15.4. Баббиты

Баббиты обозначают буквой Б с указанием процента олова или буквы элемента, специально вводимого в сплав. Например, Б83, Б16 означает, что эти баббиты содержат 83 и 16% олова. БН-баббит с никелем и т.д. Основа баббитов Б83, Б89 и др. олово, а баббитов БН, БТ и др. – свинец.

Эти сплавы применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения. Основные типы сплавов следующие – оловянные баббиты, у них хорошая прирабатываемость к валу и износостойкость. Структура их — мягкая основа (α-твердый раствор сурьмы в олове) и равномерно распределенные в ней твердые частицы химического соедине­ния SnSb.

Несколько ниже износостойкость (при повышенных давлениях) у баббитов на свинцовистой основе (более дешевые с добавками кальция, алюминия, натрия). Их металлическая основа — мягкая эвтектика, в которой распределены (но менее равномерно) частицы более твердой сурьмы. Эти сплавы используют для вкладышей подшипников меньшей нагруженности, для предупреждения ликвации при литье из-за различия в плотности основных компонентов: олова, свинца и значительно более легкой сурьмы в эти баббиты вводят медь.

Баббиты хорошо сопротивляются ударным нагрузкам и имеют минимальный коэффициент трения – 0,005.

В таблице 15.1 приведены химический состав и назначение баббитов - металлических композиционных материалов.

Таблица 15.1

Состав и назначение баббитов

Марка сплава	Sb	Cu	Cd	Sn	Другие	Назначение
Б83	0-12	5-7	-	-	-	Подшипники особо нагруженных машин
Б89	7-8	2,5- 3,5	-	-	-	-«-
БН	3-15	1,5-2,0	1,25-1,75	9-11	Ni, As	Подшипники машин средней нагруженности
БТ	4-16	0,7-1,1	-	9-11	0,05-0,2Tl	Для подшипников тракторных и автомобильных двигателей
Б16	5-17	1,5-2,0	-	15-17	-	Для подшипников машин средней нагруженности
Б6	4-16	2,5-3,0	1,75-2,25	5-6	0,6-1,0As	Для подшипников мало нагруженных

Баббиты применяются для ответственных подшипников паровых турбин, дизелей, электродвигателей.

Кроме перечисленных выше антифрикционных сплавов используют также:

- сплавы на основе алюминия (АН2,5),

- сплавы на основе цинка (ЦАМ10-5, ЦАМ9-1.5),

которые являются заменителями баббитов, либо для специального назначения.

15.5. Твердые сплавы

Твердые сплавы значительно превосходят быстрорежущие стали по твердости (у твердых сплавов HRC=73–75 и сталей HRC=65–69), износостойкости, теплостойкости (900 – 1000 и 620 –720⁰С соответственно) и модулю упругости Е (~500 000 МПа)

Но твердые сплавы уступают быстрорежущим сталям по прочности (соответст­венно 900-2000 и 2200-3500 МПа при изгибе). Их применяют для резания с высокой скоростью материалов повышенной твердости, а также для штамповки при отсутствии значительных механических нагрузок. Получаемая чистота обрабатываемой поверхности из-за высокой жесткости сплавов лучше, чем после резания инструментами из быстрорежущих сталей.

Твердые сплавы изготовляют из порошков прессованием и спеканием и применяют в виде пластинок, припаиваемых или механически закрепляемых в режущем инструменте или в штампе, а также в виде инструментов простой формы (например, коротких сверл). Их технологический недостаток — невозможность обработки резанием, так как твердые сплавы не принимают термической обработки и не изменяют своей высокой твердости. Свойства и область применения отдельных марок твердых сплавов изменяются в зависимости от их состава и структуры.

Структура сплавов: твердые частицы карбидов вольфрама и титана (а у некоторых сплавов, кроме того, карбидов тантала), связанные мягкой эвтектикой на основе кобальта. С увеличением содержания кобальта снижаются твердость и износостойкость, но возрастает прочность. В присутствии карбидов титана повышаются температуры сваривания сходящей стружки с рабочей гранью, что предупреждает ее быстрое разрушение. Применяют сплавы с карбидом вольфрама и карбидом титана для резания сталей, т. е. материалов с повышенной способностью к свариванию (в присутствии карбида тантала, кроме того, несколько улучшается вязкость) и сплавы с карбидом вольфрама для резания чугуна и в штампах.

В обозначениях марок твердых сплавов первая буква указывает: В—на присутствие карбида вольфрама (WC) и на то, что в таком сплаве нет других карбидов-Т — на присутствие карбида титана TiC (наряду с карбидом вольфрама); цифра, следующая за буквой, — его количество в %. Это сплавы вольфрамо-титановой группы если после буквы Т нет цифры и за ней следует вторая буква Т, то сплав содержит, кроме того, карбид тантала (ТаС) и цифра, следующая за второй буквой Т, указывает содержание карбида ТаС. Буква К обозначает кобальт, а следующая за ней цифра — его содержание в %. Содержание основного карбида WC определяется, таким образом, по разности (кроме сплавов, содержащих три карбидных фазы: WC, TiC, ТаС). Буква В, если она приписывается в конце обозначения марки (после буквы К), указывает, что карбидные частицы более крупные, чем в сплавах такого же состава, но без этого дополнительного обозначения. Эти сплавы имеют несколько большую вязкость, но меньшую твердость. Буква М в конце обозначения марки означает, что сплав мелкозернистый и имеет более высокие твердость и износостойкость при меньшей прочности.