Способ получения баббита и лигатура для его осуществления

(19) (51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН й железной м И и 0 О СфЭ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАББИТА И ЛИГА ТУРА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Способ получения баббита включает расплавление вторичного баббита до 450 - 480 фС, введение лигатуры, содержащей компоненты в соотношении, мас%: медь 5 - 15; сурьма 15 - 17; олово 15 - 17, свинец остальное. Лигатура берется в соотношении 022 - 4 масч к 10 масч вторичного баббита 2 сп.ф-лы,1 ил,1 табл.Изобретение относится к металлургиисплавов цветных металлов, в частности кантифрикционным сплавам, и может бытьиспользовано в железнодорожном транспорте для заливки подшипников в локомотивах,Для заливки подшипников в локомотивах используют баббит марки Б, которыйсогласно ГОСТУ 1320-74 содержит следующие компоненты в соотношении, мас. :Медь 1,5-2,0Сурьма 15-17Олово 15-17Свинец ОстальноеПри ремонте подшипников вторичныйбаббит (выплавленный баббит) нельзя использовать для заливки подшипников из-занедостаточного содержания в нем меди (содержание меди во вторичном баббите составляет 0,8-1,2), в результате чего онотправляется в металлолом.С целью экономии баббита (в частностиБ) и снижения себестоимости ремонтаподшипников возникла необходимость вполучении баббита, отвечающему ГОСТУ1320-74, с содержанием следующих компонентов в соотно.оении.мас. ф:Медь 1,5 - 2,0Сурьма 15 - 17Олово 15-17Свинец ОстальноеИэ вторичного баббита путем введенияв него недостающего количества меди, Известен способ изготовления баббита маркиБиэ чистых металлов,Недостатком данного способа являетсяиспользование дефицитных металлов, чтоведет к удорожанию себестоимости баббита.Наиболее близким техническим решением является способ получения баббитамарки Б, заключающийся в расплавлении медно-сурьмянистой лигатуры, сурьмыи вторичных сплавов при 680-700 С. Затемделается присадка вторичного металла,свинца, олова,Наиболее близким техническим решением к заявляемой лигатуре является медно-сурьмянистая лигатура, применяемая вбаббитном производстве и содержащая50 меди и 50 сурьмы.Недостатком известного способа является то, что он требует больших материальных затрат, применения дефицитныхцветных металлов, более сложен и можетприменяться только в специализированныхметаллургических цехах.Недостатком известной медно-сурьмянистой лигатуры является ее высокая температура плавления (680-700 С). В то время, держит медь от 9,8 до 1,2. Процентное соотношение других компонентов соответствуют ГОСТУ 1320-74,Для обогащения вторичного баббита медью до содержания ее 1,5-2 используют лигатуру с содержанием меди 5-15.Рассмотрим предельные количества введенной лигатуры во вторичный баббит. Расчет ведем на 100 в. ч. вторичного баббита и на 1 в. ч. лигатуры.А. Расчет верхнего предела количества лигатуры:1. Содержание меди во вторичном баббите 0,8 ь, что составляет 0,8 в. ч.2. Содержание меди в лигатуре 5, что составляет 0,05 в, ч,Необходимо получить баббит с содер 45 50 55 жанием в нем меди 2,0, что составляет 2,0 в. ч. Для этого нужно ввести 1,2 в, ч. в 100 в. как температура вторичного баббита 450480 С. т. е, в случае использования в заявляемом способе медно-сурьмянистойлигатуры, плавку нужно было бы вести при5 680-700 С, что ведет к выгоранию олова,свинца.Заявляемый способ получения баббитазаключается в расплавлении вторичногобаббита и лигатуры на основе свинца, при 10 чем лигатуру вводят в соотношении 0,22-4в.ч. к 10 в.ч. вторичного баббита. Плавкаведется при 450-480 С,Сопоставительный анализ показывает,что заявляемый способ отличается от прото 15 типа тем, что о нем используется лигатурана основе свинца, причем на 10 в.ч. вторичного баббита вводится 0,22-4 в,ч. лигатуры,а плавка ведется при 450 - 480 С,Для осуществления заявляемого спосо 20 ба необходимо вводить во вторичный баббит лигатуру на основе свинца, сповышенным содержанием меди и температурой плавления 450-480 С, Ее структурадолжна представлять равномерное распре 25 деление компонентов в основе лигатурысвинце.Заявляемая лигатура содержит следующие компоненты в соотношении, мас.:Медь 5-1530 Сурьма 15-17Олово 15-17Свинец ОстальноеСопоставительный анализ показывает,что заявляемая лигатура отличается от про 35 тотипа тем, что содержит свинец, олово, амедь содержится в количестве от 5 до 15,сурьма 15-17.Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию па 40 тентоспособности "Новизна".После переплавки вторичный баббитсо 2001963ч, вторичного баббита. На 100 о. ч. вторичного бобби га нужно ввести 40 в. ч. лигатуры.В, Расчет нижнего предела количества лигатуры:1, Содержание меди во вторичном баббите 1,2 , что составляет 1,2 в. ч.2. Содержание меди в лигатуре 15 , что состаоляет 0,15 в. ч,Необходимо получить баббит с содержанием меди 1,5%, что составляет 1,5 в. ч.Для этого нужно ввести 0,3 в, ч, меди в 100 в. ч. вторичного баббита, На 100 в. ч, вторичного баббита нужно ввести 2,2 в. ч. лигатуры.Таким образол 1, на 10 в, ч. вторичного баббита приходится 0,22 - 4 в, ч. лигатуры,Плавка производится при 450-480 С, т. к, она яоляется температурой плавления вторичного баббита и лигатуры,Получение лигатуры на основе свинца с повышенным содержанием меди и низкой температуры плавления (450 - 480 С) затруднено иэ-за большой разницы температур плавления меди (1083 С) и свинца (327 С), а также разницы их удельных весов. Эти факторы способсгоуют ликоации, что ведет к неравномерному распределению меди в лигатуре.Металлографический анализ показывает, что в заявляемой лигатуре мед находится о виде соединения СцзЯп, равномерно распределенного о ее основе - свинце. Это способствует снижению ликвации и равномерному распределению меди в конечном продукте - баббите.Лигатура, содержащая меди выше 15%, не расплавляется прн телпературе плавления вторичного баббита, Содержание меди е лигатуре монсе 5 Я не позволяет обогатить вторичный баббит о полном обьемс до содержания о нем леди 1,5.-2 При содержании сурьмы и олова монсе 15% процесс получвия баббитауслокняетсл, т, к. потребуегсл дополнительное введение этих дсфицитных и дороих компонснтов.Содерканио ц лигатуре олооэ и сурьмы в количестве но болес 17( предусмотрено ГОСТом 1320 - 74.Известен антифрикционный сплав Б(3), в котором медь содержится 5,5-6 , где основой яоляется олово, Указанное количество меди хороцо растооряется о олоое, образуя при этом СцзЯп,В заявляемой лигатуре содержание меди составляет 5-15, содержание олова 15- 170 , Основой же является свинец. Ввиду высокого содержания меди по отношению к олову (о отличие от Б) получают иную структуру сплава. которая имеет темпероту 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ру плавления 450-480" С и обеспечивает равномерное распределение меди в баббите,В литературных источниках не обнаружена лигатура на основе свинца, следовательно заявляемый способ соответствуеткритерию патентоспособности "изобретательский уровень ",На чертеже изображена микроструктура заявляемой лигатуры, из которой видныскелетные выделения в виде крупных иголокСцзЯп и о виде крупных светлых кристалловЬпЯЬ, равномерно распределенных в мягкой основе свинца, изображенного темнымфон ольДля получения баббита с содержаниемкомпонентов в соотношении, мас, :Медь 1,5 - 2Сурьма 15 - 17Олово 15 - 17Свинец ОстальноеРасплавляют вторичный баббит, содержащий 0,8-1,2% меди и доводят до температуры 450-480 С, Затем, согласно расчету,добавляют лигатуру, содержащую компоненты в соотношении, мас, %;Медь 5-15Сурьма 15-17Олово 15-17Сьинец ОстальноеП р и л 1 е р 1. 1. Взято 100 кг вторичногобаббита с содержанием меди 1,2%, что составляет 1,2 кг,2. Взято 1 кг лигатуры с содержаниеммеди 13 , что состаоляет 0.13 кг, Нужнополучить баббит с содер;канием меди 2,что составляет 2 кг. Вторичный баббит содержит 1,2 кг меди,Требуется ввести 0,8 кг меди посредством лигатуры;1 кг лигатуры - 0,13 кг медиХ кг лигатуры - 0,8 кг медиХ = 6 кг лига урьт, е, на 100 кг вторичного бэббита требуется6 кг лигатуры,П р и м е р 2, 1. Взято 100 кг вторичногобаббита с содержанием меди 1 фь, что составляет 1 кг.2. Взято 1 кг лига 1 ура с содержаниеммеди 80 , что составляет 0,08 кг.Нужно получить баббит с содержанием1,5 меди, что состаоляег 1,5 кг меди в 100кг баббита,Баббит содержит 1 кг меди, Требуетсядобавить 0.5 кг меди1 кг лигатуры - 0,08 кг медиХ кг лигатуры - 0,5 кг медиХ=63 кгТ, к. на 100 кг вторичного баббита требуется = 6,3 кг лигатуры, после ввода лигатуры добавляют раскислитель (хлористый2001963 аммоний) и производят заливку подшипников,В таблице представлены составы лигатур и полученного баббита в трех плавках.Плавка 1.Данная лигатура расплавляется притемпературе 450 - 480 С во вторичном баббите и обогащает его медью, Полученныйбаббит соответствует ГОСТУ 1320-74,Плавка 2,В лигатуре содержится 4,1 меди. Привведении лигатуры во вторичный баббитполучают баббит с содержанием меди ниже1,5, что не соответствует ГОСТУ.Плавка 3.В лигатуре содержится 7,20 ь медиПри введении данной лигатуры в Формула изобретения 1, Способ получения баббита, включающий расплавление вторичного баббита и лигатуры, отличающийся тем, что использую лигатуру на основе свинца в соотношении 0,22 4,00 мас.ч. к 10,00 мас.ч, вторичного баббита и плавление ведут при 450 - 480 С.2,Лигатура для получения баббита, содержащая медь и сурьму, сплича;ощаяся расплавленный вторичный баббит (450- 480 С) она не расплавляется и следовательно обогащение медью вторичного баббита не происходит, Способ получения 5 лигатуры; В 4,5 кг расплавленной медивводят 0.15 кг фосфористой меди, 0.15 кг сурьмы и 50 кг вторичного баббитв. Температуру снижают до 600-650 С, вводят 0,02 кг хлористого аммония, Затем произво дят разлив в изложницы по 1 кг при 500550 С.(56) Дмитриев И.К, Производство баббитов, М,: Металлургиздат, 1940, с,15 21, Там же, с,5, Там же, с. 18. тем, что она дополнительно содержит олово и свинец пои следующем соотношении компонентов, масМедьСурьмаОловоСвинец, Ливр ррек Заказ 315 Тираж Под НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж, Раун,с ад наб.,писное роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101