AT149339B - Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerwerkstoffen mit feinem Gefüge. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   Gleitlagerwerkstoffen   mit feinem Gefüge. 



   Bei Gleitlagern für   umlaufende   oder schwingende Maschinenteile hat sich gezeigt, dass der übliche Weissmetallausguss bei hohen Gleitflächenbelastungen leicht rissig wird und infolgedessen einen sicheren Betrieb nicht mehr gewährleistet. Bei Verwendung von Bleibronze als Lagerausguss ist zwar die Neigung zur Rissbildung erheblich geringer, solche Lager sind aber bei hohen Belastungen in bezug auf ihre Lauffähigkeit sehr empfindlich, neigen zum Fressen und nutzen die Wellen stark ab. 



   Versuche haben gezeigt, dass einige   Leichtmetallegierungen,   insbesondere auf Aluminiumgrund- lage, Lagermetalle ergeben, die erheblich höhere Belastungen aushalten als Weissmetall und Bleibronze und dabei den Vorteil höherer Warmfestigkeit haben. Unter andern sind vor längerer Zeit auch Legie- rungen von Aluminium mit Nickel vorgeschlagen worden, die aber im praktischen Betrieb sich nicht bewährt haben, da sie zum Schmieren und Fressen neigten. Auch neuere Aluminiumlegierungen, bei welchen primär ausgeschiedene sehr harte Kristallkörper (sogenannte Tragkristalle) in eine weichere
Grundmasse eingebettet sind, wie z. B. hochsiliziumhaltige, die an und für sich gute Laufeigenschaften haben, neigen zu derartigen Betriebsstörungen. 



   Eingehende Untersuchungen haben nun ergeben, dass die Neigung zum Fressen mit dem Gefügeaufbau der Leichtlegierungen in engem Zusammenhang steht. Die primären Tragkristalle sind als intermetallische Verbindungen meist sehr spröde und bröckeln daher umso leichter aus, je gröber sie ausgeschieden sind. Beispielsweise zeigt eine übereutektische Silizium-Aluminium-Legierung nach der Bearbeitung auf ihrer Lauffläche unter dem Mikroskop feine Löcher, in denen vorher Primärkristalle gesessen hatten, die infolge ihrer Härte nicht durch den Drehstrahl abgeschnitten, sondern   zerbröckelt   und teilweise oder ganz herausgerissen waren, oder bei denen wenigstens die Verbindung mit der Grundmasse gelockert wurde.

   Diese nur locker sitzenden Kristalle bzw.   Kristallbruchstücke   lösen sich nun im Betriebe des Lagers leicht vollends aus der Grundmasse heraus und geraten zwischen Welle und Lagerschale, wobei sie zu Riefenbildung und schliesslich zum Fressen der Welle führen. Aus diesem
Grunde erweist es sich auch als unzweckmässig, die Gleitfläche von Lagern aus derartigen Legierungen der Welle durch Schaben genau anzupassen, weil durch das Schaben die Tragkristalle besonders stark beschädigt und gelockert werden. 



   Auch   übereutektische   Legierungen des Aluminiums mit einem oder mehreren Metallen, deren Kernladungszahl, d. i. die Anzahl der Elektronen, die, zusammen mit dem Atomkern, ein Atom des betreffenden Elementes bilden, zwischen 24 und 28 liegt (Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel), verhalten sich ähnlich, wenn sie in gewöhnlicher Weise vergossen werden. Diese Legierungen neigen zu besonders grober, nadliger bzw. schuppiger Ausscheidung von Primärkristallen, die dann bei der Bearbeitung der Lauffläche in ähnlicher Weise, wie oben geschildert, ausbrechen können.

   Eingehende Versuche haben nun gezeigt, dass es durch besondere mechanische oder auch metallurgische Behandlung solcher   übereutektischer   Legierungen gelingt, an Stelle der groben, nadeligen oder schuppigen Primärkristalle solche in Gestalt kleinerer, mehr rundliche Körner zu erzielen, die nun in der Grundmasse viel fester eingebettet sind und sich bei der Bearbeitung nicht lockern. Lager aus einer so behandelten übereutektischen   Aluminiumlegierung können   daher auch in üblicher Weise eingeschabt werden und weisen vorzügliche Laufeigenschaften auf, während die bekannten Lagerleichtmetalle mit harten Tragkristallen nur dann eine befriedigende Lauffähigkeit zeigen, wenn sie mit dem Diamant bearbeitet worden sind. 



   In rein mechanischer Weise kann die Verfeinerung der Tragkristalle von derartigen übereutektischen Leichtmetallegierungen erfolgen, indem die Gusslegienmg mit noch zunächst grob ausgeschiedenen 

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 Primärkristallen einem Knetvorgang (Schmieden, Pressen, Walzen, Hämmern usw.) unterworfen wird, wobei die Primärkristalle zertrümmert und so fester in die Grundmasse eingebettet werden. Da durch diese Behandlung, wie an sich bekannt, auch die Festigkeitseigenschaften der Legierung verbessert werden, so ergibt sich daraus gleichzeitig noch eine höhere Belastbarkeit des Lagers als bei Benutzung eines nur gegossenen Werkstoffes, dessen Gefüge nicht durch eine besondere Behandlung verfeinert wurde. 



   Es ist aber auch möglich, die Verfeinerung der Tragkristalle auf metallurgischem Wege herbeizuführen, indem den eine übereutektische Legierung ergebenden Hauptbestandteilen noch Titan in einer so geringen Menge, dass sich noch keine primären Kristalle von Titanmetalliden bilden (unter   0'5%), hinzugefügt   wird. Dieser Titanzusatz hat nicht nur, wie an sich bekannt, eine Verfeinerung des Gefüges der Grundmasse zur Folge, sondern er bewirkt vor allem die Bildung kleinerer, fester in der Grundmasse haftender Primärkristalle, die bei der Verwendung der Legierung als Gleitlagerwerkstoff als Tragkristalle wirken. 



   Ein besonders gute Laufeigenschaften aufweisender Werkstoff für Gleitlager ergibt sieh, wenn   einer Aluminium-Niekel-Legierung mit 6'5% Nickel ein Zusatz von höchstens 0'5% Titan hinzugefügtwird.   



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerwerkstoffen mit feinem Gefüge, dadurch gekennzeichnet, dass eine   übereutektische   Legierung aus Aluminium und einem oder mehreren Elementen mit einer Kernladungszahl zwischen 24 und 28, bei welcher grob ausgeschiedene härtere Tragkristalle in einer weicheren Grundmasse eingebettet sind, einem Kornverfeinerungsverfahren, z. B. durch mechanische Knetbehandlung oder auf metallurgischem Wege durch einen Zusatz von nicht mehr als   0'5% Titan,   unterworfen wird.

Claims (1)

1. 2. Gleitlagerwerkstoff nach Anspruch 1, bestehend aus 6'5% Nickel, höchstens 0'5% Titan, Rest Aluminium.