в чем содержится баббит
Баббиты: семейство сплавов с интересными свойствами
Отправим материал на почту
В число распространенных причин поломок механизмов и их узлов входит износ деталей, связанный с высокими нагрузками. Продлить срок службы некоторых видов деталей помогает баббит; что это такое, знают все, кто имеет представление о подшипниках. Остальным также будет полезно узнать, где и как применяется материал, и как состав влияет на его свойства.
Баббит: свойства, зачем нужен и как применяется
Работа современных механизмов с подвижными частями (валом или осью) не представима без подшипника. Этот сборочный узел помогает фиксировать и поддерживать конструкцию в пространстве, но основное его предназначение состоит в обеспечении вращения или качения.
Металл подшипника подвергается большой нагрузке из-за трения деталей и высоких скоростей, что сокращает срок службы узла. Помешать износу и отсрочить ремонт можно разными способами, например, использовать смазочные материалы и присадки. Однако самым надежным способом снизить коэффициент трения вот уже почти двести лет является использование в производстве подшипников баббита.
Баббит – это литейный сплав, основной составляющей которого является свинец, а легирующими добавками в разных пропорциях служат олово, медь, сурьма. Сплав был изобретен в 1839 году ювелиром Исааком Баббитом во время его работы на Южно-Бостонскую железоделательную компанию. Изначально материал использовался в конструкции паровых машин.
Современные баббитовые сплавы обладают следующими свойствами:
Разновидности
Баббит, в составе которого всегда содержится несколько металлов, проявляет свойства, характерные для совокупности составляющих. Разновидности материала определяются по преобладающему металлу данного конкретного сплава. Химический состав и технические требования каждого вида баббита прописаны в ГОСТ 1320-74 и 1209-90 (отдельный стандарт для кальциевых марок).
Стандартными считаются три вида сплавов: свинцовые, оловянные, кальциевые. В их состав входят добавки, меняющие свойства в ту или иную сторону:
Свинцовые
В этой группе материалов основой служит сплав свинца и сурьмы с добавкой легирующих элементов. Мягкий свинец и твердая сурьма образуют группу сплавов со следующими особенностями:
К популярным баббитовым сплавам на свинцовой основе относят следующие марки:
Оловянные
Марки с преобладанием олова отличаются следующими характеристиками:
Сплавы баббитов, металлов на основе олова имеют следующий химический состав:
Кальциевые
Хотя основой этой разновидности сплавов по-прежнему служит свинец, но название связано с присутствием в составе кальция. В ГОСТ прописано 4 марки кальциевых баббитов: БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц, со следующими свойствами:
Об анализе баббитового сплава в следующем видео:
Коротко о главном
Сплавы на основе олова или свинца, называемые баббитовыми, используются в подшипниках. Они наносятся на вкладыш в виде залитого или напыляемого слоя, для его более плотного прилегания к оси (валу). Решение повышает антифрикционные свойства: между металлическими поверхностями снижается трение и уменьшается износ.
Баббитовый сплав является многокомпонентным; кроме свинца и олова в состав вводят легирующие добавки. Чтобы изменить свойства, сделать материал более гибким или мягким, используют сурьму, медь, никель, кадмий. Металлы входят в разных пропорциях и образуют материалы, предназначенные для разных условий работы (средние и высокие динамические нагрузки). Согласно ГОСТ марки делятся на три группы: свинцовые, оловянные и кальциевые.
Напишите в комментариях, согласитесь ли вы, что лучше использовать лом баббита, чем первичный материал, и почему?
Что такое Баббит — его виды, марки и источники в домашних условиях
Баббит — это сплав из трех составляющих, предназначенный для производства подшипников. Материал образует защитный слой, обеспечивающий надежное прилегание детали, и снижающий износ и трение подшипника в процессе работы узлов и агрегатов.
В качестве составляющих технологическое производство применяет свинец, медь, сурьму и олово в разном соотношении. Химический состав и пропорции напрямую влияют на технические свойства данного антифрикционного материала, а именно температура плавления, рабочая температура заливки, плотность материала, предельно разрешенное давление, а также механическое напряжение.
Под понятием баббитов собраны различные по химическому составу сплавы, играющие роль антифрикционных материалов. Классификация их основана на виде главного элемента.
Виды баббитов
По главному компоненту выделяют три основных разновидности:
Свинцовые баббиты
В качестве мягких металлов основой для свинцовых баббитов служат свинец и сурьма в количестве 87 и 13 процентов соответственно. Это эвтектика (соединение мягких металлов), где в роли твердых частиц выступают кристаллы сурьмы. На них приходится около 5 процентов от общего объёма материала.
Основным назначением баббитов на основе свинца служат подшипники с малой нагрузкой, поскольку основное соединение имеет небольшую эластичность в отличие от аналогов. Свинцовый баббит применяется в высокотемпературных рабочих средах. Примером послужат подшипники и вкладыши прокатных станов, а также двигателей, работающих на дизельном топливе.
Оловянные баббиты
Располагая в качестве основного компонента пластичным оловом, данная категория баббитов является мало восприимчивой к износу и сильному трению. Практика показывает, что антифрикционные материалы с основой из олова служат в два раза дольше свинцовых аналогов.
Кальциевые баббиты
Здесь роль основы выполняет свинец, но оставшийся объём дополняет смесь кальция и натрия. Добавка из этих элементов влечет за собой снижение стоимости изделий, высокую плотность и низкую теплопроводность материала.
Основные марки баббита и их назначение
Изготовление баббита регламентировано ГОСТ 1320-74. Баббит формируется в чушки, предназначенные для создания антифрикционного слоя и заливки подшипников, вкладышей и прочих деталей.
Маркировка основана на химических компонентах сплава.
Современное производство предлагает большое количество марок с различными вариациями соединений. Каждая добавка изменяет свойства антифрикционного материала.
У каждой марки материала своя сфера использования. Из технологических характеристик наиболее важной служит температура плавления и рабочая температура, позволяющая залит антифрикционный материал в подшипник. В промышленном производстве баббит металл производят из руды или вторичного сырья, принятого на переработку. Выпускают его в виде слитков весом в 22 кг.
Лом баббита 
Согласно условиям ГОСТ 1639-2009 отходы баббитов относят к категории вторичного олова и сплавов на его основе. Лом может быть нескольких видов.
Кроме того, в качестве вторичного сырья несложно сдать бракованные чушки, осколки от них, а также отходы промышленного производства. В качестве старого лома принимают баббитовые вкладыши, уже не пригодные к использованию по прямому назначению.
При причине большого разнообразия марок и сложности с их визуальным определением для идентификации сплава требуется спектральный анализ.
Выгодно сдать баббит несложно в приемный пункт, располагающий необходимым оснащением для точного определения концентрации олова в имеющемся сплаве. Спектральный анализ позволит точно определить процентное содержание металлов в сплаве.
Источники лома баббита
Данное вторичное сырьё необходимо искать в первую очередь в ломе различных подшипников и вкладышей. Баббит в быту можно взять в первую очередь из вещей советского производства.
Кроме того, баббитовые вкладыши применялись на вкладышах коленвала для грузовиков ГАЗ и МАЗ, в подшипниках на старых компрессорах, а также в высоковольтных изоляторах старой конструкции (купол над стеклом или фарфором), предназначенных для высоковольтных воздушных линий.
Свинец и олово относятся к ценным металлам повышенного спроса. Правильно выбрав пункт приема для реализации вторичного сырья, можно получить неплохую прибыль от сдачи лома баббита в переработку.
Сфера и область применения баббита. Где применяется баббит.
Внимание! Благодаря этим свойствам подшипники равномерно прилегают к валу и служат долго, имея небольшой износ.
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:
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.
Кальциевый сплав также имеет в своей основе свинец, его особенность — добавки кальция и натрия. Сплавы с кальцием используются для железнодорожных подшипников, которые сравнительно часто проверяют и меняют, так как кальциевая разновидность не обладает высокой износостойкостью.
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.
Достоинства и недостатки баббита
Рассматривая свойства баббита, коснемся его ключевых плюсов и минусов. К достоинствам сплава можно отнести его антифрикционные качества и отличную прирабатываемость к детали. Сплав существенно увеличивает срок эксплуатации подшипника и его износостойкость — во время работы в баббитовом слое образуются микроканальцы, по которым к детали попадает смазочное вещество.
Одним, но существенным недостатком баббитов считается их низкая по сравнению с другими сплавами прочность. Из-за этого такой слой ограничивается более крепким чугунным, стальным или бронзовым корпусом.
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:
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.
История появления баббита
Баббит чушка названа по имени изобретателя из Америки Исаака Баббита. Изготавливая ювелирные изделия, он проводил эксперименты, создавая разнообразные сплавы, которые позволяли мастеру снизить затраты на трудоемкие операции по обработке. В 1824 году им была открыта первая фабрика в США, где приступили к выпуску недорогого комбинированного сплава, заменяющего серебро. В состав сплава были включены медь, сурьма и олово.
Спустя 15 лет в 1839 году он изобрел популярный до сегодняшних дней антифрикционный материал баббит. Открытие было отмечено золотой медалью (1841 год) объединением механиков штата Массачусетс, а затем патент у изобретателя приобрел Конгресс США за 20 тыс. долларов. И.Баббит продолжил экспериментальные работы по исследованию различных материалов. Параллельно с этим, он был занят производством мыла.
В России к выпуску баббита в производственных масштабах приступили в 1847 году.
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:
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.
Плавление
Баббит плавится при определенной температуре, которая полностью зависит от выбранных химических компонентов и его марки. Состав предопределяет его конечное использование, а также влияет на его свойства, цену, а также где он сможет проявить себя достаточно эффективно.
Например, марка Б16 плавится при температуре от 240 до 340 градусов Цельсия. А вот самая популярная марка Б83 плавится также при низкой температуре около 240 градусов, но во время заливки в форму подшипника рекомендуется придерживаться температуры от 440 до 640 градусов.
Исходя из тех или иных компонентов, в составе баббита, определяется его температура плавления.
Внимание! Температура плавления напрямую связана не только с антифрикционными свойствами, но также необходима для тех, кто в будущем будет ставить подшипники во вкладыши разных изделий.
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:
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:
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.
Не стоит гнаться за очень низкой ценой. Сплав Б83 продается по цене примерно 1 300 000 р за 1 т. Лом баббита дешевле, чем первичный материал — 500-600 рублей за килограмм.
Баббит Б16 стоит дешевле — около 350 тысяч рублей за тонну. Предприятия, которые занимаются оптовыми поставками, могут установить свои цены, они ниже, чем розничные.
Что такое баббит
Баббит — это сплав трех металлов, который используется для изготовления подшипников. Обычно при его изготовлении используют свинец, сурьму, медь и олово, в разных пропорциях. Так как при изготовлении используются как твердые, так и мягкие металлы, он довольно износостоек и обладает антифрикционными свойствами.
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.
В оловянном сплаве обязательно должны присутствовать медь с сурьмой или никель с кадмием, которые придадут сплаву твердую опору.
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.
Производство баббитов разных марок
При производстве баббита используются слитки из вторичных, то есть переплавленных из металлического лома и первичных, то есть добытых из первородной руды металлов.
Каждая чушка (слиток) имеет определенную массу. При изготовлении крайне важен химический состав, на поверхности чушки не должно быть никаких видов загрязнений, так как это может повлиять на дальнейшее качество подшипника.
Как было указанно выше, различаются составы, как состоящие только из свинца, так из соединения свинца, кальция, олова с сурьмой. А также сплавы, в основе которых лежит олово в соединении с медью и сурьмой.
Также, помимо основных компонентов, в состав добавляют теллур, мышьяк, натрий, кадмий. Каждый из компонентов влияет на выбор области использования и его свойства.
По этому принципу различают определенные марки баббитов, все они должны соответствовать ГОСТам. Кальциевые производятся по ГОСТ 1209-90, свинцовые по ГОСТ 1320-74. В зависимости от добавленных химических компонентов различают следующие марки баббитов: для оловянных Б83С, Б83, Б88, для свинцовых БС6, БН, Б16.
Плавление
Баббит плавится при определенной температуре, которая полностью зависит от выбранных химических компонентов и его марки. Состав предопределяет его конечное использование, а также влияет на его свойства, цену, а также где он сможет проявить себя достаточно эффективно.
Например, марка Б16 плавится при температуре от 240 до 340 градусов Цельсия. А вот самая популярная марка Б83 плавится также при низкой температуре около 240 градусов, но во время заливки в форму подшипника рекомендуется придерживаться температуры от 440 до 640 градусов.
Исходя из тех или иных компонентов, в составе баббита, определяется его температура плавления.
Как происходит заливка подшипников баббитом
Процедура заливки сплава в формы подшипников, состоит из нескольких этапов.
Сначала материалы подготавливают к заливке, если это старый баббит, то его плавят, обезжиривают, затем очищают вкладыш подшипника для его лужения (заливка во вкладыш тонкого слоя сплава). Как уже было сказано, поверхность не должна иметь никаких загрязнений, поэтому тот этап подготовки очень важен для изготовителя.
После подготовки, производят лужение, сплав нагревают до нужной для той или иной марки температуры и осуществляют заливку во вкладыши.
Заключительным этапом является очистка и подгонка подшипников.
Продажа баббита
Сейчас существует огромное количество точек продажи баббитов не только в обычных магазинах, но и в интернете. Но так как от качества сплава напрямую зависит качество будущего подшипника, то выбирать стоит только проверенных поставщиков, с многочисленными отзывами или покупать по рекомендации.
Не стоит выбирать сплав по низкой цене, так как за выдаваемой акцией или скидкой может скрываться низкое качество.
Заключение
Самой важной функцией баббита является его износостойкость, легкоплавкость и плотность, все это влияет на перегрев подшипников во время работы.
Также важно при покупке слитков обратить внимание на чистоту его поверхности, желательно чтобы на слитке стояла марка баббита.
Все эти уникальные свойства баббита позволяют ему до сих пор актуально существовать и применяться в механике.
Как заливают подшипники баббитом с помощью оборудования КО-2, узнаем в следующем видео