2. Легкоплавкие подшипниковые сплавы (баббиты)

Для легкоплавких подшипниковых сплавов применяют сплавы системы и а также цинковые баббиты на основе цинка (с добавками меди и алюминия) и алюминиевые баббиты на основе алюминия (с добавками меди, никеля, сурьмы).

Рис. 431. Диаграмма состояния

Система приведена в действительном виде (с учетом растворимости сурьмы в свинце и свинца в сурьме) на рис. 431. Свинец имеет твердость сурьма

Эвтектика состоит из твердость Очевидно, доэвтектические сплавы, т. е. имеющие структуру эвтектика свинец, слишком мягки и лучшими являются заэвтектические сплавы, содержащие

Рис. 432. Диаграмма состояния

Рис. 433. Микроструктура баббита

Мягкой основой является эвтектика, а твердыми включениями — кристаллы сурьмы, количество которых составляет около общего объема сплава.

Таблица 130. (см. скан) Химический состав баббитов и структура

В системе (рис. 432) олово имеет низкую твердость Оптимальной композицией будет сплав, состоящий из имеющий двухфазную структуру а где а-твердый раствор на базе олова (мягкая основа), -твердый раствор на базе интерметаллидного соединения SnSb (твердые включения).

Оловянносвинцовосурьмянистый подшипниковый сплав в качестве мягкой основы имеет твердый раствор на базе свинца, а твердыми включениями служат соединения Перечисленные сплавы содержат, как правило, добавку меди, которая, с одной стороны, уменьшает ликвацию по плотности, а с другой — образует соединение выполняющее роль твердых включений.

Типичная структура оловянносурьмяномедного баббита (состав см. в табл. 130) приведена на рис. 433. На темном фоне твердого раствора а видны кубические включения соединения и более мелкие включения соединения . В случае перегрева образуются более крупные включения, и качество баббита ухудшается.

Приведенные в табл. 130 составы баббитов можно разделить на три группы. К первой относятся оловянносурьмяные ко второй — свинцовооловянносурьмяные к третьей — свинцовые баббиты, не содержащие олова. Баббиты второй группы кроме олова, сурьмы и меди, содержат еще добавки других компонентов. Назначение этих присадок различное — мышьяк увеличивает жидкотекучесть (облегчается заливка вкладыша), никель повышает твердость, что уменьшает износ, аналогично влияет и кадмий. Роль теллура и мышьяка — образовывать мелкие твердые включения повышающие износоустойчивость баббита.

Оловянносурьмяные баббиты являются наилучшими. Оловянная основа вязкая и пластичная и менее склонна к усталостному разрушению. На втором месте стоит оловянносвинцовосурьмяный баббит (Б 16), в котором мягкая основа — свинец. Оловянносвинцовосурьмяные баббиты значительно дешевле оловянносвинцовых, а по качеству уступают им ненамного. Хуже свинцовосурьмяный баббит основой которого является недостаточно пластичная эвтектика.

(см. скан)

Баббит применяемый в железнодорожном транспорте, как и баббит является относительно дешевым сплавом, его структура: основа — свинец, твердые включения — химические соединения свинца с кальцием и натрием.

Дефицитность олова, а также свинца заставляет изыскивать и применять сплавы на другой, менее дефицитной основе (цинка, алюминия).

В качестве цинковых подшипниковых применяют сплавы марки Их состав приведен в табл. 131 (там же указаны структура и некоторые свойства).

Цинковые сплавы и уступают баббитам на оловянной основе по пластичности, коэффициенту трения и коэффициенту линейного расширения и примерно равноценны свинцовистым баббитам.

Имеется также серия алюминиевых сплавов, применяемых как подшипниковые. Это двухфазные высоколегированные сплавы, в которых твердый раствор на базе алюминия является мягкой основой, а химические соединения — твердыми включениями.

Таблица 131. (см. скан) Состав и некоторые свойства цинковых баббитов

Состав и некоторые свойства алюминиевых подшипниковых сплавов приведены в табл. 132.

Алюминиевые подшипниковые сплавы обладают высокими свойствами (низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью). Но по технологичности они уступают обычным баббитам. Их более высокая твердость является скорее недостатком, чем преимуществом сплава, так как требует обработки цапф и вкладыша повышенной чистоты, а шейка вала должна быть твердой. Наблюдение этих условий вызовет ускоренный износ. Высокий коэффициент линейного расширения алюминиевых баббитов требует более тщательной сборки с большими зазорами.

Алюминиевые баббиты применяют вместо оловянных и свинцовых баббитов, а также свинцовистой бронзы.

Таблица 132. (см. скан) Состав и некоторые свойства алюминиевых баббитов

Кроне алюминиевых сплавов, указанных в табл. 132 применяют такого же назначения алюминевооловянные сплавы, содержащие с разными добавками в количестве никеля, меди, кремния.