Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца

В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.

В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.

Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.

Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.

По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м 3 . Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м 3 .

Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).

Температура плавления припоев на основе серебра, их плотность и удельное электрическое сопротивление

К серебряным припоям относятся такие припои, как ПСр72, ПСр71, ПСр70, ПСрМО68-27-5, ПСр65, ПСр62, ПСр50, ПСр50КД, ПСрМЦКд45-15-16-24, ПСрКДМ50-34-16, ПСр45, ПСр40, ПСр37,5, ПСр25, ПСр25Ф, ПСр15, ПСр12М, ПСр10, ПСр010-90, ПСрОСу8 (Впр-6), ПСрМО5 (Впр-9), ПСрОС 3,5-95, ПСр3, ПСрО 3-97, ПСрОС3-58, ПСр3Кд, ПСр2,5, ПСр2,5С, ПСр2, ПСрОС2-58, ПСр1,5, ПСр1.

Плотность припоев на основе серебра изменяется в пределах от 7400 до 11400 кг/м 3 . Низкая плотность припоя, содержащего серебро, свойственна таким припоям, как: ПСрОСу8, ПСрМО5, ПСрОС 3,5-95 и ПСр010-90. Наиболее тяжелый припой — это ПСр3, его плотность равна 11,4 г/см 3 .

Температура плавления припоев на основе серебра находится в диапазоне от 183 до 860°С. Припоем с наименьшим удельным электрическим сопротивлением является серебряный припой ПСр72 — его электросопротивление равно 2,1 мкОм·см.

Удельное электрическое сопротивление припоев значительно изменяется в зависимости от марки припоя. Оно может иметь значение в интервале от 2,1 (у припоя ПСр72) до 37,2 мкОм·см — у ПСр37,5.

Примечание: плотность и удельное электрическое сопротивление припоев указаны при комнатной температуре.

Температура плавления припоев и легкоплавких сплавов

В таблице даны значения температуры плавления припоев и легкоплавких сплавов на основе ртути Hg, цезия Cs, калия K, висмута Bi, таллия Tl, индия In, олова Sn, свинца Pb, кадмия Cd, сплав Вуда, сплавы Роуза (Розе), золота Au, магния Mg, цинка Zn, серебра Ag.

Значения температуры плавления припоев и сплавов в таблице приведены начиная с самых легкоплавких сплавов и находятся в диапазоне от -48,2 до 262°С. В сплавах с отрицательной температурой плавления (от минус 48,2°С) преобладает содержание ртути и щелочных металлов. Легкоплавкие сплавы с температурой плавления от 200 до 260°С имеют в своем составе преимущественное содержание висмута и таллия.

Примечание: эвт — эвтектические сплавы или близкие к ним; для неэвтектических сплавов приводятся значения температуры солидуса.

Плотность припоев и баббитов, их теплопроводность и КТлР

В таблицах даны теплофизические свойства некоторых припоев и баббитов (антифрикционных подшипниковых материалов) при комнатной температуре. Представлены такие свойства, как: плотность, коэффициент температурного расширения и теплопроводность.

Указаны свойства следующих припоев и баббитов: ПОС-30, ПОС-18, ПСр45, ПОЦ70, ПОЦ60, 34А, эвтектический силумин; баббиты, Б83, Б16, БКА, Б88, Б89, Б6.

Следует отметить, что плотность припоев, коэффициент температурного расширения (КТлР) и теплопроводность припоев и баббитов имеют близкие значения, за исключением припоя 34А и эвтектического силумина, которые в 2-4 раза легче.

Состав и теплопроводность припоев и баббитов при различных температурах

В таблице представлен состав и значение коэффициента теплопроводности алюминиевых антифрикционных сплавов, баббитов и припоев при температуре от 4 до 300 К (от -269 до 27°С).

Рассмотрены следующие припои и подшипниковые материалы: АН2,5, АО6-1, БКА, Б16, Б83, Б88, ПОС61, ПОС18, ПОССу18-2, ПОССу40-2, сплав Вуда, сплав Розе, ПСр25, ПСр44, ПСр70.

Наиболее теплопроводным антифрикционным сплавом, по данным таблицы, является сплав АО6-1 — его теплопроводность равна 180 Вт/(м·град). Наибольшую теплопроводность среди рассмотренных припоев имеет серебряный припой ПСр70 (на основе серебра и меди) — теплопроводность этого припоя равна 170 Вт/(м·град).

Источники:

  1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
  4. Цветные металлы. Справочник. — Нижний Новгород: «Вента-2», 2001. — 279 с.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

В качестве подшипниковых сплавов в конструкциях летательных аппаратов и двигателей находят применение оловянистые баббиты и свинцовистые бронзы.

Высокие антифрикционные свойства баббитов и бронз достигаются благодаря особенностям структуры этих сплавов. Износ сплава с такой структурой в процессе работы происходит неравномерно, вследствие чего на поверхности подшипника образуется микрорельеф, обеспечивающий хороший подвод и удержание смазки в зоне трения.

Баббиты представляют собой сплавы олова с сурьмой и медью и названы так по фамилии изобретателя. Позднее так же стали именовать и другие подшипниковые сплавы, например на основе свинца (свинцовистые баббиты).

Первоначально в качестве баббитов применялись двойные сплавы олова с сурьмой. Диаграмма состояний этих сплавов представлена на рис. 1. Баббиты имеют гетерогенную структуру и относятся к двухфазной области а + р диаграммы. Твердый раствор а имеет низкую твердость и высокую пластичность, в то время как фаза р, представляющая собой химическое соединение SnSb, обладает высокой твердостью и хрупкостью. Включения ее имеют форму кубиков.

Сочетание в баббитах Мягкой основы и твердых включений обеспечивает хорошую работу материала в эксплуатации. Однако химическое соединение SnSb обладает по сравнению с твердым раствором а значительно меньшим удельным весом и имеет высокую температуру кристаллизации, равную 600°. Поэтому при затвердевании баббита в результате всплытия выпадающих из жидкого раствора кристаллитов SnSb наблюдается ликвация по весу и нарушение равномерного распределения твердых частиц в мягкой основе, что приводит к ухудшению эксплуатационных качеств сплава.

С целью предотвращения этого неприятного явления в современные баббиты вводят медь, которая образует с оловом химические соединения CuSn и Cu3Sn. Эти соединения кристаллизуются в виде игл и звездочек и препятствуют всплытию кубиков SnSb. Поэтому структура баббитов получается равномерной и вполне работоспособной.

Основными сплавами, применяемыми для заливки вкладышей подшипников ответственного назначения, являются баббиты марок Б83 и Б92. Высокооловянистый баббит Б83 содержит 83% олова, 11% сурьмы и 6% меди. Структура его представлена на рис. 2. Этот сплав имеет хорошие антифрикционные свойства, однако он является маловыносливым вследствие повышенной хрупкости.

В последнее время более широкое распространение получил высокооловянистый баббит марки Б92, содержащий 92% олова, 4% сурьмы и 4% меди. Этот сплав имеет принципиально такую же структуру, как баббит Б83, но с меньшим количеством включений химических соединений. Поэтому он оказывается менее хрупким и более выносливым в эксплуатации.

Наряду с баббитами в качестве подшипниковых сплавов ши-ко применяются свинцовистые бронзы. Они несколько уступают баббитам по антифрикционным свойствам, но способны выдергивать более высокие удельные давления. Если баббитам свойственна недостаточная теплопроводность, малая усталостная прочность и склонность к растрескиванию после нескольких десятков часов работы, то свинцовистые бронзы свободны от этих недостатков.

Диаграмма состояний сплавов меди со свинцом приведена на рис. 3. Она показывает, что медь и свинец совершенно нерастворимы в твердом состоянии. Поэтому структура свинцовистой бронзы, представленная на рис. 4, состоит из смеси дендритов меди и располагающихся между ними включений чистого свинца. В процессе работы наблюдается незначительный износ свинца, как более мягкого металла. Поэтому на поверхности подшипника появляется микрорельеф, способствующий хорошему подводу и удержанию смазки.

Читать еще:  Топоры: как выбирается качественный фирменный и самодельный инструмент

Основными свинцовистыми бронзами являются двойной сплав марки БрСЗО, содержащий наряду с медью 30% свинца, и тройной сплав БрОС5-25, содержащий кроме меди 5% олова и 25% свинца. Олово растворяется в меди и повышает ее прочность и твердость.

Кроме баббитов и свинцовистых бронз в качестве подшипниковых материалов находят некоторое применение серебряные сплавы, антифрикционные свойства которых несколько хуже, но усталостная прочность значительно выше, чем у бронз, и особенно у баббитов.

Припои. В конструкциях летательных аппаратов и двигателей применяются паяные соединения. Пайка осуществляется при помощи сравнительно легкоплавкого материала, называемого припоем, и проводится без расплавления основного металла. Припои должны обладать относительно низкой температурой плавления, высокой жидкотекучестью и достаточной прочностью. Для электротехнических конструкций важное значение имеет также высокая электропроводность припоя.

Прочность соединения при пайке обеспечивается в первую очередь благодаря взаимной диффузии припоя и соединяемых металлов и образования общего диффузионного слоя.

По температуре плавления и прочности паяного соединения припои подразделяются на мягкие и твердые. Мягкими называются легкоплавкие припои, имеющие температуру плавления не выше 300° и обеспечивающие получение предела прочности паяного соединения от 3 до 11 кГ/мм2. Основными мягкими припоями являются сплавы олова со свинцом и олова с цинком. Олово и свинец, а также олово и цинк практически нерастворимы друг в друге при обычных температурах и образуют сплавы — механические смеси.

Основными оловянносвинцовистыми припоями являются сплавы марок ПОСЭО , ПОС61, ПОСбО, ПОС40, ПОСЗО , ПОС18. Содержание олова в них соответствует числу, указанному в написании марки.

Основными оловянноцинковыми припоями являются сплавы марок ПОЦ90, П01Д70, ПОЦбО и П01Д40, содержащие соответственно 90, 70, 60 и 40% олова.

Твердыми называются тугоплавкие припои, обеспечивающие получение предела прочности паяного соединения от 20 до 40 кГ/мм2 при испытании на срез. Наиболее распространенными твердыми припоями являются сплавы меди с цинком и серебра с медью.

Медноцинковые припои марок ПМЦ36, ПМЦ48 и ПМЦ54, а также применяемая в качестве припоя латунь Л62 содержат меди соответственно от 36 до 62%. Температуры плавления их, как видно по диаграмме состояний, зависят от концентрации сплава и составляют от 800 до 900°.

Серебряные припои характеризуются диаграммой состояний сплавов серебра с медью, приведенной на рис. 6. Структура медносеребряных сплавов при комнатной температуре состоит фактически из смеси компонентов.

Серебряные припои могут быть двухкомпонентными, содержащими серебро и медь, и трехкомпонентными, в состав которых входит также цинк. Двухкомпонентные припои ПСр72 и ПСр50 содержат соответственно 72 и 50% серебра. Температура плавления двойных серебряных припоев может быть легко установлена по диаграмме состояний (рис. 6). Примером тройного серебряного припоя является ПСр25, содержащий 25% серебра, 40% меди, а остальное цинк. Температура плавления его 765°.

Как отличаются припои по температуре плавления

Основным материалом, применяемым при пайке, является специальный сплав, называемый припоем. К одной из важнейших его характеристик относится температура плавления.

Существует множество разнообразных сплавов, используемых в качестве припоев при выполнении паяных соединений металлических изделий. Они имеют различия по химическому составу и по физико-механическим свойствам.

Классификация

В соответствии с государственным стандартом, существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:

  • низкотемпературные, их также называют мягкими. Температура плавления этих паяльных сплавов не превышает 450 ℃. В свою очередь, данная категория делится на две подкатегории. Паяльные сплавы, плавящиеся при температуре до 145 ℃ называются особолегкоплавкими, плавящиеся в диапазоне от 145 до 450 ℃ относятся к легкоплавким;
  • высокотемпературные или твёрдые. К ним относятся припои с температурой плавления, превышающей 450 ℃. Этот класс сплавов включает в себя три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые расплавляются при температуре до 1100 ℃, имеющие точку плавления от 1100 до 1850 ℃ называют высокоплавкими. Присадочные материалы, использующиеся при пайке, которые занимают ещё более высокотемпературные позиции, относятся к тугоплавким.

Таблица 1. Температура плавления припоев:

Марка припояТемпература плавления, С°
Сплав Вуда66-70
Сплав Розе90-98
Припой ПОИН 52120
Припой ПОСК 50-18142-145
Припой ПОСВи 36-4150-170
Припой ПОС-90183-220
Припой ПОССу 18-0,5183-277
Припой ПОССу 50-0,5183-216
Припой ПОС-63183
Припой ПОССу 25-0,5183-266
Припой ПОС-40183-238
Припой ПОС-30183-238
Припой ПОССу 30-0,5183-245
Припой ПОССу 40-0,5183-235
Припой ПОССу 61-0,5183-189
Припой ПОС-61183-190
Припой ПОССу-15-05184-275
Припой ПОССу-15-2184-275
Припой ПОССу-40-2185-229
Припой ПОССу 25-2185-260
Припой ПОССу-30-2185-250
Припой ПОССу-18-2186-270
Припой ПОС-60190
Припой ЦОП-30200-315
Припой АВИА-1200
Припой П200А220-225
Припой ПОЦ-10220-225
Припой ПОС-50222
Припой ПОВи 0.5224-232
Припой ПОМ-1230-240
Припой ПОМ-3230-250
Припой ПОСу 95-5 (бессвинцовый)234-240
Припой ПОССу-95-5234-240
Припой ПОССу-4-4239-265
Припой ПОССу-8-3240-290
Припой ПОС-18243-277
Припой ПОССу-4-6244-270
Припой П250А250-300
Припой АВИА-2250
Припой ПОС-35256
Припой ПОС-25260
Припой ПОС-4266
Припой ПОССу-10-2268-285
Припой ПОС-10268-299
Припой ПОС-20268-299
Припой ПОССу-5-1275-308
Припой марки А300-320
Припой 34А530-550
Припой 35А545
Припой П-81630-660
Припой П-14К640-680
Припой П-14640-680
Припой ПМФОЦр 6-4-0,03640-680
Припой ПМФ-7714-850
Припой ПМФ-9750-800
Припой П-47760-810
Припой ПМЦ-36800-825
Припой Алармет 211800-890
Припой П 21800-830
Припой Л63850-910
Припой таблетированный Л63850-900
Припой ПМЦ-54876-880
Припой ВПР-28880-980
Припой П100М900-950
Припой ЛО 60-1900
Припой П100900-950
Припой ЛОК 59-1-0,3900
Припой МНМц 68-4-2915-970
Припой ЛНМц 49-9-0,2920
Припой МНМц 9-23,5925-950
Припой ЛК 62-0,5960-1020
Припой ВПР-16960-970
Припой ВПР-41000-1050
Припой ВПР-11080-1120
Припой ВПР-11-40Н1100-1120

Основная суть процесса пайки заключается в смачивании расплавленным присадочным материалом поверхностей соединяемых деталей, которые сами при этом не расплавляются. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже, чем соответствующая характеристика спаиваемых металлов.

Состав паяльных сплавов

Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.

Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.

Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.

Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.

Припои ПОС, ПСР и др.

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др.
Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой, приведены в таблице — 1. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах (ПОС 61, ПОС 40). Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведён в таблице — 2.

Таблица №1. Легкоплавкие припои.

Марка припоя
Температура
Область применения

Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)

Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 — 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко — частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.

То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61

Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61.

Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.

Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.

Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.

Читать еще:  Технология восстановления коленчатых валов плазменной наплавкой при ремонте ДВС

Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.

Пайка плавких предохранителей.

Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.

Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.

Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.

Cплав д Арсенваля

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Таблица N2. Специальные легкоплавкие припои.

Марка
Содержание элементов, %
Температура плавления ºC

Сплав д Арсенваля

Стандартные серебряные припои

Серебряные припои — это обычно сплавы из серебра, меди и цинка. Они ковки и вязки и во многих случаях швы из них оказываются настолько же прочными, как и спаиваемые металлы.

В таблицах приведены состав и свойства серебряных припоев, применяемых в настоящее время в приборостроении:

Марки и их обозначения

нормальное содержание в %

нормальное содержание в %

всего не более в %

Марки и их обозначения

Температура плавления в °С

Температура пайки в °С

Удельный вес в литом состоянии

Электропроводность в % (медь—100%)

1. Серебряные припои поставляются по весу в виде зерен размером от 1 до Змм для припоев марок ПСр-10; ПСр-12 и ПСр-25 и в виде полос и прутков с размерами, указанными в заказе, для остальных марок.

2. Химический состав припоев дан согласно ОСТ 2982.

Припой ПСр-10 содержит 10% серебра — практически наименьшее количество в припое для твердой пайки. Он может служить для соединения деталей из стали и цветных сплавов, нагревающихся при работе до температуры 800°С, как, например, для пайки примусных горелок. Его применение целесообразно, когда детали в последующем подвергаются термообработке при сравнительно высоких температурах, не превышающих, однако, температуры плавления припоя. Припой ПСр-12 применяют для пайки латуней с содержанием меди 58% и более.

Для тонких работ, когда требуется особая чистота места спая, применяют припой ПСр-25. Однако шов из ПСр-25 плохо выдерживает ударные нагрузки и при стыковых соединениях дает трещины. Поэтому стыки деталей толщиной до 3 мм надежнее соединять припоем ПСр-45, который содержит значительно больше серебра, чем предыдущие. Он может быть использован для пайки деталей из меди, бронз, стали и никеля. Этот припой желтоватого цвета, вязок, жидкотекуч, хорошо сопротивляется коррозии. Шов из него хорошо выдерживает удары и вибрации.

Припой ПСр-65 применяют для пайки ленточных пил, а ПСр-70 — для пайки проводов в тех случаях, когда важно, чтобы места спая не уменьшали резко электропроводность.

Заводы-изготовители обычно поставляют серебряный припой в виде листов, которые затем разрезают на полоски требуемой величины. Полученный путем сплавления кусок припоя прокатывают на вальцах до толщины листа 1,5—2 мм (или тоньше — в зависимости от метода пайки), а затем разрезают на полоски. Крайние (более широкие) полосы с неровными краями, получившимися при прокатке листа, используют при пайке крупных деталей (с длинным швом), где нужно много припоя.

Оставшиеся после пайки короткие прутки, которые уже нельзя держать руками, подпаивают к другим пруткам или на латунную проволоку с тем, чтобы использовать их до конца.

Для соединения мелких тонких деталей, требующих небольшого количества припоя, рекомендуется применять полоски шириной 0,5—3 мм.

По вопросам приобретения просим обращаться сюда.

Баббит где используется? | Основные требования к баббитам! | Баббит что такое?

Баббит где используется?/ Баббит использование/ Основные требования к баббитам/ Баббит что такое?

Баббит представляет собой сплав на основе олова или свинца, который используется в подшипниках скольжения в виде напыленного или залитого слоя, чтобы подшипник плотно прилегал к валу. Этот сплав обладает антифрикционными свойствами, то есть уменьшает трение, он мало изнашивается при трении и защищает от износа сам подшипник.

Различные виды баббита имеют разный состав, от которого зависят физические свойства материала, такие как температура плавления баббита, его плотность, допустимое давление и механическое напряжение.

Разновидности и состав

Баббиты — это общее название таких антифрикционных материалов. По составу они могут быть разными, выделяют оловянный, свинцовый и кальциевый баббиты. Характеризуются они допустимым рабочим давлением, рабочей температурой, рабочим механическим напряжением. На свойства баббитов существенно влияют твердые включения, основой для которых выступают мягкие металлы — олово и свинец.

Каждая добавка играет свою роль:

никель — повышает износостойкость;

медь — увеличивает твердость и ударную вязкость;

сурьма — делает сплав более прочным;

кадмий — противостоит коррозии.

Оловянных баббитов также существует несколько марок, среди которых — Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2. Используют их для подшипников, которые подвергаются интенсивной нагрузке. В качестве твердых добавок в оловянные сплавы входят сурьма, кадмий, медь или никель. Из-за высокой износостойкости эти баббиты самые дорогие.

К свинцовым сплавам относятся Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15. Они мягче, чем оловянные, обычно состоят из свинца и сурьмы в соотношении 87% к 13%, и обладают сравнительно низкой эластичностью, поэтому применяются для малонагруженных подшипников, используемых при высоких температурах, например, в дизельных моторах и прокатных станах.

Кальциевый сплав также имеет в своей основе свинец, его особенность — добавки кальция и натрия. Сплавы с кальцием используются для железнодорожных подшипников, которые сравнительно часто проверяют и меняют, так как кальциевая разновидность не обладает высокой износостойкостью.

Существует много марок этого материала, различающихся составом, но основных и наиболее часто применяемых около десяти. Состав и свойства распространенных марок влияют на то, как применяют эти сплавы.

Б-88 — 88% олова, сурьмы, кадмия. Это один из дорогих видов сплава, используется он в коренных подшипниках, которые должны выдерживать большие нагрузки и высокие скорости.

Б-83 — 83% олова, 11% сурьмы, 6% меди, применяется для средненагруженных подшипников, допустимое давление — 10-15 МПа, используется в механизмах, работающих на больших скоростях (более 1000 оборотов в минуту).

Б-16 — 15-17% олова, 15-17% сурьмы, 1,5-2% меди, остальное — свинец, применяется в подшипниках паровозов, электровозов, путевых машин, допустимое давление — до 10 МПа, применяется для заливки нерабочей верхней части подшипника, когда нижняя часть залита баббитом Б-83.

СОС6 — 5,5-6,5% цинка, 5,5-6,5% сурьмы, остальное — свинец, используется при больших нагрузках (больше 20 МПа), при температуре более 300 С, в подшипниках дизельных двигателей.

БМ — только для шатунных подшипников, которые устанавливают, например, на трактора. Такие детали меняют через каждые 1000 км, но масса баббита в них небольшая, поэтому деталь стоит сравнительно недорого.

БН — для деталей, используемых на средних скоростях, например, в судовых водопроводах, компрессорах.

Стандарты

Марки баббита Б88, Б83, Б83С, Б16, БН и БС6 изготавливаются по единому ГОСТу 1320-74. В этом стандарте указан химический состав, допустимое количество примесей, размеры и форма чушек, требования к безопасности. Согласно ГОСТу, по требованию заказчика некоторые компоненты могут быть заменены, также может быть изменена форма слитков.

В состав этих сплавов входят металлы, вредные для человека — это свинец, сурьма. Свинец относится к 1 классу опасности, сурьма — ко 2 классу. Свинец действует на нервную систему, кровь, сосуды, сурьма оказывает раздражающее действие. Поэтому работы с этими антифрикционными материалами (расплавление, заливку подшипников) необходимо проводить, используя средства защиты: сухую спецодежду, респиратор «Лепесток», валяную или кожаную обувь, рукавицы. На эти средства также существуют свои ГОСТы. Хранят антифрикционный сплав в закрытых проветриваемых помещениях. Также в ГОСТе прописаны условия эксплуатации, для которых приспособлена та или иная марка баббита.

Кальциевые баббиты производятся по другому стандарту — ГОСТу 1209-90. Это сплавы под марками БКА, БК2, БК2Ш и БК2Ц.

Лом этого материала должен отвечать ГОСТу 1639-2009. Под действие этого стандарта попадают кусковой лом баббита (только оловянных разновидностей), кусковой лом свинцовых разновидностей (к нему добавляют отходы типографских сплавов), стружка оловянных баббитов и смешанная стружка.

Производство

Баббиты изготавливают как из первичных материалов, так и из вторичных, то есть переплавленного баббитового лома. Из лома в нашей стране делают до 70% этого материала. В последнем случае важно хорошо очистить лом от загрязнений и примесей.

Сплав баббит отливают в чушки — слитки определенной формы, размера и массы, которые прописаны в стандартах. При использовании сплава важно, чтобы чушки не были загрязнены. Загрязненный материал будет плохо сцепляться со вкладышами, что может привести к быстрому износу или авариям.

Читать еще:  Классификация и характеристика стали 60С2А

Температура плавления

Температура плавления этого материала зависит от его состава. При этом для заливки в форму иногда требуется нагреть сплав выше температуры плавления.

Сплав Б-83 плавится при температуре 240 градусов, но для заливки подшипников его нагревают до температуры 440-640 градусов. Свинцовый баббит Б-16 имеет температуру плавления 240-340 градусов, заливают в подшипники его при этой же температуре.

Заливка подшипников баббитом

Возможность перезалить баббит во вкладыши подшипников — альтернатива замене всего подшипника. Таким образом можно значительно сэкономить. Для заливки или перезаливки вкладышей подшипников баббитом необходимы:

баббит в кусках 1-2 кг;

палочки из олова и баббита для лужения;

паста для промазывания неплотно прилегающих мест формы,

тигель для плавки металла такого объема, чтобы в нем можно было расплавить баббит для заливки вкладыша за один прием, тигель должен иметь сужающуюся кверху форму, а носик должен выходить из его нижней части;

форма для заливки подшипника;

печь или горн (выпускаются специальные электропечи);

вода температурой 80-90 градусов.

Если необходимо перезалить подшипники, то сначала выплавляют старый баббит. Это делают в специальных печах, а также с помощью паяльной лампы или погружением в расплавленный баббит. Старый сплав необходимо тщательно очистить и обезжирить.

Поверхность подшипника также не должна иметь никаких загрязнений. Ее также обезжиривают и протравливают для лучшего сцепления антифрикционного материала с поверхностью. Для обезжиривания используют раствор каустической соды, после это операции деталь тщательно промывают. Для травления применяют соляную кислоту. В результате на поверхности появляются мелкие бороздки.

После очистки поверхность подшипника лудят, баббит нагревают до необходимой температуры и заливают в форму подшипника. После его застывания залитый подшипник очищают и подгоняют.

Оборудование

Какое оборудование используется для заливки подшипников баббитом? Для этого производят специальные комплекты оборудования, например, КО-2, на котором подшипники изготавливаются методом центробежного литья.

Этот комплект выпускают в нескольких модификациях:

МПС — для заливки подшипников скольжения 8ТН.263.028 и 8ТН.263.029;

D360 x L310 — для заливки подшипников скольжения с наружным диаметром до 360 мм, внутренним диаметром от 40 мм и длиной до 310 мм;

D950 x L500 — для заливки подшипников скольжения с внешним диаметром до 950 мм, внутренним диаметром от 60 мм и длиной 500 мм.

Использование специального оборудования позволяет заливать баббит более аккуратно, без перерасхода и дефектов.

Для выплавки баббита из вкладышей старых подшипников также выпускаются специальные печи, например, камерные типа ПКН разного размера и мощности:

ПКН-0,6-2000 мощностью 100 кВт,

ПКН-0,6-180 мощностью 26 кВт.

Печи сделаны из огнеупорных материалов, а в качестве нагревателей используются спирали из проволоки суперфехраль. Они оборудованы поддоном для установки вкладышей подшипников и лотком для слива расплавленного баббита.

Для заливки сплава во вкладыши подшипников применяются и другие типы печей, например, ППН с нижним клапаном разлива. В такие печи помещают тигели с баббитом. Они также нагреваются электрическими нагревателями. Такие печи имеют канал для аварийного слива, управляются с пульта, на котором задаются режимы работы. Печи типа ППН позволяют дозировано разливать баббит во вкладыши подшипников.

Как купить качественный сплав

От качества сплава зависит, насколько хорошо будут работать механизмы, в которых он используется. Поэтому следует покупать только баббит, изготовленный по ГОСТу.

Слитки должны быть чистыми, однородными, на них должны стоять (быть выдавлены) марка материала, номер плавки и товарный знак предприятия. Важно, чтобы состав сплава соответствовал цели, для которой его будут применять.

Не стоит гнаться за очень низкой ценой. Сплав Б83 продается по цене примерно 600 000 грн за 1 т. Лом баббита дешевле, чем первичный материал — 450 грн за килограмм.

Баббит Б16 стоит дешевле — около 130 000 грн за тонну. Предприятия, которые занимаются оптовыми поставками, могут установить свои цены, они ниже, чем розничные.

Заключение

Несмотря на то что баббит был изобретен давно, он до сих пор применяется в подшипниках и эффективно выполняет свою функцию. Для каждого вида подшипников применяется сплав различного состава, различные добавки к основному металлу — олову или свинцу — меняют свойства материала, делая его мягче, тверже, более гибким или, наоборот, хрупким. Перезаливка сплавом подшипников позволяет не менять их полностью.

Баббиты

Цены на 01.11.2020 указаны в рублях за 1 кг с учетом НДС
(Цены уточняются от условий оплаты и объемов)

Наименование (марка)ГОСТ, ТУЧушка
Б-881740
Б-16, БН, БС6420
Б-831680

Баббиты: виды, состав, применение

Баббитами называют металлические сплавы на основе металлов с небольшой температурой плавления. В такой сплав входят компоненты с различной твердостью, что придает итоговому составу особые свойства. Баббиты отличаются хорошими антифрикционными качествами и высокой устойчивостью к износу.

Впервые подобный сплав создал не исследователь, а обычный ювелир Исаак Бэббит, чья фамилия и дала название всей группе материалов. Среди основных групп баббитов можно выделить оловянные, кальциевые и свинцовые сплавы. Каждый из них имеет свою маркировку, а их качество и свойства регламентируются требованиями соответствующих ГОСТов.

Состав и свойства баббитов

В основе классификации баббитов разделение по основному компоненту. Например, в свинцовых баббитах около 87% Pb. Чтобы получить сплав с нужными характеристиками, в него добавляют твердые элементы – чаще всего редкоземельные металлы. По своим физическим свойствам баббиты мало чем отличаются друг от друга. У них практически одинаковые плотность, удельный вес и уровень сопротивления электричеству. А вот литейные качества зависят от количества и типа дополнительных компонентов в сплаве. Общим требованием является уровень температуры для заливки. Он всегда должен превышать уровень температуры плавления металла.

В качестве сырья для производства баббитов используется либо руда, либо металлоизделия, предназначенные для повторной переработки. Выпускаются сплавы в формате слитков, вес которых равняется 22 кг. Чтобы исключить риск использования подделок, каждый слиток маркируется специальным клеймом с указанием производителя и номера плавки.

При выборе того или иного сплава для дальнейшего производства следует также обращать внимание на механические качества металла – допустимые габариты готовых изделий из него, твердость, ударную вязкость и т.д. Сфера применения баббитов определяется, исходя из следующих параметров:

  • виды допустимых нагрузок;
  • удельного давления;
  • круговой скорости;
  • диапазона рабочих температур;
  • напряженности работы изделий.

Сфера использования баббитов

Чаще всего баббиты, независимо от их типа, применяют в качестве материала изготовления боковых стенок валов крепления в подшипниках. Благодаря свойствам сплавов значительно снижается трение, которое является основной причиной, препятствующей корректному вращению подшипников. Кроме того за счет небольшой температуры плавления удается уменьшить износ деталей подшипников. Еще одна особенность баббитов – образование мельчайших каналов в сплаве вследствие вращения подшипника. Подобная структура позволяет сделать смазку элементов в процессе работы максимально эффективной.

В остальном область применения того или иного сплава зависит от свойств конкретной марки баббита. Сплавы на основе олова – отличное решение, если необходима особая устойчивость к износу на высоких скоростях вращения. Кроме того у подобных баббитов высока стойкость к коррозии, что позволяет применять их для эксплуатации в условиях повышенной влажности. Оловянные баббиты используют для производства элементов, работающих в дизельных моторах с высокими оборотами, в мотылевых подшипниках, а также в подшипниках, которые используются в гребных валах морских судов.

Одно из основных качеств баббитов на основе свинца, которое определяет области их применения, высокая устойчивость к повышенной температуре. Подшипники с элементами из свинцовых баббитов используют в моторах автомобилей и спецтехники, а также в различном тяжелом оборудовании, путевых машинах и т.д.

Основная сфера использования подшипников с элементами из кальциевых баббитов – железнодорожный транспорт. Такие изделия особенно востребованы при оснащении подвижных составов различного назначения.

Преимущества и недостатки баббитов

Плюсы:
  • отличные антифрикционные качества;
  • устойчивость к коррозии;
  • износостойкость;
  • высокая ударная вязкость;
  • небольшая температура плавления;
  • высокие показатели вязкости при нагрузках ударного типа;
  • короткие сроки «притирки» элементов.
Минусы:
  • относительно небольшая прочность;
  • необходимость использования оболочек из более прочных металлов;
  • высокие показатели теплопроводности;
  • сложная утилизация из-за присутствия опасных присадок.

Однако даже при наличии определенных недостатков баббиты остаются одним из лучших решений для производства подшипников и широк используются в разных областях машиностроительной индустрии.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector