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.
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.
- 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.
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.
Свойства и критерии
Виды, свойства и применение гипсовой шпаклевки
Структурное строение баббита представлено в виде сплава, который содержит свинец. Основным различием между баббит чушками и продукцией, структура которых содержит олово, является применение их при повышении температурного режима. Сплав, помимо свинца, содержит такие элементы, как медь, сурьма и олово. При нагреве до 100 градусов металл приобретает пластичность. Процесс плавки осуществляется в интервале 320°C-440°C. Приемлемой температурой эксплуатации принято считать показатель до 110 градусов.
С целью приобретения требуемых качеств в состав добавляются легирующие элементы:
- мышьяк – способствует повышению твердости, прочности;
- никель – обеспечивает возрастание износостойкости, твердости, прочности и растяжения;
- теллур – увеличивает показатели пластичности;
- кадмий – увеличивает антикоррозионную стойкость;
- магний — применяется в качестве модификатора;
- натрий – используется для увеличения прочности сплава, в состав которого входит мягкий свинец, благодаря созданию твердого раствора натрия в свинце;
- кальций – дополняется в виде заменителя олова.
Для сплава Б16 характерно наличие более слабых антифрикционных свойств, а сплав Б83 представляет категорию изделий высокого качества. Продукцию с недостаточно высокими антифрикционными свойствами (сплав Б16) не следует использовать при вибрациях механического характера, так как это может разрушить сплав и привести к образованию в изделии дефектов. Масса чушки, которую можно купить, составляет не более 22 кг.
Отличительной особенностью баббитов всех видов является низкий индекс усталостного сопротивления, что может снизить показатели опциональности подшипников. По этой причине материал используют на вкладышах, конструкцией которых предусматривается их установка в корпусе из черного металла (чугуна) или бронзы. Вкладыши с тонкими стенками устанавливают в ДВС, применяя штамповку из биметалла при заливке беспрерывным методом. Величина срока эксплуатации подшипников определяется с учетом размера слоя баббита, заливаемого на основу из металла. Наблюдается особенность: период эксплуатации вкладыша возрастает при уменьшении слоя 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.
Как продать с максимальной выгодой
Стоимость, по которой можно сдать лом баббита полностью зависит от химического состава и концентрации сплава.
Перекупщики и небольшие базы, не имеющие лицензии и спецоборудования, не смогут точно определить количество олова или свинца в изделии.
Лицензированные компании по скупке и переработке металла – наиболее оптимальный вариант для выгодной продажи баббитов.
Спектральный анализ, сделанный с помощью профессиональных приборов, покажет точное содержание того или иного металла.
Для вывоза большого объема неликвидов (обычно от 200 кг) предоставляются услуги по транспортировке. Выезд грузового автотранспорта можно заказать по телефону, обговорив время и детали сделки.
Найти металлобазу с выгодными условиями непросто. Прочитав отзывы о той или иной компании в интернете, можно ошибиться в выборе пункта приема. Зачастую эти отзывы проплачены контент-мастером и написаны за денежное вознаграждение фрилансерами.
Найти скупщиков цветного металлолома с выгодными условиями и расценками также можно на специализированных форумах или в соцсетях, где участники дискуссии подскажут наиболее выгодный вариант в вашем регионе.
Самый же простой и быстрый вариант найти наиболее выгодные условия на прием лома баббита — устроить мини-тендер (если объем значительный) или самостоятельно собрать информацию по 5-10 приемным пунктам. То есть либо разослать свое предложение, либо обзвонить компании и выписать цены и условия приема.
Для юридических лиц также важно правильно оформить списание отходов производства. Необходимую для этого процедуру можно заказать специалистам компании, обладающей правами юридического сопровождения при приеме утильсырья.
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.
Форма поставки оловянных баббитов:
- Баббиты должны быть изготовлены из первичных и вторичных металлов в виде чушек массой не более 22 кг.
- Форма чушек баббита Б83, Б83С, Б88 должна соответствовать указанной на чертеже. Размеры на чертеже указаны для изготовления изложниц. Допускаемые отклонения по размерам изложниц должны соответствовать 10-му классу точности по ГОСТ 26645. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление чушек баббитов других форм.
- Поверхность чушек баббита должна быть чистой, без шлаковых загрязнений. Допускаются цвета побежалости.
- В изломе чушек баббит должен быть однородным, без окислов, шлака и других инородных включений.
Условия применения оловянных баббитов:
| Марка | Характеристика нагрузки | Удельное давление, p, кгс/см2 | Окружная скорость V, м/с | Напряженность работы P*V, (кгс/м)/(см2*с) | Рабочая температура, град. C |
| Б88 | Спокойная ударная | 200, 150 | 50 | 750 | 75 |
| Б83 | Спокойная ударная | 150, 100 | 50 | 750, 500 | 70 |
| Б83С | Спокойная ударная | 150, 500 | 50 | 750, 500 | 70 |
Физико-механические свойства оловянных баббитов:
| Марка | Плотность, г/см 3 | Твердость по Бриннелю НВ 5/62, 5/60, НВ 2, 5/15, 6/60 при 20 град. С | Предел текучести при сжатии, кгс/мм2 | Предел прочности при сжатии, кгс/мм2 | Температура начала расплавления, град. С | Тепература плавления, град. С | Температура заливки, град. С |
| Б88 | 7,35 | 27,0-30,0 | — | — | — | 320 | 380-420 |
| Б83 | 7,35 | 27,0-30,0 | 8,0-8,5 | 11,0-12,0 | 240 | 370 | 440-460 |
| Б83С | 7,4 | 27,0-30,0 | — | — | 230 | 400 | 440-460 |
Среди баббитов лучшими антифрикционными свойствами обладают оловянные. Они применяются для подшипников ответственного назначения, когда от антифрикционного материала требуются минимальный коэффициент трения, высокая износостойкость и вязкость. По сравнению с баббитами на основе свинца износ оловянных баббитов в два раза меньше. Все оловянные баббиты содержат в своем составе сурьму и медь, а баббит Б88 дополнительно легирован кадмием и никелем. Структура оловянных баббитов состоит из мягкой основы (раствора сурьмы в олове) и равномерно распределенных в ней твердых частиц химического соединения SnSb. Таким образом, сурьма упрочняет мягкую основу баббитов и создает включения высокой твердости. Добавка меди дополнительно увеличивает твердость оловянных баббитов (за счет образования твердых включений Cu 3 Sn и препятствует ликвации по плотности. Незначительные добавки кадмия и никеля не образуют новых составляющих в структуре баббита Б88, но уменьшают размеры кристаллитов химического соединения. Недостаток оловянных баббитов — высокое содержание дорогого и дефицитного олова.
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.
Сферы и области применения
Так как баббит обладает уникальными техническими характеристиками, он активно используется в промышленности. Сферы его применения ограничиваются всего несколькими областями, в которых он просто незаменим. Рассмотрим сферы и области применения баббита более подробно:
— производство подшипников. Из баббита формируется тонкий слой в основе подшипника. Если подшипник подвержен высоким температурам, используют оловянный баббит, если же в приоритете долговечность – свинцовый. Важно знать, что чем тоньше слой данного сплава, тем больше будет срок эксплуатации подшипника.
— тяжелое машиностроение. Практически во всех машинах металлургии и горнодобывающей промышленности он используется в поршнях, подшипниках и других подвижных конструкциях. Кальциевый баббит повсеместно используется в легкозаменяемых деталях из-за его невысокой стоимости.
— автомобилестроение. Баббит является незаменимой составляющей дизельных двигателей автомобилей и сельскохозяйственной техники (используется свинцовый баббит из-за его относительной устойчивости к высоким температурам). Также он используется в движимых составах пассажирских и грузовых вагонов.
Баббит – это материал с уникальными свойствами. На протяжении своей полуторавековой истории он и по сей день не утратил актуальности и важности в механике. Данный материал имеет как достоинства, так и недостатки, однако правильное его использование обеспечит долгую и стабильную работу механической конструкции.
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.
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.
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.) |
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.
