CHƯƠNG 4: KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU
3. HỢP KIM LÀM Ổ TRƯỢT
3.1. Khái niệm.
Babit là tên gọi của các loại hợp kim làm ổ trượt trên cơ sở của các kim loại dễ chảy như: Sn, Pb. Babít là hợp kim được sử dụng nhiều trong chế tạo cơ khí, chủ yếu làm các ổ trượt vì nó có hệ số ma sát nhỏ, khả năng chịu mài mòn cao và giữ dầu tốt.
3.2. Yêu cầu kỹ thuật.
- Có hệ số ma sát nhỏ với bề mặt trực tiếp. Đây lầ yêu cầu quan trọng nhất với hợp kim làm ổ trượt.
- Chịu được áp lực lớn và lâu mỏi.
- Có khả năng tạo màng dầu bôi trơn tốt.
- Có khả năng truyền nhiệt tốt.
- Có tính công nghệ tốt. Đó là dễ đúc, khả năng bám dính cao vào máng thép.
3.3. Cấu tạo và phân loại hợp kim babit.
3.3.1. Cấu tạo của hợp kim.Hợp kim làm ổ trượt thường có cấu trúc không đồng nhất (hình 3-1). Trên một nền cơ bản là kim loại mềm có chứa các hạt cứng.
Các hạt cứng làm nhiệm vụ đỡ trục quay và phân bố đều trên bề mặt tiếp xúc với trục quay, còn phần nền mềm thì mòn nhanh tạo nên màng dầu bôi trơn cho bề mặt ma sát. Hiện nay người ta dùng các loại hợp kim dễ nóng chảy có thành phần cơ bản là thiếc và chì ngoài ra còn có các nguyên tố khác như niken, canxi...vv.
Khi chế tạo các ổ trượt người ta tráng lớp hợp kim babít đó lên bền mặt của gộp thép để tạo thành các ổ đỡ.
3.3.2. Phân loại babít: Hiện nay người ta thường sử dụng các loại babit sau:
a. Babit thiếc.
- Đặc điểm:
Hợp kim gồm hai cấu tử chính là Sn và Sb, ngoài ra nó còn chứa một lượng Cu (3 - 6%). có ưu điểm lớn là kết hợp tốt nhất giữa cơ và lý tính, ma sát nhỏ, tính chống ăn mòn cao, nhược điểm hàm lượng Sn (80 - 90%) nên khá đắt. Thường dùng cho các ổ trượt quan trọng làm việc với tốc độ lớn và trung bình như trong các tuốcbin hơi, máy nén kiểu tuốcbin, ổ đỡ trục chân vịt.
- Ký hiệu:
+ Theo ký hiệu của Nga (ΓOCT): Babít được ký hiệu chữ Б, phía sau có hai con số chỉ % của thiếc, lượng còn lại là đồng (Cu) và ăngtimon (Sb). Ví dụ Б83 có nghĩa là 83% là thiếc, Sb = 11%, Cu = 6%.
+ Theo kí hiệu của Hoa kì (UNS): Có các mác hợp kim babit L13820, L13890. Các mác trên tương ứng với loại Б83 và Б88 của Nga.
b. Babít chì.
Hình 4-1. Sơ đồ cấu trúc của hợp kim babit.
- Đặc điểm:
Là hợp kim trên cơ sở Pb với các nguyên tố: Sn = 6-16%, Sb = 6-16%, Cu 1%.
Babít chì dùng làm ổ trượt các loại có tải trọng tĩnh hoặc tải trọng nhỏ.
- Kí hiệu:
Theo kí hiệu của Nga (ΓOCT). Babít được ký hiệu chữ Б, phía sau là con số chỉ
% của thiếc. ví dụ Mác Б16 có Pb = 66%, Sn = 16%, Sb = 16%, Cu = 2%.
Bảng 4-6. Kí hiệu, thành phần và công dụng một số loại babit thiếc và chì
Ký hiệu Thành phần % Cộng dụng
Б83
Thiếc: 83 Antimon: 11
Đồng: 6
Dùng làm các ổ trượt của các trục khuỷu, thanh truyền, làm việc có tải trọng va đập với P x V >
100kG/cm2 x m/s và nếu làm việc với tải trọng tĩnh thì P x V > 150kG/cm2 x m/s
Б16
Chì: 66 Thiếc: 16 Antimon: 16
Đồng: 2
Dùng làm các ổ trượt có tải trọng tĩnh P x V <
60kG/cm2 x m/s
БH
Chì: 73 Thiếc: 10 Antimon: 14
Đồng: 2 Ni ken: 1
Dùng làm các ổ trượt của động cơ đốt trong, các máy cán thép, các hộp giảm tốc…Thay thể cho Б83 khi làm việc tải trọng tĩnh hoặc va đập với P x V < 60kG/cm2 x m/s
БT
Chì: ≈ 74 Thiếc: 10 Antimon: 15
Đồng: 1 Telu: 0,05 – 0,2
Dùng làm các ổ trượt của ô tô máy kéo, chịu tải trọng tĩnh hoặc va đập với P x V < 60kG/cm2 x m/s
БK2
Chì: 97 Thiếc: 2 Can xi: 0,5
Natri: 0,5
Dùng làm các ổ trượt cho các toa xe, đầu tàu Diezen
c. Babit hợp kim nhôm.
- Đặc điểm:
Hợp kim nhôm là loại đáp ứng khá toàn diện các yêu cầu đối với ổ trượt và hiện nay được dùng rất rộng rãi trên các loại máy móc, vì nó có ma sát nhỏ, nhẹ, tính dẫn nhiệt cao, khả năng chống ăn mòn cao trong dầu, đặc biệt là cơ tính cao hơn các loại babit thiếc và chì. Tuy vậy tính công nghệ của hợp kim nhôm hơi kém.
- Tính chất:
Hiện nay dùng phổ biến hơn cả là hệ Al – Sn. Trong đó lượng Sn = 3 - 20%.
Ngoài ra còn có các nguyên tố như Cu, Ni, Si. Nhờ vậy chúng tạo nên các pha mềm ngay trong hạt dung dịch rắn của Al.
- Kí hiệu:
Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). Hợp kim nhôm Babit được kí hiệu bằng chữ AO, kèm theo các con số chỉ % lượng Sn và Cu. Ví dụ mác AO9 - 2 có nghĩa là có 9% Sn, 2% Cu còn lại 89% Al.
- Ứng dụng:
Trên động cơ ô tô các hợp kim này được dùng làm ổ đỡ của trục cam cơ cấu phối khí động cơ đốt trong.
Câu hỏi ôn tập chương 4
Câu 1: Trình bày tính chất, ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam, Nga, Hoa Kỳ và công dụng của nhôm nguyên chất.
Câu 2: Thế nào là hợp kim làm ổ trượt ? Cho biết yêu cầu của hợp kim làm ổ trượt, đặc điểm và ký hiệu theo tiêu chuẩn Nga của Babit thiếc.
Câu 3: Kẻ bảng và liệt kê ký hiệu, thành phần, công dụng của các mác đồng nguyên chất.