Баббит из металла — что это такое и где применяется? Характеристики

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.

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.

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.

Область применения

В зависимости от своих индивидуальных свойств каждая разновидность баббита применяется строго в определённых механизмах и машинах. Все они применяются для заливки боковых стенок вала крепления подшипника. Это помогает значительно снизить коэффициент трения, препятствующий нормальному вращению подшипника. Обладая относительно невысокой температурой плавления, удаётся получить хороший эффект при постепенном притирании вращающихся деталей. Он позволяет значительно снизить износ новых элементов подшипников и повысить их срок службы. Кроме этого при вращении подшипника, в баббите образовываются микроканалы. Через них улучшается смазка всех вращающихся деталей.

Каждая марка баббита имеет особую область применения. Например, оловянные баббиты используют тогда, когда обязательно необходима повышенная износостойкость при высоких скоростях вращения. Особенно востребованы подобные марки, когда требуется обеспечить хорошую вязкость, допустимые температурные показатели и низкий коэффициент трения.

Например, рассмотренный выше баббит марки Б83 применяется в подшипниках, работающих на очень высоких скоростях и повышенных динамических нагрузках. Это могут быть высокооборотистые дизельные двигатели, нижние половины так называемых крейкопфных подшипников низкооборотистых дизелей. Кроме этого их применяют в мотылёвых и рамовых подшипниках, а также в подшипниках, которые служат опорой гребных валов на судах.

Свинцовые баббиты лучше всех переносят сильный нагрев. Их применяют в дизельных двигателях автомобилей, тракторов, экскаваторов. Баббиты марки Б16 применяют в подшипниках, размещённых в двигателях электровозов. Их устанавливают на различные путевые машины и в оборудовании, применяемом в тяжёлом машиностроении.

Баббит марки Б16

Кальциевые баббиты применяют на железнодорожном транспорте, для оснащения подвижного состава, как тепловозов, так и грузовых и пассажирских вагонов.

Основные характеристики и состав

Оценка свойств перечисленных марок производится на основе следующих характеристик:

1. Полный состав химических элементов сплава.
2. Физические характеристики сплава.
3. Литейно — технологические характеристики.
4. Механические свойства.
5. Предельно допустимые режимы работы.
6. Область применения сплава.

По химическому составу они отличаются тем, какой металл был выбран за основу. Так например, оловянный баббит Б83 включает до 85% олова (Sn), до 12% сурьмы (Sb), около 6% меди (Cu). Свинцовый баббит Б16 имеет в своём составе 87% свинца (Pb) и почти 13% сурьмы. Основным металлом в кальциевых баббитах используется свинец: до 96% с добавлением кальция (Ca), около 1%.

Среди физических характеристик наибольший интерес представляют: удельный вес, плотность, сопротивление электрическому току. У всех полученных сплавов эти показатели очень близкие.

Баббит марки Б83

Из литейно-технологических характеристик важную роль играют: температура плавления и температура, при которой необходимо производить заливку сплава в подшипник. Она зависит от дополнительных химических присадок. Например, температура плавления оловянного баббита марки Б83 составляет 370°С, а температура при заливке должна составлять 440°С. Для сплава марки Б16 (свинцовые баббиты) температура плавления составляет 410°С, температура при заливке должна превышать 480°С. Эти примеры наглядно показывают, что при заливке подобных сплавов в подшипник, температура расплава должна быть всегда выше температуры плавления.

Сегодня в промышленных масштабах баббиты производятся либо из руды соответствующих металлов, либо из вторичного сырья, поступающего на переработку. Исходя из технологической целесообразности, баббиты выпускаются в виде слитков. Вес каждого слитка составляет 22 кг. Для борьбы с незаконным производством и организации системы учёта на каждом слитке делают оттиск в виде товарного знака производителя. На нём указывают порядковый номер произведенной плавки по заводскому учёту. Затем эти слитки используют для заливки в подшипники.

Слитки баббита

К механическим свойствам относят: допустимые размеры изделий, предел прочности заливки при кратковременной нагрузке, относительное удлинение, ударную вязкость и твёрдость.

Область применения определённого вида баббита определяется следующими характеристиками: вид нагрузки, удельное давление, круговая скорость, напряжённость работы и предельная рабочая температура.

Почему баббит – редкий вид металла

Баббиты по своему составу можно подразделить:

• на свинцовые;
• на кальциевые;
• на оловянные.

Баббиты из свинца имеют в своей основе сплавы свинца с сурьмой. Такое соединение называется эвтектикой. Областью применения свинцовых баббитов можно назвать антифрикционную обработку подшипников двигателей внутреннего сгорания и прокатных станков металлообрабатывающих предприятий. Его вполне можно применять в железнодорожном транспорте.

В кальциевых марках баббитов тоже применяется свинец, но сплавы этого типа отличаются наличием в составе определенного количества кальция. Более того, в состав добавляются такие элементы:

• алюминий;
• натрий;
• олово.

Добавление этих компонентов позволяет значительно удешевить производство баббитов без потери основных технических характеристик.

Высокой устойчивостью к коррозии и износостойкостью отличаются оловянные баббиты. В составе этих сплавов имеется олово, медь и сурьма, а в некоторые виды оловянных баббитов добавляется еще свинец или кадмий. Оловянные баббиты среди аналогичных сплавов являются самыми дорогими, поэтому сдать их на лом выгоднее всего.

Для создания украшений подобный металл не используется, так как он может быть аллергеном.

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

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.

Важно! Любая марка, дорогая или дешевая, должна не только строго соответствовать ГОСТу, но также иметь высокое качество химического состава. Самой важной функцией баббита является его износостойкость, легкоплавкость и плотность, все это влияет на перегрев подшипников во время работы

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

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

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.

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.

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

Свойства и применение баббита

Так как баббит является суммой нескольких металлов, в том числе олова и свинца, значит, свойства его будут совокупность свойств этих элементов:

• олово и свинец являются мягкими пластичными металлами и это идеальная основа для твердых вкраплений. Мягкая основа же сплава обусловливает плотное прилегание к детали к валу;
• основное достоинство сплава – антифрикционность, то есть устойчивость к трению;
• высокая степень теплопроводности – за это в сплаве отвечает олово, в итоге подшипник защищен от коррозии и перегревания;
• для наделения сплава определенными свойствами (прочность, противоударность, антикоррозийность), в сплав добавляются дополнительные «присадки»: медь, никель, сурьма, натрий, мышьяк, кадмий, теллур и др.
• Существуют сплавы с доминирующей ролью олова, свинца, цинка, алюминия и кальция.

Применение баббита напрямую зависит от марки сплава. БМ используется для изготовления шатунных подшипников. Такие подшипники используются в тракторах.

Баббит б-88 нашел свое применение в коренных подшипниках, которые подходят для деталей, эксплуатируемых при больших скоростях и весомой динамической нагрузкой. Примерами могут служить быстроходные и среднеоборотные дизели.

Баббит б-83 справляется со средними нагрузками, а вот сплав марки баббит б-16 широко внедрен в тяжелое машиностроение.

Антифрикционные сплавы являются не дешевым материалом, и в этой связи баббит самый доступный

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

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.)

Виды и марки баббита

Весь используемый баббит делится на виды и марки. Основными видами являются свинцовый, оловянный и кальциевый баббит. Названия соответствуют металлу, которого в сплаве преимущественное количество. Свинцовый баббит хоть и не эластичен, но хорошо переносит высокие температуры, от чего повсеместно используется в качестве составляющих двигателя. Оловянный баббит характеризуется большей устойчивостью к внешнему воздействию и коррозии, он также более пластичен. Однако это обуславливает и его сравнительно высокую стоимость. Кальциевый баббит является самым доступным видом из-за небольшой стоимости, но стоит учитывать, что он подвержен коррозии и окислению, поэтому быстро изнашивается.

Баббит также делится на марки для удобства в использовании в промышленной деятельности. Самыми распространенными являются Б16 (основа – свинец), Б83 (основа – олово) и СОС6 (кальциевый). Цифры указывают на процентную долю основного в сплаве металла.

Точка зрения общепринятого стандарта на лом баббита

Установленные документом ГОСТ 1639-2009, отходы соединения, попадают под категории вторичного олова и его сплавов:

1. Кусковой лом баббитов. Категория содержит исключительно оловянные марки сплава. Основные составляющие вторичного металла: дизельные и турбинные подшипники.
2. Кусковые отходы с высоким содержанием свинца. Стандартный лом подшипников дополняют использованные элементы типографского шрифта.
3. Стружка оловянно-свинцовых сплавов. Данная группа включает только отходы обработки оловянных баббитов.
4. Стружка смешанная. В ней представлены марки свинцовой вариации соединения.

Естественно, основную материальную ценность среди лома баббитов представляют его сорта с высоким содержанием олова. Стоимость за килограмм такого лома приближается к расценкам чистого металла.

В силу разнообразия марок сплава, а также невозможности визуально отличить различные виды баббита, нередко применяется спектральный анализ. Пункты приема цветного металлолома, оснащенные специальным аналитическим оборудованием, позволяют точно установить концентрацию олова, что может сказаться положительно на итоговой цене принимаемого лома баббита.