Babit (hợp kim)
Tổng quan

Babit là hợp kim có thành phần chủ yếu là thiếc (Sn) hoặc chì (Pb), tạo thành một nền mềm, có xen các hạt rắn antimon (Sb), đồng (Cu), nickel (Ni), cadmi (Cd)... Babit có đặc tính giảm ma sát, giảm mài mòn, và chống dính rất tốt. Tuy nhiên, vì cơ tính thấp cho nên babit chỉ dùng để tráng thành một lớp mỏng khoảng vài phần mười milimet (dưới 0,04 inch) lên vật liệu lót ổ có độ bền cao hơn như đồng thanh, thép, hoặc gang. Với độ cứng thấp, các loại hợp kim babit có khả năng giữ tạp bẩn, giữ đồng trục với trục ổ trượt tốt, và tương thích tốt hơn với ngõng trục bằng thép so với các loại vật liệu lót ổ khác như hợp kim kẽm, đồng, gang xám...
Để nâng cao độ bền mỏi cho các động cơ tịnh tiến, người ta phủ một lớp babit mỏng (khoảng 0,001 inch) lên bề mặt ổ trượt động cơ. Đối với động cơ tịnh tiến chịu tải trọng lớn, thông thường được dùng tới ba lớp babit. Trên nền hợp kim như thép, một lớp babit chì SAE 19 hoặc 190 được mạ điện hoặc đúc chính xác với lớp trung gian dày từ 0,1 đến 0,3 inch bằng hợp kim đồng–nickel, đồng–chì, nhôm, hoặc bạc mạ điện.
Babit được chia thành hai nhóm chính: babit nền thiếc (tin-based babbitt) và babit nền chì (lead-based babbitt). Ngoài ra còn có babit nền nhôm (aluminum-based babbitt) và babit nền kẽm (zinc-based babbitt).
Babit nền thiếc, hay còn được gọi là babit thiếc, là hợp kim trên cơ sở thiếc (Sn) với 3–8,5% đồng (Cu) và 4–8,5 % antimon (Sb). Babit thiếc có đặc tính dẻo, dẫn nhiệt tốt, bền, được dùng khi có tải trọng, áp suất, và vận tốc cao (pv >= 15 MPa.m/s) như trong tuabin, động cơ diesel Babit thiếc có thể làm việc với áp suất p lên tới 10 MPa, nhiệt độ 150 °C, và vận tốc pv lên tới 15 MPa.m/s. Babit thiếc thường có độ cứng Brinell (HB) từ 20 đến 30 HB. Vì dễ bị nóng chảy nên babit thiếc chỉ làm việc ở nhiệt độ dưới 110 °C. Babit thiếc có độ bền mòn thấp, do đó không chịu được va đập mạnh. Ở Việt Nam, các vật liệu babit nền thiếc thường gặp có mác B83, B89, B91, B93 (tương ứng có 83%, 89%, 91%, 93% thiếc trong cấu tạo hợp kim). Babit thiếc, với thành phần chứa 3–8% đồng và 5–8% antimon, có khả năng chống ăn mòn tốt. Babit thiếc SAE 12 (ASTM Grade #2) được dùng phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất xe hơi và các ngành công nghiệp khác. Tổ chức tế vi của babit thiếc có nền mềm là dung dịch rắn Sn; hạt cứng có pha là SnSb và hợp kim Cu3Sn (hay Cu6Sn5).
Babit nền chì hay còn gọi là babit chì, là hợp kim trên cơ sở chì (Pb) với 6–16% thiếc (Sn) và 6–16 % antimon (Sb). Babit chì thường được dùng khi cần tiết kiệm thiếc, trong động cơ có điều kiện làm việc ít chịu va đập lớn, ví dụ loại babit mác COC 6–6 (thành phần gồm: 88% chì, 6% thiếc, 6% antimon). Ngoài ra có thể dùng babit chì–thiếc mác B16 để thay thế babit nhiều thiếc. Khi ổ lót làm việc với chế độ tải trọng và vận tốc trung bình–thấp, trong điều kiện ít va đập, có thể dùng babit chì BK có thành phần hoàn toàn không chứa thiếc. Loại này được dùng nhiều trong các ổ trục bánh xe lửa. Babit chì có thể làm việc với áp suất p lên tới 8,3 MPa (tương đương 1.200 psi), nhiệt độ 150 °C, và vận tốc pv lên tới 15 MPa.m/s. Độ cứng HB của babit chì thông thường khoảng từ 15 HB đến 25 HB. Các loại babit chì SAE 13, 14, 15, có thành phần chứa 9–16% antimon và 12% thiếc nhằm tăng tính chống ăn mòn; do vậy, giá thành rẻ hơn và ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp. Babit chì có tổ chức tế vi với nền mềm là hỗn hợp cùng tinh Pb–Sb; hạt cứng có pha là SnSb và hợp kim Cu3Sn.