バビットメタル：低摩擦軸受用合金

組成と微細組織

従来のバビット合金は、スズまたは鉛など比較的軟らかい金属を主成分とし、より硬い相を形成する元素を少量含む。一般的には銅とアンチモンが用いられる。微細組織は通常、軟らかい母相中に硬質の粒子または結晶が分散したものとなる。しゅう動により軟質材料が摩耗すると硬い粒子が露出し、微小な空隙や溝をつくる。これらは潤滑剤の貯留部として働き、摩擦を低減して回転軸を保護する。このためバビットのライニングは、わずかな芯ずれになじむとともに、小さな異物を軸に傷を付けずに埋め込むことができる。

製造と組付け

バビットを用いた軸受は、溶融合金を軸受シェルまたはハウジングへ鋳込み、冷却して製造されることが多い。鋳造後、表面を機械加工、きさげ加工、または旋削し、最終的な形状とすきまに仕上げる。流体潤滑と長い使用寿命には、適切な油すきまと表面仕上げが重要である。ライニングが損傷または摩耗した場合、古い金属を除去して再鋳造するか、溶接して表面を再仕上げすることで修復できることが多い。この補修可能性は、保守における重要な利点であった。

用途と例

バビットメタルは1世紀以上にわたり、荷重を受けて回転する軸を持つエンジン、ポンプ、タービン、発電機、大型産業機械に用いられてきた。構造用合金ではなく、なじみ性があり犠牲的に摩耗する軸受面が必要な箇所で選ばれるライニング材料である。軸受を使う身近な品には、フィジェットスピナーや自転車の車輪があるが、多くの消費者向け製品では別種の軸受が使われている。バビットライニングは、特に重機、旧式設備、現場での補修性が重視される場合に一般的である。背景については一般的な軸受の解説を参照。

健康、環境、および代替材料

歴史的なバビット合金の一部には鉛が含まれるため、環境および健康への配慮から、スズ系または鉛を含まない合金、ならびに青銅、焼結粉末、ポリマー複合材などの代替軸受材料が採用されてきた。材料の選定では、荷重、速度、潤滑状態、補修可能性の均衡を考慮する。リスク低減のため、適切な取扱い、スクラップのリサイクル、危険性のより低い組成への代替が、現代では一般的に行われている。

注記

• 組成は用途および地域によって異なる。
• バビット加工は、多くの産業技能職で現在も教えられている保守作業である。