Наиболее популярной маркой свинцовистых сплавов является Б16. Его химический состав включает 15% олова, 15% сурьмы и 2% меди, а остальная часть состоит из свинца, что придаёт сплаву уникальные свойства.
Баббит, его виды, свойства, состав и применение
В 1841 году мир познакомился с антифрикционным сплавом под названием «баббит», который был создан ювелиром Исааком Бэббитом, увлекавшимся разработкой новых материалов в свободное время. Это открытие стало важной вехой не только для самого изобретателя, но и для отрасли, производящей подшипники. Баббитовые подшипники отличались высокой скоростью вращения, что позволяло значительно увеличивать нагрузку на вал, что стало настоящим прорывом в механике.
Итак, что же представляет собой баббит? Почему его актуальность не угасла даже спустя более полутора веков с момента открытия?
Состав и свойства
Баббит — это подшипниковый сплав, основными компонентами которого являются свинец или олово, и который относится к группе антифрикционных материалов. Для регулирования механических свойств и химического состава баббита используются государственные стандарты, в частности ГОСТ 1320-74.
Кроме основных элементов, баббит может содержать такие металлы, как:
- Кадмий. Этот элемент улучшает коррозионную стойкость сплава, что значительно увеличивает его срок службы.
- Медь. Она повышает вязкость антифрикционного сплава, что в свою очередь улучшает его показатели приработки, то есть усадки и адаптации в процессе эксплуатации.
- Никель. Добавление никеля увеличивает прочность баббита, в частности его устойчивость к растягивающим нагрузкам, а также твердость и износостойкость.
- Сурьма. Способствует снижению схватывания баббита со сталью, что уменьшает вероятность повреждений.
- Теллур. Улучшает пластичность сплава, что очень важно в условиях постоянных механических нагрузок.
- Кальций, натрий и алюминий. Эти элементы могут вноситься в состав баббита как замены дефицитному олову.
- Мышьяк. Увеличивает твердость и прочность сплава, что делает его более эффективным для высоконагруженных областей.
Виды баббита
Общая группа баббитов включает несколько типов сплавов, которые различаются по химическому элементу, который взят в качестве основы:
- Свинцовый баббит. Состоит из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%. Несмотря на свою устойчивость, данный сплав уступает по эластичности аналогичным смесям, что ограничивает его применение в подшипниках, которые не подвержены высоким нагрузкам.
- Оловянный баббит. Этот вид сплава является наиболее востребованным, но и самым дорогим. Он отличается высокой пластичностью и износостойкостью, благодаря чему используется для производства подшипников, работающих при постоянных интенсивных нагрузках. Его состав включает олово, сурьму, медь, кадмий и никель.
- Кальциевый баббит. В его основе лежит свинец, а в качестве добавок используются натрий и кальций. Этот сплав обладает относительно низкой стоимостью, но также характеризуется низкой теплопроводностью и высокой плотностью. Его использование может быть ограничено из-за быстрого окисления и низкой износостойкости. Обычно его применяют во вкладышах рамных подшипников для вагонов, требующих частой замены.
В связи с разнообразием видов и свойств баббит остаётся одним из наиболее популярных антифрикционных сплавов в промышленности.
Производство баббита
Баббит может быть произведён двумя основными способами: первичным и вторичным. Первичный метод подразумевает использование чистой первородной руды, в то время как вторичный процесс включает переработку металлического лома. В обоих случаях для создания деталей из сплава начальные материалы переплавляются в чушки весом не более 22 кг. Температура плавления баббита колеблется в пределах 240–440°C, причём точная температура зависит от типа сплава. Для плавления используются только чистые металлические слитки, так как любое загрязнение способно существенно ухудшить качество конечного продукта.
Основные свойства баббитов
Компоненты, входящие в состав баббита, придают ему уникальные эксплуатационные характеристики:
- Низкий коэффициент трения. Это свойство делает баббит идеальным материалом для применения в условиях интенсивного трения.
- Адгезия. Сплав успешно удерживается на подложке, что позволяет гарантировать долговечность его применения.
- Устойчивость к износу. Баббит не подвержен быстрому истиранию, что делает его идеальным для высоконагруженных узлов.
- Амортизация ударных нагрузок. Сплав способен смягчать удары, тем самым предотвращая повреждение и разрушение оборудования.
- Термическая стабильность. Баббит сохраняет свои свойства даже при высоких температурах, что важно для длительной эксплуатации.
Эти качества остаются неизменными даже в условиях высоких температур. Баббит широко используется для создания генераторов, компрессоров и насосов, поскольку именно в этих устройствах трение и износ являются ключевыми факторами их работы.
Сплав также активно применяется при производстве подшипников скольжения. Здесь критично важны высокая износостойкость и низкий коэффициент трения, которыми и обладает баббит. С уменьшением использования баббита связано появление новых технологий и совершенных разработок. В то же время баббит постоянно совершенствуется и дорабатывается, благодаря чему приобретаются новые свойства, такие как:
- Низкая температура плавления, которая способствует легкому притиранию и предотвращению заедания.
- Минимальная толщина слоя, что значительно увеличивает срок службы подшипников и других элементов, произведённых с использованием баббита. Средняя толщина составляет 0,15–0,2 мм.
Необходимо отметить, что прочность баббита не является его сильной стороной. Наносить баббит можно двумя методами: наплавкой и напылением. При этом вкладыш может быть изготовлен из стали, чугуна или бронзы. Антифрикционные сплавы относятся к категории дорогих материалов, однако баббит является более доступным по цене вариантом.
Разновидности сплавов
Разновидности сплавов данной группы классифицируются по преобладающему металлу в их составе. Химические составы и технические характеристики каждого вида баббита прописаны в ГОСТ. На производстве и в промышленности чаще всего используются следующие виды баббитов:
- Свинцовый баббит.
- Оловянный баббит.
- Кальциевый баббит.
Каждый из этих сплавов включает в себя легирующие добавки, которые определяют их химические и физические свойства:
- Сурьма. Высокое содержание сурьмы в сплаве увеличивает его прочность и устойчивость к нагрузкам.
- Никель. Увеличивает стойкость кProcesses. истиранию, что делает баббит более долговечным.
- Кадмий. Обеспечивает коррозионную устойчивость сплава, что особенно важно для долговременной эксплуатации.
- Медь. Эта добавка улучшает твердость и ударную вязкость баббита, что в свою очередь увеличивает его стойкость к механическим повреждениям.
Свинцовые баббиты представляют собой сплав свинца и сурьмы с добавлением легирующих элементов, что обеспечивает мягкость свинца и твёрдость сурьмы, позволяя справляться с высокими температурами. Они широко используются в подшипниках для дизельных двигателей и в прокатных станов в металлообрабатывающей промышленности. К основным маркам свинцового баббита относятся В16, БН и БС6.
Оловянные баббиты характеризуются высокой коррозионной стойкостью и минимальным коэффициентом трения. Этот сплав также имеет улучшенные теплопроводные свойства, что делает подшипники, изготовленные на его основе, идеальными для сложных узлов, работающих при интенсивных нагрузках. Марки оловянного баббита включают Б83, Б83С и Б88.
Кальциевые баббиты имеют в своём составе свинец, где кальций выступает в роли основного легирующего элемента. Примеры марок этого сплава: БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц. Данные сплавы сохраняют эксплуатационные качества при снижении производственных затрат. В состав кальциевых баббитов могут также входить натрий, магний, цинк, олово или алюминий, и их пропорции могут варьироваться, в зависимости от того, какие характеристики нужно улучшить или устранить. Стоит отметить, что кальций вызывает окисление поверхности при взаимодействии с воздухом, что может привести к снижению эксплуатационного ресурса изделия. Подшипники с таким составом часто используются в подвижном составе железнодорожного транспорта.
Сфера и область применения баббита. Где применяется баббит.
Среди множества материалов, находящих широкое применение, можно выделить сразу несколько, о которых обыватели могли бы никогда не слышать. Одним из таких материалов является баббит — сплав на основе свинца или олова с небольшим количеством легирующих компонентов.
Как в промышленности, так и в повседневной жизни баббит занимает важное место, что обуславливает уникальные сферы и области его применения, о которых мы расскажем далее.
Характеристика баббита
Баббит является металлическим сплавом, основными составляющими которого являются олово и свинец в разных пропорциях. Он относится к категории антифрикционных материалов, что значит, что обладает исключительными показателями низкого коэффициента трения, благодаря чему широко используется для стабилизации решений при значительных нагрузках.
В качестве легирующих веществ в состав баббита могут вводиться такие металлы, как медь, сурьма, кадмий, натрий, мышьяк и прочие. Температура плавления баббита невысока – от 280 °C до 400 °C, что зависит от подбора компонентов сплава. Чтобы лучше понять, какими техническими характеристиками обладает баббит, необходимо рассмотреть его виды и марки.
Виды и марки баббита
Вся продукция баббита делится на виды и марки, где основное внимание уделяется свинцовому, оловянному и кальциевому баббиту. Названия соответствуют металлу, который является основным в сплаве. Свинцовый баббит хоть и уступает по эластичности, но прекрасно переносит высокие температуры, что делает его отличным выбором для деталей двигателей. Оловянный баббит, напротив, обладает большей устойчивостью к внешним воздействиям и коррозии, а также имеет большую пластичность. Однако высокая цена оловянного баббита может сдерживать его использование. Кальциевый баббит представляет собой более доступный вариант, однако его подверженность окислению и коррозии может сократить срок службы.
Баббит также делится на марки для удобства применения в промышленности. Наиболее распространённые марки: Б16 (на основе свинца), Б83 (на основе олова) и СОС6 (кальциевый). Цифры обозначают процентное содержание основного металла в сплаве.
Сферы и области применения
Баббит, благодаря своим уникальным техническим характеристикам, находит активное применение в промышленности. Сферы его применения ограничиваются определёнными областями, в которых он является просто незаменимым. Рассмотрим эти сферы и области применения баббита более подробно:
- Производство подшипников. Баббит используется для формирования тонкого слоя в основе подшипника. Если подшипник подвержен воздействию высоких температур, применяют оловянный баббит, в то время как для долговечности предпочтителен свинцовый баббит. Чем тоньше слой баббита, тем больше срок службы самого подшипника.
- Тяжёлое машиностроение. В большинстве машин, используемых в металлургии и горнодобывающей промышленности, баббит применяется в поршнях, подшипниках и других подвижных конструкциях. Кальциевый баббит часто используется для легкозаменяемых деталей из-за своей невысокой стоимости.
- Автомобилестроение. Баббит незаменим в дизельных двигателях как автомобилей, так и сельскохозяйственной техники (предпочитая свинцовый баббит из-за его стойкости к высоким температурам). Он также нашел применение в подвижных составах пассажирских и грузовых вагонов.
Таким образом, баббит представляет собой материал с уникальными свойствами, который на протяжении полутора веков своего существования остаётся актуальным в области механики. Несмотря на наличие достоинств и недостатков, правильное применение баббита обеспечивает стабильную и долгую работу механических конструкций.
Производство
Для изготовления баббита используется как руда, так и вторичный металл. В России около 75% баббита производят из металлического лома. Сплавы поступают в продажу в виде чушек, вес которых регулируется государственными стандартами, не превышающими 22 кг.
Плавка чушек осуществляется в специализированных электропечах камерного типа, и этот процесс является относительно экономически выгодным из-за низкой температуры плавления сплавов. Обычно в среднесерийном производстве достаточно, чтобы печь имела мощность в 26 кВт.
При плавке сталкиваются с основной сложностью — получением химического состава, соответствующего государственным стандартам. Любое отклонение от норм может привести к ухудшению эксплуатационных характеристик, что негативно отразится на долговечности подшипника.
Поэтому сплав предварительно очищается от загрязнений с помощью специальных моющих средств и проходит процесс обезжиривания. И только после выполнения всех этих этапов баббит помещается в печь для плавления.
Ценообразование
Цена баббита формируется на основании стоимости металлических компонентов, входящих в его состав, особенно олова. С каждым годом дефицит этого металла в производстве неуклонно увеличивается, что, соответственно, поднимает и его стоимость.
Базой для определения стоимости металлов, в том числе баббита, служат мировые товарные биржи. В последние годы большинство производителей ориентируются на котировки Лондонской биржи как черных, так и цветных металлов.
Кроме того, на стоимость баббита влияет объём поставок. При закупке крупных партий (свыше 100 кг) пункты приёма металлолома могут устанавливать наценку от 5 до 10%.
Средняя стоимость баббита в России колеблется в пределах от 500 до 600 рублей за килограмм.
Рейтинг: /5 – голосов
Продажа баббита
В настоящее время существует множество точек продажи баббита как в обычных магазинах, так и в интернете. Однако, так как качество сплава напрямую влияет на качество подшипников, выбирать поставщика следует очень осторожно, отдавая предпочтение проверенным компаниям с положительными отзывами или советами знакомых.
Не стоит зацикливаться на поиске баббита по низкой цене, так как часто за привлекательными акциями и скидками может скрываться низкое качество.
Важно! Любая марка баббита, независимо от цены, должна строго соответствовать ГОСТу и обладать высоким качеством химического состава.
Заключение
Ключевой функцией баббита является его износостойкость, легкоплавкость и плотность, что служит важным фактором для предотвращения перегрева подшипников в процессе работы.
Также следует обратить внимание на чистоту поверхности слитков баббита при покупке; на них желательно, чтобы была указана маркировка конкретной марки сплава.
Все эти уникальные свойства делают баббит актуальным и необходимым материалом в современных механических системах.
Теперь вы знаете, как заливать подшипники баббитом с помощью оборудования КО-2, и желаете узнать больше об этом процессе — посмотрите следующее видео.
