Баббит

Баббит Б-83

Баббиты (подшипниковые сплавы)

Баббиты — белые легкоплавкие антифрикционные сплавы на основе олова или свинца. Применяются для заливки вкладышей подшипников скольжения различных машин. Основные требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам, определяются условиями работы вкладыша подшипника. Антифрикционные сплавы должны иметь высокую износостойкость и малый коэффициент трения между валом и подшипником; достаточную пластичность для лучшей прирабатываемости к поверхности вала; твердость, достаточную для вкладыша как опоры вала, но не вызывающую сильного износа самого вала; обладать микрокапиллярностью, т.е. способностью удерживать смазочные материалы. Указанные требования обеспечиваются неоднородной структурой антифрикционных сплавов, состоящей из мягкой основы с равномерно распределенными в ней твердыми включениями. При вращении вал опирается на твердые частицы, обеспечивающие износостойкость и способность воспринимать сравнительно высокие удельные давления, а мягкая основа, изнашиваясь быстрее, прирабатывается к валу и образует сеть каналов (микрорельеф), удерживающих смазочный материал.

Баббиты — наиболее старые (с 1839г.) и широко применяемые до настоящего времени антифрикционные легкоплавкие беззадирные пластичные гетерогенные сплавы на основе олова и свинца с более твердыми включениями (медь, сурьма, никель и др.). Используются для изготовления подшипников. Пластичная основа (олово, свинец) обеспечивает равномерное прилегание и прирабатываемость подшипника к валу, а твердые включения служат ему непосредственной опорой, обеспечивая небольшое трение и износ.

Марки баббитов: Б-16, Б-83

Баббиты оловянные и свинцовые в чушках ГОСТ 1320-74 — специальные легкоплавкие подшипниковые сплавы. В их строении всегда есть мягкая основа и твердые включения. Баббиты бывают оловянные (сплав олова с сурьмой и медью), свинцовые (сплав свинца с сурьмой, медью и оловом), кальциевые (сплав свинца с кальцием и натрием).

Баббиты изготавливаются в виде чушек и в зависимости от химического состава различают следующие марки: Б-88, Б-83, Б-16, БН. Марки и химический состав баббитов указан в таблице 3.

Применяются баббиты при производстве моторно-осевых подшипников электровозов, деталей паровозов и оборудования тяжелого машиностроения; подшипников, работающие при больших скоростях и средних нагрузках.

Химический состав баббита чушкового оловянного и свинцового по ГОСТ 1320-74 указан в таблице 3.

таблица 3

химический состав, %
марка баббита	основные компоненты
олово	сурьма	медь	кадмий	никель	мышьяк	свинец
Б-88	остальное	7.3-7.8	2.5-3.5	0.8-1.2	0.15-0.25	—	—
Б-83	остальное	10.0-12.0	5.5-6.5	—	—	—	—
Б-16	15.0-17.0	15.0-17.0	1.5-2.0	—	—	—	—
БН	9.0-11.0	13.0-15.0	1.5-2.0	0.1-0.7	0.1-0.5	0.5-0.9	остальное

Массовая доля примесей в чушковом баббите оловянном и свинцовом по ГОСТ 1320-74 указана в таблице 4.

таблица 4

примеси, не более, %
марка баббита	железо	мышьяк	цинк	свинец	висмут	алюминий
Б-88	0.05	0.05	0.005	0.10	0.05	0.005
Б-83	0.10	0.05	0.004	0.35	0.05	0.005
Б-16	0.08	0.2	0.07	—	0.10	0.010
БН	0.10	—	0.02	—	0.10	0.05

Марка	Химический состав, %	Назначение
Б-83	10-12	5.5-6.5	Остальное	—	Для подшипников, работающих при больших скоростях и средних нагрузках (подшипники турбин, дизелей, гребных валов и др)
Б-16	15-17	1.5-2.0	15-17	Остальное	Для подшипников тяжелых машин (моторно-осевые подшипники электровозов, путевых машин и др.)

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.

Преимущества и недостатки

К плюсам этого сплава, помимо низкого коэффициента трения и износоустойчивости, относят и легкоплавкость. Температура плавления баббита составляет всего 240 оС. Также преимуществами этого металла являются:

• способность противостоять не только вращательным, но и возвратно-поступательным движениям;

• стойкость к коррозии;

• высокая степень теплопроводности;

• повышенная размягчаемость при температуре выше 100 С;

• высокая степень ударной вязкости.

Имеет заливка баббитом внутренних частей подшипников и еще одно преимущества. В этом металле, помимо всего прочего, образуются микроканальцы, по которым к трущимся элементам поступает смазка.

Недостатков у этого сплава практически не имеется. Однако один, довольно-таки серьезный минус у него все же есть. К сожалению, баббит — это металл, не отличающийся особой прочностью. Именно поэтому подшипники из него целиком не изготавливают. Корпус этих элементов делают из более прочных металлов — чаще всего из стали.

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.

Специфика применения баббита

Для каждой разновидности деталей необходима своя марка сплава-баббита:

• Шатунные подшипники (стык поршня и коленчатого вала) — марка БМ. Используются для тракторов. Требуют замены на новые через каждую тысячу километров пробега.
• Коренные подшипники — применение баббита Б88, созданного специально для высоких скоростей, больших динамических нагрузок. Поэтому данную марку успешно применяют для среднеоборотных и быстроходных дизельных двигателей.
• Подшипники для судовых водопроводов, компрессоров — разновидность БН, идеальная для средних нагрузок и скоростей.
• Тяжелое машиностроение — отлично подойдут свойства баббита сорта Б16.

Разновидности и марки сплава

Разновидности-марки баббитов представлены тремя типами — в зависимости от металла-основы:

1. Кальциевый. Хоть и его основой является свинец, сплав получил свое название по одному из составляющих — в составе также присутствует кальций и натрий. Эти элементы отличают данный баббит самой недорогой ценой, придают ему повышенную теплопроводность и плотность. Но при этом такой сплав быстрее окисляется, что не прибавляет ему износоустойчивости. Поэтому кальциевый баббит в большинстве случаев используют во вкладышах рам вагонов, как грузовых, так и пассажирских — там их чаще всего проверяют и при необходимости быстро заменяют.
2. Оловянный. Основой данного баббита служит олово, которое отличается высоким коэффициентом трения, большой износоустойчивостью и пластичностью, повышенной коррозийной устойчивостью. Этот сплав примерно в два раза крепче своих «собратьев». Поэтому данная марка баббита незаменима для подшипников, на которые приходится максимальная нагрузка и возлагается важная роль. Область их применения — различные малооборотные двигатели. Кроме олова, в этом сплаве присутствует либо кадмий и никель, либо сурьма и медь. Недостатком оловянного баббита будет только его самая высокая среди данных сплавов цена.
3. Свинцовый. Мягкими составляющими здесь выступают свинец и сурьма — 87 % и 13 % соответственно в данном сегменте. Твердый элемент сплава — это кристаллическая сурьма (5 % уже от общего объема). Данный баббит не выделяется эластичностью, оттого и используется для производства не самых нагруженных подшипников. Однако при этом он замечателен тем, что отлично переносит высокотемпературный нагрев элемента. Стоит отметить, что такие баббиты более других подвержены коррозии. Их стезя — дизельные моторы тракторов и автомобилей.

Марки свинцового баббита — Б16 (свинец — основной элемент), БС6, БН (свинец, олово, никель, медь, мышьяк, кадмий, сурьма). Они, как и оловянные, произведены по ГОСТ 1320-74. Кальциевые сплавы соответствуют ГОСТ 1209-90; их разновидности — это БК2, БКА, БК2Ц, БК2Ш. Марки оловянного баббита — Б83, Б83С (небольшое добавление свинца), Б88. Разновидность Б83, к примеру, — это 80 % оловянной составляющей, 12 % сурьмы, 6 % меди и, в среднем, по 0,1 % висмута, свинца, железа, мышьяка, алюминия. А Б6 — это 88 % свинца, 0,3 % меди, 0,1 % железа, небольшая доля цинка и мышьяка.

Перезвоним за 30 секунд.

8 октября 2015

Баббит это сплав на основе свинца или олова. Его отличие — высокие антифрикционные характеристики. Свое название баббит получил в честь американца Исаака Баббита. Именно он в 1839 году изобрел новый сплав. При выработке в роли добавок может применяться медь, натрий, никель, магний, сурьма, мышьяк, теллур. Структура баббита гетерогенна. Она состоит из мягкой — оловянной или свинцовой — основы с твердыми вкраплениями. Особые характеристики баббита:

-Малый коэффициент трения;

-Малая температура плавления, достигающая 300−440оС;

-Хорошая износостойкость при трении;

-Хорошая прирабатываемость.

Существует три типа баббитов. Свинцовые марок БН, БК2, БКА, SAE13−14−15, БК2Ш, ASTM15, ASTM7. Оловянные марок Б83, Б83С, Б88, ASTM2, SAE12, SAE11. Свинцово-оловянные марок БС6, Б16. Баббит используют как дополнительный слой. Его заливают или производят напыление корпуса вкладыша подшипника. Затем производится приработка. После нее поверхность вкладыша обретает микрорельеф. За его счет обеспечивается удержание смазочных материалов между валом и вкраплениями вкладыша. Оловянный баббит выигрывает у свинцового в области устойчивости к коррозии и износу, теплопроводности. Свинцовые баббиты обладают более высокой рабочей температурой.

В производстве баббитов исходные материалы — олово и свинец. Применяться могут как первичные, так и вторичные металлы. При изготовлении руководствуются ГОСТом 1320−74. В соответствии с ним баббит выплавляется в виде чушек. Вес каждой составляет 22 кг. На поверхности исключены шлаковые загрязнения. Излом сплава должен демонстрировать однородность без окислов и шлаков. Баббиты могут быть низколегированными и высоколегированными. Здесь решающую роль играют добавки. Баббит марки БК2Ш характеризуется низкой устойчивостью к вибрации, ударам и высоким нагрузкам. Рабочая температура достаточно высокая. Сплав Б83 используют для подшипников и деталей, работающих на высоких скоростях и средних нагрузках. Это турбины, компрессоры, паровые двигатели. Баббит марки БК2 применяют при изготовлении коренных и шатунных подшипников. Сплавом Б. Н. заливают подшипники, работающие при средних нагрузках и скоростях. Это могут быть прокатные станы, редукторы, электровозы, паровые турбины и прочее. Баббит марки БКА используется при производстве буксовых подшипников трения. Они устанавливаются на железнодорожные транспортные единицы. Марка Б16 задействуется в подшипниках генераторов, шаровых и трубных мельниц, компрессорах, пароходов и прочее.

Характеристики

Наиболее распространённые варианты химического состава сплава:

• 90 % олова, 10 % меди;
• 89 % олова, 7 % сурьмы, 4 % меди;
• 80 % свинца, 15 % сурьмы, 5 % олова.

В качестве легирующих присадок могут быть использованы: сурьма, медь, никель, мышьяк, кадмий, теллур, кальций, натрий, магний.

Температура плавления — 300—440 °C.

Первый подшипниковый сплав разработан американцем Исааком Бэббитом в 1839 году.

Баббит, основу которого составляет олово (марки Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2), используют, когда от антифрикционного материала требуются повышенная вязкость и минимальный коэффициент трения. Оловянный баббит по сравнению со свинцовым обладает более высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и теплопроводностью.

Баббиты на основе свинца (марки Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15) обладают более высокой рабочей температурой, чем на основе олова. Применяется для подшипников дизельных двигателей, прокатных станов.

Свинцовокальциевый баббит используют в подшипниках подвижного состава железнодорожного транспорта.

Все баббиты имеют существенный недостаток — низкое сопротивление усталости, что ухудшает работоспособность подшипника. Из-за небольшой прочности баббиты могут успешно эксплуатироваться только в подшипниках, имеющих прочный стальной (чугунный) или бронзовый корпус. Обычно тонкостенные подшипниковые вкладыши автомобильных двигателей изготовляют штамповкой из биметаллической ленты, полученной на линии непрерывной заливки. Продолжительность работы подшипников зависит от толщины баббитового слоя, залитого на стальной вкладыш. Уменьшение толщины слоя увеличивает срок службы подшипника.

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.

История создания

Получен этот сплав И. Баббитом был в 1839 году. Основной целью его создания было увеличение срока службы подшипников паровых машин. Производители подобных агрегатов сразу же оценили отличные эксплуатационные свойства нового сплава и начали широко его использовать. В 1841 году И. Баббит, работавший до этого ювелиром, получил за свое изобретение премию от Конгресса США в 20 тыс. долларов. Это стало поворотным моментом в его карьере. С этих пор Баббит начал заниматься именно сплавами.

В 1844 г. открытый им металл был запатентован в Англии. А уже в 1847 г. баббит как новый сплав зарегистрировали и в России.