Властивості бабіта. Складу, марки, виробництво і застосування баббитов

Присвячена ця стаття сплаву, створеного ювеліром, - мова йде про американця Ісаака Бэббите. Саме бабіт, що приніс винахіднику у 1841 р. премію в 20 тис. доларів від Конгресу Сполучених Штатів, став поворотним моментом у його кар'єрі - ювелір став спеціалізуватися на сплавах. Бабіт був вже в 1844 р. запатентований у Великобританії, а в 1847 році - в Російській імперії. Чим цінне дітище вченого з США в сучасності, де воно використовується, скільки коштує і які має особливості, ви обов'язково дізнаєтеся далі.

Бабіт - що це таке

На честь І. Бэббита був названий сплав з трьох металів, який найбільше цінний у виробництві підшипників - розплавом бабіта заливаються стінки внутрішнього сталевого вала деталі, за яким при обертанні і відбувається тертя. Винахід американського вченого дозволяє помітно зменшити знос підшипника. У баббитовом складі представлені в різних пропорціях олово, сурма, свинець і мідь. Так як метал бабіт складається з м'яких, так і твердих елементів, він виділяється антифрикційними властивостями, зносостійкістю. Виготовлені з нього підшипники щільно прилягають до валів, довго експлуатуються. Тривалість справної роботи підшипників з бабіта безпосередньо залежить від товщини залитого на сталевий вкладиш шару цього сплаву. Чим він тонше, тим довше можна експлуатувати деталь.

Властивості бабіта

Перерахуємо основні чудові властивості сплаву:

антифрикційний матеріал - що протистоїть фрикциям (зворотно-поступальним рухам виду "туди-сюди");

стійкість до корозії;

низька твердість (НВ 13-32);

зносостійкість;

висока теплопровідність;

незавишенная температура плавлення - 240-340 градусів за Цельсієм;

підвищена размягчаемость сплаву при 100 градусах за Цельсієм (НВ 9-24);

збільшена ударна в'язкість.

Достоїнства і недоліки бабіта

Розглядаючи властивості бабіта, торкнемося його ключових плюсів і мінусів. До переваг можна сплаву віднести його антифрикційні якості і відмінну прирабативаемость до деталі. Сплав істотно збільшує термін експлуатації підшипника і його зносостійкість - під час роботи в баббитовом шарі утворюються микроканальци, за яким до деталі потрапляє мастильна речовина.


Одним, але істотним недоліком баббитов вважається їх низька порівняно з іншими сплавами міцність. З-за цього такий шар обмежується більш міцним чавунним, сталевим або бронзовим корпусом.

Різновиди і марки сплаву

Різновиди-марки баббитов представлені трьома типами - в залежності від металу-основи:

Кальцієвий . Хоч його основою є свинець, сплав отримав свою назву по одному з складових - в складі також є кальцій і натрій. Ці елементи відрізняють даний бабіт самою недорогою ціною, надають йому підвищену теплопровідність і щільність. Але при цьому такий сплав швидше окислюється, що не додає йому зносостійкості. Тому кальцієвий бабіт у більшості випадків використовують у вкладишах рам вагонів, як вантажних, так і пасажирських - там їх найчастіше перевіряють і при необхідності швидко замінюють.

Олов'яний . Основою даного бабіта служить олово, яке відрізняється високим коефіцієнтом тертя, великий зносостійкістю і пластичністю, підвищеною корозійною стійкістю. Цей сплав приблизно в два рази міцніше своїх "побратимів". Тому дана марка бабіта незамінна для підшипників, на які припадає максимальне навантаження і покладається важлива роль. Область їх застосування - різні малооборотние двигуни. Крім олова, у цьому сплаві присутня або кадмій і нікель, або сурма і мідь. Недоліком олов'яного бабіта буде тільки його найвища серед даних сплавів ціна.

Свинцевий . М'якими складовими тут виступають свинець і сурма - 87 % і 13 % відповідно в даному сегменті. Твердий елемент сплаву - це кристалічна сурма (5 % від загального обсягу). Даний бабіт не виділяється еластичністю, тому і використовується для виробництва не найбільш навантажених підшипників. Однак при цьому він чудовий тим, що відмінно переносить високотемпературний нагрів елемента. Варто зазначити, що такі бабіти більше інших схильні до корозії. Їх стезя - дизельні мотори тракторів і автомобілів.

Марки свинцевого бабіта - Б16 (свинець - основний елемент), БС6 БН (свинець, олово, нікель, мідь, миш'як, кадмій, сурма). Вони, як і олов'яні, зроблені за ГОСТ 1320-74. Кальцієві сплави відповідають ГОСТ 1209-90; їх різновиди - це БК2 БКА, БК2Ц, БК2Ш. Марки олов'яного бабіта - Б83 Б83С (невелике додавання свинцю), Б88. Різновид Б83 приміром, - це 80 % олов'яної складової, 12 % сурми, 6 % міді і, в середньому, по 01 % вісмуту, свинцю, заліза, миш'яку, алюмінію. А Б6 - це 88 % свинцю, 03 % міді, 01 % заліза, невелика частка цинку та миш'яку.

Виробництво сплаву

Властивості бабіта безпосередньо залежать від його складових. Для його виробництва необхідна тільки здобич його елементів (або переробка вторсировини), адже він сам - цілком рукотворний сплав. Готова форма бабіта - це зливки, чушки вагою не більше 22 кг Для їх отлития матеріал ретельно готують - очищають, знежирюють. При плавці з поверхні маси знімають спрудину - тугоплавку пінку.
Виробництво бабіта закінчується відливанням злитків. На кожному з них відбивається товарний знак підприємства, марка і порядковий номер плавки. Працівники заводу, що спеціалізується на відливання підшипників, розплавляють готові чушки-брикети бабіта і заливають розплав під вкладиш підшипника.

Плавлення бабіта

Для отримання подібних сплавів використовуються як первинні метали - первородне руда, так і вторинні - переплавка металобрухту. Крім основних компонентів, перелічених у попередніх пунктах, в бабіти додається кадмій, миш'як, натрій, телур. Бабіти Б16 БН, Б88 та інші відливаються в злитки (чушки), що відрізняються строго певною масою. Важливо також, щоб на поверхні злитка не спостерігалися найменші забруднення - навіть такий фактор може негативно позначитися на якості підшипника. Марка бабіта теж впливає на температуру плавлення сплаву. Так, найпопулярніший бабіт Б83 плавиться при температурі +240 градусів за Цельсієм, а олов'яний Б83 - при показниках +340-440 градусів за тією ж шкалою.

Специфіка застосування бабіта

Для кожного різновиду деталей необхідна своя марка сплаву-бабіта:

Шатунні підшипники (стик поршня і колінчастого валу) - марка БМ. Використовуються для тракторів. Потребують заміни на нові через кожну тисячу кілометрів пробігу.

Корінні підшипники - застосування бабіта Б88 створеного спеціально для високих швидкостей, великих динамічних навантажень. Тому дану марку успішно застосовують для средньооборотних і швидкохідних дизельних двигунів.

Підшипники для суднових трубопроводів, компресорів - різновид БН, ідеальна для середніх навантажень і швидкостей.

Важке машинобудування - відмінно підійдуть властивості бабіта сорти Б16.

Вартість бабіта

Розглянемо вартість даного сплаву на території РФ. Ціна безпосередньо залежить від властивостей бабіта, від його марки. Так, середня ціна свинцевого бабіта Б16 - близько 350 тис. рублів/тонна. Вартість сплаву марки Б83 - близько 13 млн рублів/тонна. Якщо розглядати ринок вторсировини, то 1 кг бабітового металобрухту можна здати за максимальну ціну 500-600 руб./кг. В основному подібні сплави викуповують для їх подальшої утилізації, адже більше непотрібні підшипники можуть завдати непоправної шкоди екології, так як кадмій, свинець, сурма - це в прямому сенсі слова отрути для навколишнього нас природи. Баббитовие сплави - далеко не сучасний винахід. Однак вони і в наші дні все так само актуальні в механіці, а саме - у виробництві підшипників. Спостерігається це з-за того, що саме бабіти довговічні, зносостійкі, швидко й щільно притираються до деталі, що забезпечують безшумність при терті і, завдяки своїй низькій теплопровідності, виключають перегрів двигуна. Крім того, виробники пропонують десятки різних марок баббитов, кожна з яких відповідає певній різновиди як підшипника, так і цілого двигуна машини.