Бабіти

Бабіти — це легкоплавкі антифрикційні сплави на основі олова (олов'яні бабіти) та свинцю (свинцеві бабіти). Як легувальні додатки використовують Стибій, Купрум, Нікол, Кадмій, Арсен, Кальцій, Магній, Телур та деякі інші елементи.

Файл:Plainbearing.jpg

Корінний підшипник колінчатого валу двигуна з бабітом

Мікроструктура бабіту марки Б83: темна матриця — м'який твердий розчин на основі Sn; тверді вкраплення сполук SnSb (прямокутні) та Cu₃Sn (зірочки)

З бабітів виготовляють вкладні підшипників ковзання. Вони недостатньо міцні, тому зазвичай їх наносять тонким шаром на міцнішу основу (частіше сталеву). Тонкостінні вкладні автомобільних двигунів виготовляють штампуванням з біметалевої стрічки, отриманої безперервним розливанням. Підшипники великого діаметра заливають індивідуально стаціонарним або відцентровим способом, а також литтям під тиском.

Для забезпечення антифрикційних властивостей (малий коефіцієнт тертя в парі з шийкою сталевого вала, зносотривкість) структуру бабітів формують з дрібних вкраплень твердих фаз (хімічних сполук, проміжних фаз), які рівномірно розташовані в м'якій матриці твердого розчину на основі Стануму чи Плюмбуму (принцип Шарпі). У початковий період експлуатації відбувається припрацювання: м'яка основа інтенсивно зношується, а тверді частинки утримують проміжок між валом і вкладнем, у який примусово подається мастило.

Перший підшипниковий сплав цього типу був створений американським винахідником Ісааком Беббітом у 1839 році. На його честь і названа ця група підшипникових сплавів.

Маркування бабітів

За ГОСТ 1320 — 74 та ГОСТ 1209 — 78 марки бабітів позначають літерою Б. В олов'яних бабітах за літерою наведені цифри, що вказують середню кількість олова у відсотках (Б83, Б88). Наприклад, сплав марки Б83 містить: 10 —12 мас.% Sb; 5,5 —6,5 мас.% Cu); решта — Sn. Марки свинцевих бабітів також позначають літерою Б, після якої можуть стояти літера, яка позначає певний легувальний елемент (А — Алюміній, К — Кальцій, Н — Нікол, С — Стибій) та цифри, які вказують на його кількість.

Технічні характеристики

Бабіти мають низькі твердість (15-30 НВ), температуру плавлення (240—320 °С), високі антифрикційні властивості, добре припрацьовуються. Недоліками бабітів є висока вартість та мала контактна витривалість, особливо олов'яних бабітів. Олов'яні бабіти Б88, Б83, Б83С (ГОСТ 1320 — 74) використовують, коли вимагається підвищена в'язкість і мінімальний коефіцієнт тертя. Порівняно зі свинцевими вони мають більшу корозійну стійкість, зносостійкість і теплопровідність. Натомість свинцеві бабіти Б16, БН, БС6 (ГОСТ 1320 — 74), БКА, БК2, БК2Ш (ГОСТ 1209 — 78) мають вищу робочу температуру і застосовуються для підшипників потужних агрегатів: дизельних двигунів, прокатних станів.

Товщина шару бабіту впливає на втомну міцність: що тонший шар, то вищий опір втомному руйнуванню. Так, зменшення товщини шару з 0,75 до 0,075 мм підвищує термін експлуатації підшипника у 4,5 рази. У біметалевих вкладнях товщина шару бабіту змінюється від кількох міліметрів до 0,2 мм. Подальше зменшення товщини шару неможливе, оскільки збільшується ймовірність його швидкого стирання. Зменшення товщини шару бабіту вдалося досягти у триметалевих вкладнях, де між сталевою основою та антифрикційним шаром наносять проміжний пористий мідно-нікелевий прошарок. При заливанні рідкий бабіт затікає у пори прошарку, що забезпечує його добре зчеплення з основою. Це дозволяє зменшити товщину шару і тим самим покращити службові властивості вкладнів.

Застосування

Свинцеві бабіти застосовуються для підшипників електродвигунів, турбін, компресорів, насосів, генераторів, верстатів тощо. У підшипниках, котрі працюють при жорсткому температурному режимі й великих ударних навантаженнях, застосовують бабіти на олов'яній основі. Широко застосовують також безолов'яні свинцево-кальцієві бабіти.

Джерела

• Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
• Дяченко С.С. та ін. Матеріалознавство. — Харків: ХНАДУ, 2007.  —440 с.