Сплав Б16

Баббит Б16 — свинцовый антифрикционный сплав на основе системы Pb–Sn–Sb–Cu, применяемый для заливки вкладышей подшипников скольжения в условиях спокойной нагрузки. Производится в соответствии с ГОСТ 1320-74.

Химический состав баббита Б16 по ГОСТ 1320-74

Основа сплава — свинец (63,34–68,5 %). Олово и сурьма вводятся в равных долях по 15–17 % каждый, медь — 1,5–2 %.

Элемент	Содержание, %
Свинец (Pb)	63,34–68,5 (основа)
Олово (Sn)	15–17
Сурьма (Sb)	15–17
Медь (Cu)	1,5–2

Допустимые примеси по ГОСТ 1320-74:

Примесь	Допустимое содержание, %, не более
Цинк (Zn)	0,15
Мышьяк (As)	0,3
Железо (Fe)	0,1
Висмут (Bi)	0,1
Алюминий (Al)	0,01

Роль легирующих элементов

Олово формирует мягкую пластичную матрицу сплава совместно со свинцом, обеспечивает хорошую прирабатываемость к поверхности вала и коррозионную стойкость. Сурьма с оловом образует кубические кристаллы интерметаллида SnSb — основу твёрдой фазы, которая несёт нагрузку при работе подшипника. Медь образует игольчатые кристаллы Cu₂Sb, препятствующие ликвации сплава при затвердевании и дополнительно упрочняющие структуру. Без меди более плотные кристаллы SnSb оседали бы на дно изложницы при литье, и структура получалась бы неоднородной. Мышьяк в допустимых количествах незначительно повышает твёрдость и улучшает текучесть при заливке.

Структура и антифрикционный механизм баббита Б16

Структура баббита Б16 гетерогенна: твёрдые кристаллы SnSb и Cu₂Sb равномерно распределены в относительно мягкой свинцово-оловянной матрице. При работе подшипника мягкая основа истирается быстрее, образуя между выступающими твёрдыми кристаллами микроуглубления. Эти углубления удерживают смазку и создают масляную плёнку, снижающую трение. Твёрдые кристаллы при этом образуют фактическую опорную поверхность для шейки вала.

Следствие повышенного содержания сурьмы — баббит Б16 при комнатной температуре заметно хрупок. Ударные и знакопеременные нагрузки недопустимы: в подшипнике при ударах сплав трескается и выкрашивается. Область применения ограничена спокойной, без ударов, нагрузкой.

Физические и механические свойства баббита Б16

Свойство	Значение
Плотность	9 290 кг/м³ (9,29 г/см³)
Температура начала плавления (солидус)	240 °С
Температура полного расплавления (ликвидус)	410 °С
Предел кратковременной прочности σB	147 МПа
Предел текучести σT	86 МПа
Твёрдость по Бринеллю	HB 30

Предельные режимы работы подшипника

Данные по ГОСТ 1320-74 для условий спокойной нагрузки:

Параметр	Допустимое значение
Удельная нагрузка	до 10 МПа
Скорость скольжения	до 30 м/с
Максимальная рабочая температура	70 °С
Температура заливки	480–500 °С

Превышение рабочей температуры 70 °С недопустимо: выше этого значения матрица сплава начинает разупрочняться, что ведёт к ускоренному износу и выдавливанию баббита из вкладыша. При заливке температура расплава должна превышать температуру ликвидуса на 70–90 °С, чтобы обеспечить полноту заполнения зазора и однородность структуры после кристаллизации.

Применение баббита Б16

Баббит Б16 применяется для заливки вкладышей подшипников скольжения, работающих при спокойной нагрузке без ударов. Основные области применения:

• моторно-осевые подшипники тяговых двигателей электровозов и тепловозов;
• подшипники путевых и дорожно-строительных машин;
• тяжелонагружённые узлы прокатных станов;
• оборудование тяжёлого машиностроения с преимущественно статической нагрузкой.

По сравнению с оловянными баббитами (например, марки на оловянной основе) Б16 содержит значительно больше свинца, что делает его дешевле, но снижает антифрикционные характеристики и пластичность. Для узлов с ударными нагрузками или скоростями выше 30 м/с рекомендуется рассматривать другие марки — например, баббит БН, дополнительно легированный никелем и кадмием.

Форма поставки

Согласно ГОСТ 1320-74, баббит Б16 поставляется в чушках. На каждой чушке наносится марка сплава, номер плавки и знак изготовителя. Поверхность чушек должна быть чистой, без шлаковых загрязнений; излом однородным — без окислов, шлака и инородных включений.

Транспортировка — в универсальных контейнерах или в сформированных транспортных пакетах на деревянных поддонах, обвязанных стальной лентой по ГОСТ 3560.

Токсичность и требования охраны труда

Баббит Б16 содержит значительные количества свинца и сурьмы — веществ I и II класса опасности соответственно (ГОСТ 12.1.007). При плавлении, заливке и механической обработке возможно выделение аэрозолей и паров этих металлов.

Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005:

Вещество	ПДК (максимальная / среднесменная), мг/м³	Класс опасности
Свинец и его неорганические соединения	0,01 / 0,005	I
Сурьма и её неорганические соединения	0,5 / 0,2	II

Свинец поражает нервную систему, кроветворные органы и сосуды при хроническом воздействии. Сурьма раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта. При всех операциях с расплавом или пылью баббита Б16 обязательны: принудительная вентиляция рабочей зоны, респиратор (не менее класса FFP2), защитный щиток для лица, спецодежда и рукавицы из плотных материалов.