Иногда причину поломки установить не так просто, как кажется. Даже при самом бережном использовании можно столкнуться с проблемой, когда механизм или важный узел выходит из строя. В 90% случаев это связано с тем, что происходит износ деталей. На это может оказать влияние, как неправильная эксплуатация, так и высокие нагрузки. Продлить срок службы некоторых видов деталей можно. Для этого нужно знать, что такое семейство сплавов под названием баббиты. Также нужно ознакомиться с их свойствами и установить, в каких сферах они применяются.
Содержание:
- Баббиты: что это такое
- История появления
- Основные свойства баббитов
- Разновидности сплавов
- Производственный процесс
Баббиты: что это такое
Работа современных механизмов с подвижными частями, к которым относятся валы и оси, основана на наличии подшипников. Без них не получится запустить узел или компонент в целом. Этот элемент помогает фиксировать и поддерживать конструкцию в пространстве. В основе рабочего процесса лежат такие физические процессы, как вращение и качание.
Так как подшипник постоянно находится в движении, он испытывает повышенные нагрузки. Наблюдается процесс трения, который проходит на высоких скоростях. По этой причине очень важно, чтобы металл смог выдержать и не разрушиться. Продлить эксплуатационный период позволяют специально созданные сплавы. К таковым и относятся баббиты.
Баббит представляет собой литейный сплав. Основным его компонентом является свинец. Входят в состав и легирующие добавки. Они могут содержаться в сплаве в разных пропорциях. В качестве дополнительных компонентов могут быть использованы:
- Олово.
- Сурьма.
- Медь.
Получившийся на основе этих компонентов металлический сплав, используется в разных отраслях. Главное направление – машиностроение и автомобильная промышленность. Использовать сплав можно и в других областях, где применяются механизмы, для работы которых требуется наличие подшипников.
История появления
Сплав баббит был изобретен в 1839 году. Его появлению способствовал ювелир Исаак Баббит. Мастер получил его во время работы на Южно-Бостонскую железоделательную компанию. Первая отрасль применения – конструкции паровых машин.
Металлический сплав сочетает в себе износостойкость и устойчивость к трению. Именно эти свойства и определили сферу применения состава. Его используют в подшипниках и вкладышах, которые являются важными компонентами механизмов, двигателей и машин. Классический состав баббита: 80-90% олова, 7-10% сурьмы и 1-3% меди. Количество компонентов можно менять, руководствуясь химическими и физическими свойствами, которые нужно усилить в сплаве.
Основные свойства баббитов
Основные компоненты, входящие в состав сплава, придают баббиту его уникальные свойства:
- Низкое трение.
- Адгезия.
- Устойчивость к износу.
- Амортизация ударных нагрузок.
- Термическая стабильность.
Перечисленные свойства сохраняются в сплаве даже под воздействием высоких температур. Баббит применяется для создания генераторов, компрессоров и насосов, так как в них трение и износ являются важными факторами работы.
Активно применяется сплав и в производстве подшипников скольжения. Здесь важна высокая износостойкость и низкое трение, которыми и обладает баббит. Снижение использования сплава связано с тем, что появляются новые технологии и инновационные разработки. Баббит также совершенствуется и дорабатывается, благодаря чему появляются новые свойства состава:
- Низкая температура плавления способствует притиранию и сопротивлению заеданию.
- Толщина небольшая, что повышает срок эксплуатации подшипников и других элементов, для производства которых использовался баббит. Средние показатели составляют 0,15-0,2 мм.
Нужно учитывать, что прочность сплава невысокая. Наносить сплав можно двумя способами наплавкой и напылением. Вкладыш в этом случае может быть изготовлен из стали, чугуна или бронзы. Антифрикционные сплавы относятся к материалам с высокой стоимостью, поэтому баббит является самым доступным по цене.
Разновидности сплавов
Разновидности семейства сплавов определяются по преобладающему металлу. Химический состав и технические требования каждого вида баббита прописаны в ГОСТ. Стандартными в промышленности и на производстве принято считать следующие виды баббитов:
- Свинцовый.
- Оловянный.
- Кальциевый.
В их состав входят добавки, которые определяют химические и физические свойства:
- Сурьма. Преобладание в составе повышает прочность сплава.
- Никель. Увеличивает стойкость к процессам истирания.
- Кадмий. Делает сплав устойчивым к процессам коррозии.
- Медь. Способствует повышению таких показателей, как твердость и ударную вязкость.
Свинцовые баббиты представляют собой сплав свинца, сурьмы и легирующих элементов. В результате мягкий свинец и твердая сурьма способствуют тому, что появляется устойчивость к высоким температурам. Сфера применения – изготовление подшипников для дизельных двигателей, прокатных станов металлообрабатывающей промышленности. Основные марки свинцового баббита - В16, БН, БС6.
Оловянные баббиты обладают такими характеристиками, как устойчивость к коррозии и износу, имеет минимальный коэффициент трения. Также в этом сплаве присутствует улучшенная теплопроводность. В результате подшипники на основе оловянных антифрикционных материалов используют в самых сложных узлах, где отмечается интенсивная нагрузка. Марки оловянного баббита: Б83, Б83С, Б88.
Кальциевые сплавы содержат в своей основе свинец. Кальций используется здесь в качестве основной добавки. Марки сплава этого вида: БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц. Это семейство обладает такими свойствами, как сохранение эксплуатационных качеств при одновременном снижении производственных затрат. Также в составе кальциевых баббитов могут присутствовать такие химические элементы, как натрий, магний, цинк, олово или алюминий. Пропорции их различаются и зависят от того, какие свойства нужно добавить или убрать из состава. Рекомендуется учитывать, что наличие кальция приводит к тому, что при контакте с воздухом происходит окисление поверхности. В результате эксплуатационный ресурс изделия снижается. Подшипники с таким составом используются, например, для подвижного железнодорожного состава.
Производственный процесс
Для получения сплава нужно пройти несколько этапов:
- Подготовка основного компонента. Его переплавляют в печи до получения расплавленного металла.
- Смешивание компонентов. Производится в различных пропорциях и определяет основной вид и свойства состава.
- Очистка расплава. Требуется убрать все примеси, так как они могут негативно повлиять на свойства баббита.
- Отливка. Состав заливается в формы, которые соответствуют тому изделию, которое требуется получить.
Затем проводится обработка и отделка. Этап включает в себя такие работы, как фрезерование, шлифовка и полировка. Контроль качества включает проведение испытаний, которые позволят установить соответствие требованиям. Производство баббита требует тщательного соблюдения технологических процессов, чтобы можно было гарантировать надежность и долговечность изделий, так как они будут использоваться в сложных механизмах и определять показатели их работоспособности и долговечности.