3. Подшипниковые сплавы

Баббиты (ГОСТ 1320-74/3/ и 1209-90 /4/) относятся к классу легкоплавких сплавов, применяемых для подшипников скольжения. К числу основных требований, предъявляемых к указанным сплавам, следует отнести: малый коэффициент трения в паре со сталью, хорошая прирабатываемость, высокая прочность и устойчивость против усталостных явлений, хорошие литейные свойства, дешевизна. Указанным требованиям в значительной мере удовлетворяют сплавы систем Pb – Sb, Sn – Sb, Pb – Sn – Sb, баббиты на основе Zn с добавками Cu и Al, а также баббиты на основе Al (с добавками Cu, Sb, Ni и др.).

Структура баббитов состоит из твердого каркаса - выделений химических соединений в виде игл, звездочек, многоугольников, которые несут основную механическую нагрузку, и вязкой матрицы – твердого раствора на базе основного компонента.

Наилучшими из числа перечисленных являются оловяносурьмянистые баббиты. Промышленное применение имеют, главным образом, Б83 и Б89, состав и свойства которых приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Состав и свойства баббитов

Сплав	Состав	Плот- ность, мн/м3	Коэфф. трения	в, МПа	, %	Темпе- ратура плавле- ния, С
Б83	Sb = 10-12% Cu=5,5-6,5% Sn-остальное	74	0,005	90	6	380
Б89	Sb = 7,25-8,25 % Cu=2,5-3,5% Sn-остальное	73	-	90	9	342

Структура баббита Б83 представлена на рис. 18 – 19. Основной фон – твердый раствор  на базе Sn (мягкая основа); белые крупные кристаллы квадратной и треугольной формы - твердый раствор  на базе химического соединения SnSb (твердые частицы); белые иголки и звездочки – кристаллы химического соединения Cu₃Sn, также являются твердыми частицами в сплаве.

Р и с. 18. Структура баббита на оловянной основе Б83 (х200).

Травитель – раствор азотнокислого серебра (5 – 10 г AgNO₃ на 100 см³ воды)

Р и с. 19. Схематическое изображение

Баббит на свинцовистой основе БС содержит 81,75% Pb, 17% Sb, 1,25% Cu. На рис. 20 – 21 показана структура свинцовистого баббита, где основной узорчатый фон -  +  + химическое соединение Cu₂Sb мелкоигольчатой формы; белые крупные кристаллы эвтектики в виде кубиков и треугольников - твердый раствор свинца в сурьме .

Свойства баббита БС:

плотность (мн/м³) 101

температура плавления, С 410

предел прочности, _в (мн/м²) 40

относительное удлинение , % 0,5

коэффициент трения, f 0,007

коэффициент линейного

расширения, 10⁶ 26

Р и с. 20. Структура баббита на свинцовой основе БС (х120).

Травитель – раствор азотнокислого серебра

Р и с. 21. Схематическое изображение

Медь в баббиты добавляется для улучшения их однородности. Она образует с оловом сравнительно тугоплавкие иглы соединения Cu₃Sn, которые, пронизывая весь жидкий расплав, предотвращают всплытие кристалликов других химических соединений.

Сплавы на цинковой основе ЦАМ-10-5; ЦАМ 9,5-1,5 (первая цифра – содержание алюминия в процентах, вторая – меди) уступают баббитам на оловянной основе и примерно равноценны свинцовистым по служебным свойствам.

Алюминиевые подшипниковые сплавы обладают высокими эксплуатационными свойствами, но по технологичности уступают обычным баббитам. Основными компонентами сплавов являются Sn, Cu, Ni и Si. Наиболее известные марки АО3-1 и АО9-2 (первая цифра – содержание Sn в процентах, вторая – Cu).