Баббит БН

Баббит БН — антифрикционный свинцовый сплав, легированный никелем, кадмием и мышьяком. Разработан как функциональный заменитель баббита Б16 с улучшенными эксплуатационными свойствами. Производится в соответствии с ГОСТ 1320-74. Применяется для заливки подшипников скольжения, работающих при средних нагрузках и умеренных скоростях в условиях спокойной и ударной нагрузки.

Химический состав баббита БН по ГОСТ 1320-74

Основой сплава является свинец (Pb), составляющий около 70–76 % массы. Буква «Н» в маркировке указывает на присутствие никеля как легирующей добавки. Помимо никеля, в состав входят олово, сурьма, медь, кадмий и мышьяк. Каждый компонент выполняет определённую металлургическую функцию.

Роль легирующих компонентов в сплаве

Сурьма (Sb) — основной упрочнитель сплава. Она формирует твёрдые интерметаллидные кристаллы (фаза SnSb), которые распределяются в мягкой свинцовой матрице и создают опорную структуру для подшипника скольжения. Олово (Sn) участвует в образовании тех же кристаллов и повышает коррозионную стойкость.

Медь (Cu) препятствует ликвации — неравномерному распределению компонентов по объёму расплава при затвердевании. Без меди тяжёлые кристаллы оседали бы на дно, а лёгкие всплывали, что привело бы к неоднородной структуре подшипника.

Никель (Ni) повышает ударную вязкость и износостойкость, улучшает сопротивление окислению при эксплуатации. Кадмий (Cd) дополнительно упрочняет свинцовую основу и повышает коррозионную стойкость сплава. Мышьяк (As) улучшает жидкотекучесть расплава и способствует повышению теплопрочности.

Физико-механические свойства баббита БН

Механические и физические характеристики баббита БН определяются ГОСТ 1320-74 и справочными данными.

Предельные режимы эксплуатации подшипников из баббита БН

Рабочие параметры подшипников, залитых баббитом БН, определяются условиями нагрузки и скорости вращения вала.

Интервал между началом плавления (240 °С) и температурой заливки (480–500 °С) составляет около 80–100 °С выше ликвидуса. Этот перегрев необходим для обеспечения нормальной жидкотекучести расплава и качественного заполнения зазора между вкладышем и корпусом подшипника. Узкий интервал кристаллизации (240–400 °С) обуславливает особенности заливки: сплав быстро затвердевает, поэтому БН оптимален для подшипников небольших размеров и простой конфигурации поверхности заливки.

Структура баббита БН

Баббит БН имеет гетерогенную структуру, типичную для антифрикционных сплавов: в мягкой свинцовой матрице распределены твёрдые кристаллы интерметаллических соединений на основе сурьмы и олова (преимущественно фаза SnSb и кристаллы Cu₃Sn). По мере приработки подшипника мягкая основа несколько изнашивается, формируя микрорельеф с углублениями, удерживающими смазку. Твёрдые кристаллы выступают над поверхностью и создают фактическую поверхность скольжения, воспринимая нагрузку от шейки вала.

Такое сочетание мягкой основы и твёрдых включений обеспечивает баббиту ключевые антифрикционные качества: способность к прирабатываемости, поглощение абразивных частиц, удержание смазочного масла в микрокарманах.

Область применения баббита БН

Баббит БН предназначен для подшипников скольжения, работающих при средних скоростях и средних нагрузках с характеристикой нагрузки — спокойная ударная. Основные области применения сплава согласно нормативной документации:

Баббит БН является рекомендуемым заменителем баббита Б16 с аналогичными литейно-технологическими свойствами. По сравнению с высокооловянистыми баббитами (Б88, Б83) сплав БН экономичнее за счёт свинцовой основы, хотя уступает им по коррозионной стойкости и допустимой скорости скольжения.

Сравнение баббита БН с родственными марками

Для корректного выбора антифрикционного сплава полезно сравнить баббит БН с другими марками по ГОСТ 1320-74.

Формы поставки баббита БН

Баббит БН поставляется в нескольких стандартных формах, выбор которых зависит от технологии заливки подшипников на конкретном производстве.

Чушка

Основная форма поставки баббита БН — чушка (слиток) трапециевидной формы массой не более 22 кг. Чушки формуют в пакеты на деревянных поддонах размером 500×1200 мм или 800×1200 мм. Пакеты обвязывают стальной лентой. Масса брутто пакета — не более 1350 кг. Поверхность чушек должна быть чистой, без шлаковых загрязнений; в изломе баббит должен быть однородным, без окислов и инородных включений.

Проволока

Баббитовая проволока применяется для газопламенного или электродугового напыления антифрикционного покрытия на поверхность подшипниковых вкладышей. Такой способ нанесения позволяет получить тонкий равномерный слой баббита.

Пруток

Баббит в виде прутков используется для центробежной заливки и ручной наплавки подшипников. Такая форма удобна при ремонте единичных узлов в условиях, когда расплавление чушки нецелесообразно.

Порошок

Порошковый баббит БН применяется в технологиях плазменного и газотермического напыления, а также для приготовления антифрикционных паст и суспензий, используемых при ремонте подшипников.

Технология заливки подшипников баббитом БН

Перед заливкой внутреннюю поверхность вкладыша подшипника тщательно обезжиривают, очищают от окислов и подвергают лужению — нанесению тонкого слоя олова или свинцово-оловянного припоя для обеспечения адгезии баббита к стальному или бронзовому корпусу. Без лужения баббит не образует металлургической связи с вкладышем и при эксплуатации отслаивается.

Расплавленный баббит заливают при температуре 480–500 °С. Превышение температуры приводит к окислению сплава и образованию газовых пор; недостаточный нагрев — к неполному заполнению зазора. Рекомендуемая толщина залитого слоя — 2,0–3,0 мм. Уменьшение толщины слоя (при условии достаточной адгезии к вкладышу) повышает срок службы подшипника, поскольку тонкий слой лучше отводит тепло через стальной корпус.

При ремонте старый баббит выплавляют, вкладыш очищают, повторно лудят и заливают новый слой. Основные методы заливки: статическая (гравитационная), центробежная и под давлением. Выбор метода определяется размерами и конфигурацией подшипника.

Требования безопасности при работе с баббитом

Согласно ГОСТ 1320-74, работа с баббитами сопровождается выделением токсичных веществ — паров свинца и сурьмы. Свинец относится к I классу опасности (ГОСТ 12.1.007), сурьма — к II классу. ПДК свинца в воздухе рабочей зоны — 0,01/0,005 мг/м³, сурьмы — 0,5/0,2 мг/м³ (ГОСТ 12.1.005).

При плавке и заливке баббита обязательны: вытяжная вентиляция, респираторы, защитная спецодежда, рукавицы и защитные щитки. Хранение чушек баббита допускается в закрытых складских помещениях.

Нормативные документы на баббит БН

Основной стандарт — ГОСТ 1320-74 (ИСО 4383-91) «Баббиты оловянные и свинцовые. Технические условия», с изменениями № 1–7. Стандарт устанавливает химический состав, требования к качеству поверхности и излома чушек, правила приёмки, методы контроля, маркировку, упаковку и транспортирование. Определение химического состава проводится по ГОСТ 21877.0–ГОСТ 21877.11.