Антифрикционные сплавы

Антифрикционные сплавыАНТИФРИКЦИОННЫЕ СПЛАВЫ служат для изготовления трущихся частей механизмов. Они должны, по принципу Шарпи, состоять из пластичной массы, в которую вкраплены твердые частицы. Наилучшие антифрикционные сплавы, но и наиболее дорогие, - с оловянной основой, затем следуют свинцовые и наконец - цинковые. Антифрикционные сплавы называются часто баббитами, так как первый такой сплав был предложен в 1839 г. американцем Баббитом, по имени которого и был назван. Состав сплава Sn 89%, Sb 7,3%, Сu 3,7%. К нему очень близок сплав, наилучший по исследованиям Шарпи. Состав его: Sn 83,35%, Sb 11,11%, Сu 5,55%. В следующей таблице даны сплавы, близкие к указанным (в %):

Антифрикционные сплавы

Английские сплавы по износу и пластичности превосходят даже сплав Шарпи, Ni не улучшает сплава. Германская комиссия по нормализации дает ряд сплавов, в которых олово постепенно заменяется свинцом. К ним относятся сплавы Якоби, «Магналия».

Последний принят на германской железной дороге под названием Einheitsmetall. Его состав: Рb 80%, Sb 15%, Sn 5%. Оловянные сплавы лучше сохраняют свои свойства при повышенных температурах. Профессором Бочваром предложены хорошие сплавы (в %):

Оловянные сплавы лучше сохраняют свои свойства при повышенных температурах. Профессором Бочваром предложены хорошие сплавы

В СССР установлены 5 марок баббитов, характеризуемых следующим предельным содержанием составных частей:

В СССР установлены 5 марок баббитов, характеризуемых следующим предельным содержанием составных частей

В Германии и Австрии распространены баббиты, марки и составы которых приведены в помещенных ниже таблицах.

Марки и составы баббитов в Германии

Марки и составы баббитов в Австрии

Хорошие результаты дали сплавы свинца с Са, Ва и Sr, введенные немцами во время войны. Американский сплав Frary имеет состав: Рb 96,75%, Ва 2%, Сu 1%, Hg 0,22%. У нас на Октябрьской железной дороге в 1924—25 гг. испытан состав: Рb 94,9%, Са 1,75%, Сu 1,35%, Ва 1%, Sr 1%. Он запатентован в Германии под названием «Canmetall». Необходимо, чтобы Са и Ва оба входили в сплав. Вводятся они в свинец путем электролиза. Свинец служит катодом. Электролитом служит окись хлористого и фтористого кальция или окись хлористого бария и хлористого калия (30%). В Германии взят патент фирмой Гумбольдт на сплав: Рb с 3% Сu и 1—3% Cd плюс Bi. Очень хороший во всех отношениях сплав под названием Lurgilagermetall исследован Шохральским. Его состав: Рb с 2—4% Ва и 1% Са.

При заливке подшипников антифрикционным сплавом надо соблюдать следующие указания: 1) плавить сплав в маленьком сосуде на одну заливку; 2) не перегревать сплава на много выше температуры плавления, не держать долго сплав в жидком виде и предохранять его от окисления; 3) подогревать предварительно вкладыши до 200—225°С; 4) поверхность д. б. чистая металлическая; ее полезно предварительно полудить или покрыть свинцом; 5) уголь, которым посыпают жидкий сплав, должен быть совершенно сухой.

Антифрикционные сплавы, обладая достоинствами достаточно прочного подшипникового сплава, такого, например, как бронза, д. б. вместе с тем достаточно пластичными и не вызывать нагревания и заедания шеек валов и цапф, как это часто наблюдается в подшипниках с бронзовыми вкладышами без баббита. Пластичность и связанные с нею преимущества оправдывают применение антифрикционных сплавов, невзирая на то, что сопротивление трения вообще больше, чем в смазываемых бронзовых подшипниках.

Антифрикционные сплавы в железнодорожном подвижном составе. В виду дороговизны антифрикционных сплавов типа Шарпи, вследствие входящего в их состав большого количества олова, давно делались попытки найти более дешевые сплавы, и на ж. д. применялось множество разных сплавов, б. ч. неудовлетворительного качества. Изучение антифрикционных сплавов, произведенное научно-исследовательскими органами НКПС, показало, что их можно получить удовлетворяющими принципу Шарпи и с малым содержанием олова. В настоящее время на наших ж. д. применяются следующие антифрикционные сплавы (в %):

На наших ж. д. применяются следующие антифрикционные сплавы

В последнее время, вследствие своих прекрасных качеств и дешевизны, получают широкое распространение антифрикционные сплавы из свинца с малым количеством щелочноземельных металлов. Типичный состав их (в %):

Антифрикционные сплавы из свинца с малым количеством щелочноземельных металлов

Изготовление сплава заключается в извлечении электролизом кальция, стронция и бария из соответствующих расплавленных солей их, для чего в железном тигле расплавляют свинец и сверху насыпают хлористый кальций (или хлористые соединения стронция или бария), который тоже расплавляют нагреванием до 800°С. В расплавленную и плавающую сверху соль вводят угольный электрод, а железный тигель со свинцом присоединяют к другому полюсу. При пропускании электрического тока через расплавленный хлористый кальций, на катоде (в данном случае на свинце) осаждается металлический кальций, а хлор улетучивается. Кальций, растворяясь в свинце, образует т. н. промежуточный сплав (лигатуру) с содержанием кальция 5—6% (стронция 7—8%, бария 10—12%). Для приготовления антифрикционных сплавов заданного состава сплавляют необходимое по расчету количество лигатуры с чистым свинцом. Эти антифрикционные сплавы имеют при плавлении критические точки: верхнюю 510°С, и нижнюю 300°С. Твердыми составляющими являются соединения меди с кальцием (Сu4Са), кальция со свинцом (Рb3Са), стронция со свинцом (Pb3Sr).

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 - 1927 г.

Еще по теме: