Баббит Б83 и Б16: чем отличаются, где какой ставить, ГОСТ 1320-74
Оба сплава идут по ГОСТ 1320-74 и льются во вкладыши подшипников скольжения, но основа у них разная. Б83 — оловянный баббит, олова не менее 83%. Б16 — свинцовый, олова в нём 15-17%. Разница в содержании олова определяет всё остальное: пластичность, поведение под ударом и стоимость килограмма.
Ниже собраны составы по ГОСТ, механические свойства обоих сплавов и случаи, когда Б83 оказывается переплатой.
Химический состав по ГОСТ 1320-74
| Компонент | Б83 | Б16 |
|---|---|---|
| Олово (Sn) | не менее 83% | 15-17% |
| Сурьма (Sb) | 10-12% | 15-17% |
| Медь (Cu) | 5,5-6,5% | 1,5-2,0% |
| Свинец (Pb) | примесь, до 0,35% | основа, остальное |
Работает эта система так. Мягкая оловянная или свинцовая основа принимает на себя приработку и утапливает случайную абразивную частицу, не давая ей резать вал. Твёрдые включения сурьмы и меди несут нагрузку и держат геометрию. Между ними образуются масляные карманы, которые удерживают плёнку смазки.
У Б83 мягкой фазы много, и она оловянная. У Б16 её роль играет свинец, а твёрдых включений сурьмы почти вдвое больше. Отсюда и характер: Б83 пластичный и прощающий, Б16 жёсткий и требовательный к точности сборки.
Примеси в баббитах контролируются жёстко, и это не бюрократия. Цинк и алюминий сверх нормы дают неслитины при заливке, железо образует твёрдые включения, которые задирают вал. Поэтому на партию берут паспорт качества с фактическим химсоставом, а не ограничиваются клеймом на чушке.
Механические свойства
| Показатель | Б83 | Б16 |
|---|---|---|
| Твёрдость по Бринеллю | 27-32 HB | около 30 HB |
| Предел прочности | 90-120 МПа (растяжение) | 90-110 МПа (сжатие) |
| Относительное удлинение | до 10% | низкое, сплав хрупкий |
| Коэффициент трения | 0,005-0,01 | низкий |
| Температура плавления | около 370 °C | 240-260 °C |
| Рабочая температура узла | до 100 °C | до 100 °C |
Твёрдость у сплавов практически одинаковая, и на этом чаще всего ошибаются при подборе замены. Решает пластичность, и здесь сплавы расходятся: относительное удлинение Б83 до 10% позволяет мягкой фазе деформироваться под пиковой нагрузкой и вернуться к работе. Свинцовая основа Б16 в тех же условиях выкрашивается.
Стоит помнить и про разницу в температуре плавления. Б16 льют примерно на сотню градусов холоднее, и это упрощает работу: меньше угар, меньше окисление, проще прогреть вкладыш. Заливка Б83 требует более высокой температуры и аккуратности, потому что при перегреве олово выгорает, а сплав расслаивается по плотности.
Где ставят Б83
Баббит Б-83 идёт туда, где нагрузка ударная, обороты высокие, а остановка оборудования стоит дороже самого вкладыша:
- турбины и турбогенераторы;
- мощные электродвигатели;
- прокатные станы;
- компрессоры и насосы под высоким удельным давлением.
Общее у этих узлов одно: вал закалённый, скорость скольжения большая, режим с пусками и остановками. Б83 работает в паре с закалённым валом без задиров, а его мелкозернистая структура выдерживает высокие удельные давления. Поставка идёт чушками массой до 20 кг.
Где достаточно Б16
Баббит Б-16 ставят в тихоходные и среднеоборотные узлы с равномерной нагрузкой:
- дробилки и мельницы;
- вспомогательные насосы;
- редукторы, транспортёры;
- станочные подшипники средней нагруженности.
Сплав устойчив к задирам и сохраняет антифрикционные свойства при масляном голодании, а по цене отличается от Б83 кратно, потому что олово в составе заменено свинцом. Для механизма, который вращается равномерно и не знает ударов, разницы в ресурсе не будет.
Когда Б83 — переплата
Три случая, когда оловянный баббит ставят по инерции и деньги уходят впустую.
Тихоходный узел с равномерной нагрузкой. Ресурс упирается в качество смазки и центровку, а не в марку сплава. Пластичность Б83 здесь не востребована, потому что пиковых нагрузок нет.
Вкладыш меняют по регламенту, а не по износу. Если узел разбирают на плановом ТО раз в год, платить за запас ресурса, который никто не выработает, смысла нет.
Вал не закалён или изношен. Мягкий вал сам становится изнашиваемым элементом пары. Дорогой баббит его не спасёт. Результат дадут перешлифовка вала и восстановление посадки.
Обратная ошибка обходится дороже. Экономия на Б16 в турбине или прокатном стане заканчивается выкрашиванием слоя, задиром шейки вала и внеплановой остановкой линии. Стоимость такого простоя перекрывает разницу в цене сплава многократно.
Заливка: где теряют ресурс до пуска
Марка сплава задаёт потолок ресурса, а выбирают его на заливке. Типовых потерь три.
Плохая подготовка постели. Вкладыш обезжиривают, травят и лудят. Пропустили лужение — баббит не сцепится со сталью, слой отслоится пластом на первых же пусках, и виноватым назначат сплав.
Перегрев расплава. Держат температуру с минимальным запасом над точкой плавления. Перегрев Б83 выжигает олово и разгоняет ликвацию: тяжёлые и лёгкие фазы расходятся, структура получается неоднородной.
Медленное охлаждение. Крупное зерно снижает и прочность, и прирабатываемость. Залитый вкладыш охлаждают направленно, чтобы усадочные пустоты уходили в прибыль, а не оставались в рабочем слое.
После заливки слой проверяют на отсутствие раковин и непроливов, затем растачивают под нужный зазор. Зазор считают по диаметру вала и режиму работы: слишком плотная посадка ведёт к перегреву и выдавливанию смазки, слишком свободная — к ударам и разбиванию слоя.
Как выбрать
Порядок простой. Смотрят характер нагрузки: есть удары и частые пуски — Б83. Нагрузка равномерная и обороты умеренные — Б16. Затем сверяются с паспортом оборудования: производитель обычно указывает марку баббита прямо, и отступать от неё без расчёта не стоит.
Третий шаг про вал. Незакалённый или изношенный вал сначала восстанавливают, иначе новый вкладыш из любого сплава проживёт недолго.
Остальные марки, включая свинцовый БН, собраны в категории баббитов. Если задача не про подшипники, а про пайку, смотрите разбор припоя ПОС-61.
