкой эластичностью, поэтому применяются для малонагруженных подшипников, используемых при высоких температурах, например, в дизельных моторах и прокатных станах.

Существует много марок этого материала, различающихся составом, но основных и наиболее часто применяемых около десяти. Состав и свойства распространенных марок влияют на то, как применяют эти сплавы.

• Б-88 — 88% олова, сурьмы, кадмия. Это один из дорогих видов сплава, используется он в коренных подшипниках, которые должны выдерживать большие нагрузки и высокие скорости.
• Б-83 — 83% олова, 11% сурьмы, 6% меди, применяется для средненагруженных подшипников, допустимое давление — 10-15 МПа, используется в механизмах, работающих на больших скоростях (более 1000 оборотов в минуту).
• Б-16 — 15-17% олова, 15-17% сурьмы, 1,5-2% меди, остальное — свинец, применяется в подшипниках паровозов, электровозов, путевых машин, допустимое давление — до 10 МПа, применяется для заливки нерабочей верхней части подшипника, когда нижняя часть залита баббитом Б-83.
• СОС6 — 5,5-6,5% цинка, 5,5-6,5% сурьмы, остальное — свинец, используется при больших нагрузках (больше 20 МПа), при температуре более 300 С, в подшипниках дизельных двигателей.
• БМ — только для шатунных подшипников, которые устанавливают, например, на трактора. Такие детали меняют через каждые 1000 км, но масса баббита в них небольшая, поэтому деталь стоит сравнительно недорого.
• БН — для деталей, используемых на средних скоростях, например, в судовых водопроводах, компрессорах.

: Аустенитная сталь — свойства, структура, марки

Виды баббита

В зависимости от основы, используемой при изготовлении, различают три его вида:

Свинцовый

В этом виде в качестве мягких металлов используется свинец и сурьма в процентном соотношении 87% к 13% соответственно. Это соединение двух металлов называется эвтектика, оно же является его мягкой основой. Твердыми частицами при таком виде сплава будут кристаллы сурьмы, составляющие 5% от всего объема.

Свинцовый баббит используют для ненагруженных подшипников, так как соединение сурьмы и свинца уступает по эластичности другим аналогам.

Оловянный

Этот вид является самым износостойким, так как содержит в своей основе олово, которое известно своей пластичностью, высоким коэффициентом трения и износа.

По статистике оловянный баббит в два раза выносливее, чем, например, свинцовый, поэтому именно его выбирают для изготовления подшипников, которые будут выполнять ответственную функцию или иметь интенсивную нагрузку.

Внимание! Из-за своих высоких антифрикционных свойств, высокой износостойкости и минимального коэффициента трения этот вид считается самым дорогим, среди своих аналогов.

Кальциевый

В этом виде, в качестве основы, также используется свинец, а остальной объем составляет небольшое количество кальция с натрием, именно за эти вещества он и получил свое название.

Благодаря, этим двум компонентам кальциевый сплав намного дешевле, чем остальные два вида. Также благодаря кальцию, этому виду свойственна маленькая теплопроводность и высокая плотность.

Большим недостатком кальциевого баббита является то, что он быстро окисляется и соответственно обладает низкой износостойкостью, это значительно снижает работоспособность будущего подшипника.

Обычно такой сплав используется во вкладышах рам грузовых или пассажирских вагонов, где подшипники часто проверяются и меняются.

Автор изобретения

Назван в честь американского изобретателя Исаака Баббита (Isaac Babbitt; 1799–1862).

Родился в Таунтоне, штат Массачусетс, США. Работая ювелиром, стал заниматься производством сплавов. В 1824 году открыл в родном городе первую в США фабрику по изготовлению дешевого сплава – заменителя серебра, состоящего из меди, олова и сурьмы.

В 1834 году продал свою часть предприятия (существующего до сих пор) и переехал в Бостон, где нанялся на работу в Южно-Бостонскую железоделательную компанию (литейное производство Алджера). Работая там, отлил первую в США латунную пушку.

Баббит продолжал разрабатывать различные сплавы, а также занимался производством мыла.

В России баббит стал использоваться в промышленном производстве с 1847 года.

Преимущества и недостатки сплавов

У всех описанных выше сплавов есть свои плюсы и минусы. Из достоинств выделим:

• Антифрикционные свойства на высоком уровне (могут противостоять возвратно-поступательным движениям механизмов).
• Высокий уровень антикоррозийной стойкости.
• Износоустойчивость.
• Ударная вязкость повышена.
• Невысокая температура плавления (варьирует от 240 до 340 градусов).
• Увеличенный коэффициент размягчаемости сплава (при +100 градусов он соответствует нормировке НВ 9-24).
• Повышенная вязкость при ударных нагрузках.
• Требуется небольшое количество времени для приработки деталей.

Недостатков меньше, но все же они есть:

• Невысокая прочность (в сравнении с другими сплавами).
• Необходимость использования прочных оболочек (из стали, чугуна и меди).
• Низкое сопротивление усталости (снижает работоспособность элемента и уменьшает срок службы).
• Высокий уровень теплопроводности.
• Наличие добавок из висмута и мышьяка (не подойдет для вторичного использования, только утилизация).
• При использовании оловянных баббитов конечная стоимость подшипника иногда очень высока.

Марки баббита

Баббит (Б-83) — сплав, состоящий из следующих элементов: Sn (83 %); Sb (11 %); Cu (6 %) — для подшипников, работающих при средних нагрузках. Допустимое рабочее давление : 10—15 МПа.

Баббит (Б-16) — сплав, состоящий из следующих элементов: Sn (15—17 %); Sb (15—17 %); Cu (1,5—2,0 %); Pb (остальное) — для моторно-осевых подшипников электровозов, путевых машин, деталей паровозов и другого оборудования тяжелого машиностроения. Допустимое рабочее давление : 10 МПа.

Баббит (СОС6) — сплав, состоящий из следующих элементов: Zn (5,5—6,5 %); Sb (5,5—6,5 %); Pb (остальное) — подшипники, работающие при высоких нагрузках (более 20 МПа) и температуре более 300 градусов, подшипники автомобильных дизельных двигателей.

Допускаемые режимы работы: = 5—12 МПа. = 10 м/с. = 80° по Цельсию.

Твёрдость, HB, МПа: 2700—3000.