Способ получения баббита и лигатура для его осуществления

 

Способ получения баббита включает расплавление вторичного баббита до 450 - 480° С. 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 сл.ф-лы. 1 ил, 1 табл.

(19) RU (11)

)5i) 22 С 1 О

I <®ВЗНЯЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5055075/02 (22) 17.0792 (46) 30.1093 Бюп. йа 39-40 (71) Управление Восточно-Сибирской железной дороги (72) Ратников Н.Н. (73) Локомотивное депо ст.Иркутск-сортировочный (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАББИТА И ЛИГАТУРА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Способ получения баббита включает расплавление вторичного баббита до 450 — 480 С, введе-ние лигатуры, содержащей компоненты в соотношении, мас%: медь 5 — 15; сурьма 15 — 17; олово

15 — 17; свинец остальное. Лигатура бере ся в соотношении 0,22 — 4 масч к 10 масч вторичного баббита 2 сп.ф-лы, 1 ил. 1 табл.

1Э.

CO

CO

1О

Ch (.фЭ

2001963

Изобретение относится к металлургии сплавов цветных металлов, в частности к антифрикционным сплавам, и может быть использовано в железнодорожном транспорте для заливки подшипников в локомот.ивах, Для заливки подшипников в локомотивах используют баббит марки Б-16, который согласно ГОСТУ 1320-74 содержит следующие компоненты в соотношении, мас. :

Медь 1,5-2,0

Сурьма 15 — 17

Олово 15-17

Свинец Остальное

При ремонте подшипников вторичный баббит (выплавленный баббит) нельзя использовать для заливки подшипников из-за недостаточного содержания в нем меди (содержание меди во вторичном баббите составляет 0,8-1,2 ), в результате чего он отправляется в металлолом.

С целью экономии баббита (в частности

Б-16) и снижения себестоимости ремонта подшипников возникла необходимость в получении баббита, отвечающему ГОСТУ

1320-74, с содержанием следующих компонентов в соотнолении. мас. %:

Медь 1,5 — 2,0

Сурьма 15 — 17

Олово 15-17

Свинец Остальное

Иэ вторичного баббита путем введения в него недостающего количества меди, Известен способ изготовления баббита марки

Б-16 иэ чистых металлов.

Недостатком данного способа является использование дефицитных металлов, что ведет к удорожанию себестоимости баббита.

Наиболее близким техническим решением является способ получения баббита марки Б-16, заключающийся в расплавлении медно-сурьмянистой лигатуры, сурьмы и вторичных сплавов при 680-700 С. Затем делается присадка вторичного металла, свинца, олова.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой. лигатуре является медно-сурьмянистая лигатура, применяемая в баббитном производстве и содержащая

50 меди и 50 сурьмы. . Недостатком известного способа является то, что он требует больших материальных затрат, применения дефицитных цветных металлов, более сложен и может применяться только в специализированных металлургических цехах.

Недостатком известной медно-сурьмянистой лигатуры является ее высокая температура плавления (680-700 С). В то время, держит медь от g 8 до 12$ Процентное соотношение других компонентов соответствуют ГОСТУ 1320-74.

Для обогащения вторичного баббита медью до содержания ее 1,5-27ь используют лигатуру с содержанием меди 5-157ь.

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, что составляет 0,8 в. ч.

2. Содержание меди в лигатуре 57ь, что составляет 0,05 в, ч, Необходимо получить баббит с содер45

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-сурьмянистой лигатуры, плавку нужно было бы вести при

680-700 С, что ведет к выгоранию олова, свинца.

Заявляемый способ получения баббита заключается в расплавлении вторичного баббита и лигатуры на основе свинца, при10 чем лигатуру вводят в соотношении 0,22-4 в.ч. к 10 в.ч. вторичного баббита. Плавка ведется при 450-480ОC.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от прото15 типа тем, что в нем используется лигатура на 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 спосо20 ба необходимо вводить во вторичный баббит лигатуру на основе свинца, с повышенным содержанием меди и температурой плавления 450-480 С, Ее структура должна представлять равномерное распре25 деление компонентов в основе лигатурысвинце.

Заявляемая лигатура содержит следующие компоненты в соотношении, мас. :

Медь 5-15

30 Сурьма 15-17

Олово 15-17

Свинец Остальное

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемая лигатура отличается от про35 тотипа тем, что содержит свинец, олово, а медь содержится в количестве от 5 до 15ф>, сурьма 15-17 .

Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию па40 тентоспособности "Новизна".

После переплавки вторичный баббитсо2001963 ч. 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 с оста sn я ет 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 образол1, на 10 в. ч. вторичного баббита приходится 0,22 — 4 в, ч. лигатуры, Плавка производится при 450-480 С, т. к, она является 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 t:.), а также разницы их удельных весов. Эти факторы способсгоуют ликвации, что ведет к неравномерному распределению меди в лигатуре.

Металлографический анализ показывает, что в заявляемой лигатуре мед>> находится в виде соединения CuSn, 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 прп тел>пературе плавления вторичного баббита, Содержание меди в лигатуре монсе 5 не позволяет обогатить вторичный баббит в полном объеме дп содержания о tiers л>еди 1,5--2 .

При содержании сурьмы и олова монсе

15% проц<;сс получв> ия баббитаусло>княетсл, т, к. потребуегсл дополнительное введение этих дсфицитных и доро>их компонснтов.

Содер>канис и лигатуре олово и сурьмы в количестве но болес 17 (, предусмотрено

ГОСТом 1320 — 74.

Известен антифрикционный сплав Б-83 (3), в котором медь содержится 5,5-6, где основой является олово, Указанное количество меди хорошо растооряется в олове, образуя при этом СаэЯп, В заявляемой лигатуре содержание меди составляет 5-15, содержание олова 1517 . Основой же является свинец. Ввиду высокого содержания меди по отношению к олову (в отличие от Б-83) получают иную структуру сплава. которая имеет темпероту5

55 ру плавления 450-480" С и обеспечивает равномерное распределение меди в баббите.

B литературных источниках не обнаружена лигатура на основе свинца, следовательно заявляемый способ соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень ", На чертеже изображена микроструктура заявляемой лигатуры, из которой видны скелетные выделения в виде крупных иголок

С»эмап и о виде крупных светлых кристаллов

SI1Sb, равномерно распределенных в мягкой основе свинца, изображенного темным фон оль

Для получения баббита с содержанием компонентов в соотношении, мас. ф,:

Медь 1,5 — 2

Сурьма 15-17

Олово 15 — 17

Свинец Остальное

Расплавляют 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 5-15

Сурьма 15-17

Олово 15-17

Сьинец Остальное

П р и л1 е р 1. 1. Взято 100 кг вторичного баббита с содержанием меди 1,2%, что составляет 1,2 кг, 2. Взято 1 кг лигатуры с содержанием меди 13, что составляет 0.13 кг, Нужно получить баббит с содер:канием меди 2, что составляет 2 кг. Вторичный баббит содержит 1,2 кг меди, Требуется ввести 0,8 кг меди посредстВ0М лигатуры;

1 кг лигатуры — 0,13 кг меди

Х кг лигатуры — 0,8 кг меди

Х =- 6 ir лигатурь:, т. е, на 100 кг вторичного бэббита требуется

6 кг лигатуры, Пример 2, 1. Взято 100 «г вторичного бабб>ита r. содержанием меди 1ф,, что составляет 1 кг.

2. Взято 1 кг лига1ура с содержанием меди 8, что составляет 0,08 кг.

Нужно получить баббит с содержанием

1,5 меди, что состаоляег 1,5 кг меди в 100 кг баббита.

Баббит содержит 1 кг меди, Требуется добавить 0.5 кг меди

1 кг лигатуры — 0,08 кг меди

X кг лигатуры — 0,5 кг меди

X=63 êã

Т. к. на 100 кг вторичного баббита требуется = 6,3 кг лигатуры, после ввода лигатуры добавляют раскислитель (хлористый

2001963 аммоний) и производят заливку подшипников.

В таблице представлены составы лигатур и полученного баббита в трех плавках.

Плавка 1.

Данная лигатура расплавляется при температуре 450 — 480 С во вторичном баббите и обогащает его медью, Полученный баббит соответствует ГОСТУ 1320-74.

Плавка 2.

В лигатуре содержится 4,1 меди. При введении лигатуры во вторичный баббит получают баббит с содержанием меди ниже

1,5, что не соответствует ГОСТУ.

Плавка 3.

В лигатуре содержится !7,2;4 меди.

При введении данной лигатуры в

Формула изобретения

1, Способ получения баббита, включающий расплавление вторичного баббита и лигатуры, отличающийся тем, что использую1 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, о1лича:ощаяся расплавленный вторичный баббит (450480 С) она не расплавляется и следовательно обогащение медью вторичного баббита не происходит, Способ получения

5 лигатуры: В 4,5 кг расплавленной меди вводят 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 произво10 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, мас. J(,.

Медь

<. Урьма

Олово

Свинец

2001953

Составитель В. (ла ;

Техред М. Морген;;: Корректор Л. Ливринц

Редактор С, Кулакова

Заказ 3157

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Росинанта

113035, Москва, Ж-35, Рау ьскал наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101