AT166916B - Verfahren zur Herstellung poröser Sinterkörper für Gleitkörper oder Gleitlager - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung poröser Sinterkörper für Gleitkörper oder Gleitlager 
Bei der Herstellung von porösen   Gleitkörpem   oder Gleitlagern durch Pressen und Sintern von reinem Eisenpulver wurde schon versucht, die Gleiteigenschaften besonders im Notlauf durch Zugabe schmieren wirkender Komponenten, z. B. von Graphit, zu verbessern. An Stelle oder neben Graphit wurden ferner Blei, Cadmium, Wismut u. a. weiche Metalle vorgeschlagen. 



   Die technologischen Eigenschaften solcher Gleitlager sind in hohem Masse von den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials und vom Herstellungsweg der Sinterkörper abhängig. So werden z. B. durch den Zusatz weicher Metalle, wie Blei, wohl die Gleiteigenschaften weitgehend verbessert, doch können dabei die Festigkeitseigenschaften eine wesentliche Verschlechterung gegenüber Reincisenlagern erfahren. Ferner ist die Beschaffenheit des Eisenpulvers, sein Gehalt an Kohlenstoff, Mangan, Silicium und sonstigen Beimengungen von massgebendem Einfluss. Es werden daher für solche Gleitlager besondere, meist ganz reine Eisenpulversorten, wie Hametagpulver oder D. P.   G.-Schleuderpulver verwendet,   welche aber wesentlich teurer sind als Eisenschwammpulver. 



   Die Erfindung bezweckt nun unter wirtschaftlich günstiger Auswahl der Ausgangsmaterialien poröse Gleitkörper aus Sintermetall auf Eisenbasis herzustellen, die zufolge einer besonderen
Führung des Herstellungsganges bei optimalen
Gleiteigenschaften gegenüber den bisherigen
Werkstoffen des gleichen Typus verbesserte
Festigkeitseigenschaften aufweisen. 



   Die Gleitkörper oder Gleitlager werden durch
Pressen und Sintern eines Gemisches von Eisen- pulver, Graphit und Blei bzw. leicht reduzier- barem Bleioxydpulver hergestellt. Gemäss der
Erfindung wird dabei das Blei oder Bleioxyd mit Graphit und Mineralöl, zweckmässig durch mehrstündiges Trommeln, innig vermischt und diese Mischung einem Schwammeisenpulver zu- gesetzt. 



   Wesentlich ist, dass das Zusammenmischen sämtlicher Bestandteile in zwei Stufen erfolgt, wobei die erste der Bereitung der Zusatzmischung und die zweite der Bereitung der Endmischung dient. In der ersten Stufe wird eine besonders innige Vermengung der Bestandteile des Zusatz- gemisches erzielt. Die Bleiglätte wird dabei vom Graphit und Maschinenöl derart   eingehüllt,   dass bei dem nach dem Vermischen mit dem Eisenschwammpulver und Pressen erfolgenden Sintern das Bleioxyd ausschliesslich vom Graphit und den feinverteilten Destillationsrückständen des Maschinenöles reduziert wird, das Eisenpulver hingegen nicht als Reduktionsmittel auftritt. Dadurch wird verhindert, dass beim Sinterprozess eine teilweise Rückoxydation des Eisens stattfindet, was zur Bildung von Oxydhäuten im interkristallinen Gefüge führen würde. 



   Der Kohlenstoffgehalt des für das erfindunggemässe Verfahren verwendeten Schwammeisen- pulvers soll so hoch sein, dass er beim Sintern durch Umsetzen mit dem Sauerstoff der Oxyd- reste unter Bildung von Kohlenoxyd praktisch verschwindet oder aber dass sich darüber hinaus ein bestimmter Kohlenstoffgehalt im fertigen
Sinterkörper ergibt. 



   Bei Verwendung eines Eisenpulvers mit hohem Gehalt an Oxydresten, aber zu geringem Kohlenstoffgehalt, wird   zweckmässig   eine zweite Eisenpulversorte beigemengt, die gegenüber ihrem eigenen Gehalt an Oxydresten einen zu hohen Kohlenstoffgehalt aufweist, so dass das Kohlenstoffmanko der ersten Pulversoite ausgeglichen wird. 



   Solche stark gekohlte Eisenpulver können auf einfachem Wege so gewonnen werden, dass bei der Eisenschwammherstellung mit einem vorausberechneten Überschuss an Holzkohle, Graphit od. dgl. gearbeitet wird. Da jedoch in solchen überkohlten Pulvern der Kohlenstoff in nicht verpressbarer Form vorliegt, muss das Rohpulver in eine pressfähige Form übergeführt werden, beispielsweise dadurch, dass es nach seiner Aufmahlung einem halb-bis einstündigen Glühen in Wasserstoff oder wasserstoffhaltiger Atmo- sphäre unterworfen wird.

   Es hat sich gezeigt, dass höchste Festigkeiten der fertigen Sinterkörper dann erhalten werden, wenn von einem Eisen- schwammpulver ausgegangen wird, welches   1-2%   freien, überschüssigen Kohlenstoff enthält und einer derartigen Oberflächenentkohlung unterworfen wird, dass das Ausmass der
Entkohlung etwa   30-50",'"bezogen   auf den
Ausgangskohlenstoffgehalt des Pulvers, be- trägt. 

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   Am günstigsten ist es jedoch, von vornherein ein Eisenschwammpulver zu verwenden, das schon vom Reduktionsprozess her das richtige Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Oxydrest aufweist, so dass die Nachglühung erspart werden kann. 



   Die Mengen der einzelnen Bestandteile des Zusatzgemisches sowie die Menge des fertigen Zusatzgemisches, das später dem Eisenpulver beigegeben wird, ist so zu bemessen, dass im fertigen Sinterkörper sich ein Gehalt von 1 bis 4% Blei und   0'4   bis   1%   Gesamtkohlenstoff ergibt. 



   Für die Herstellung dieses Zusatzgemisches wird Bleiglätte im mehlfeinen Zustande verwendet. Es ist zweckmässig, dass das Bleioxyd mit Metallen, wie Kupfer, Cadmium, Zink,
Arsen, Antimon u. dgl. verunreinigt ist, dass also technische oder rohe Glätte aus Bleihütten- betrieben verwendet wird, welche die erwähnten
Metalle in einer Menge von einigen Zehntel- prozenten als Oxyd enthält. Besonders Kupfer soll in einer Konzentration von 0'05 bis 0'5% im fertigen Sinterkörper vorhanden sein, was sich bezüglich der Festigkeit des Endproduktes ausser-   ordentlich günstig auswirkt. Es ist daher angezeigt,   dem Gemisch von Bleioxyd, Graphit und Maschinenöl gegebenenfalls noch eine leicht reduzierbare Kupferverbindung, z. B. Kupferoxyd, in solchen Mengen beizumischen, dass der angegebene Kupfergehalt im fertigen Sinterkörper erhalten wird.

   Die Anwesenheit der erwähnten Metalle als Verunreinigungen des Bleis hat sich auch noch insofern als sehr wichtig erwiesen, als selbst ganz geringe Beimengungen an diesen Metallen das kapillarchemische Verhalten des Bleis im porösen Körper während des Sinterprozesses so beeinflussen, dass ein Ausseigern des Bleis weitgehend verhindert wird. 



   Der Graphit muss ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von   0-09 mm   passiert haben. Er muss möglichst frei von Aschenbestandteilen sein, welche Bedingung bei Verwendung von Elek- trodenabfall gegeben ist. 



   Die fertige Mischung wird in Formen gepresst und bei Temperaturen über   1000 C   in einer reduzierenden Atmosphäre oder im Vakuum gesintert. 



   Bei der Herstellung hoher Formkörper, z. B. von Buchsen oder   Hohlzylindern,   die stehend gesintert werden müssen, weil sie sich ansonsten deformieren, empfiehlt es sich, die   Sinterzeit   zu unterteilen und das Sintern mindestens in zwei
Stufen vorzunehmen. Nach der ersten Stufe wird der Körper um   180  gewendet.   



   Die Wirkung dieser Massnahme besteht in der Erzielung einer gleichmässigen Verteilung des
Bleis über den Sinterkörper, weil das Blei während des Sinterprozesses das Bestreben hat, durch die Poren nacn unten zu wandern und unten auszutreten ("Ausseigern"), so dass es bei hohen Körpern selbst nach kurzer Zeit schon zu einer gewissen Differenzierung des Blei- gehaltes zwischen dem oberen und dem unteren
Teil des Körpers kommt, einer Differenzierung, die durch das Umkehren der Körper wieder rückgängig gemacht wird. Durch diese Massnahme werden die Bleiverluste, die sich durch das Ausseigem zwangsläufig ergeben, wesentlich verringert. 



   Ausführungsbeispiel : 
Es wird von einem Eisenpulver folgender sammensetzung ausgegangen : 98-22% Fe, 
 EMI2.1 
 (davon   0-20% perlitisch, 0-40%   graphitisch), Rest Oxydsauerstoff. 90% dieses Eisenpulvers hat   eine Korngrösse   unter 100   (-1.,   30% eine solche unter 40   {j..   Seine   Klopdichte   beträgt rund 2-1. 



   Zur Herstellung des Zusatzgemisches werden 50   Gew.-Teile   mehlfeine Bleiglätte mit 1 Gew.Teil mehlfeinem Kupferoxyd, 8   Gew.-Teilen   Elektrodengraphit   (Korngrösse   unter 90   p)   und 5   Gew.-Teilen   gebrauchtem Maschinenöl   (d=0-890)   durch achtstündige Trommeln innig gemischt. 



   64 Gew.-Teile dieses Zusatzgemisches werden nun mit 1000 Gew.-Teilen Eisenpulver etwa 4 Stunden lang in einer Mischtrommel vermengt. 



   Aus dieser Mischung werden Hohlzylinder mit einer Höhe von 120   mm,   96   mm äusserem   Durchmesser und 55 mm Bohrung bei einem Pressdruck von 6   tlcm2   geformt. Die Formkörper werden bei   1150o C   15 Min. in einem wasserstoffhältigen
Schutzgas gesintert. Der Sinterkörper enthält 
 EMI2.2 
   0. 2200 graphitisch),   Rest Oxydsauerstoff. Er hat eine Dichte von 6-1, sein scheinbares (ölaktives)   Porenvolumen beträgt 18 Volumsprozente, seine Zugfestigkeit 14-4 mm2.   



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung poröser Sinterkörper für Gleitkörper oder Gleitlager durch Pressen und Sintern eines Gemisches von Eisenpulver, Graphit und Blei bzw. leicht reduzierbarem Bleioxydpulver, dadurch gekennzeichnet, dass Blei oder Bleioxyd mit Graphit und Mineralöl, zweckmässig durch mehrstündiges Trommeln, innig miteinander vermischt werden und diese Mischung einem Schwammeisenpulver zugesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Eisenschwammpulver mit 1-2% Kohlenstoff ausgegangen wird, dessen Kohlenstoffgehalt durch Oberflächenentkohlung in wasserstoff hältiger Atmosphäre um 30-50% vermindert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzmischung eine leicht reduzierbare Kupferverbindung zugesetzt wird. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bleikomponente des Zusatzgemisches feinst gemahlene rohe Glätte verwendet wird, welche Kupferoxyd und gegebenenfalls noch Oxyde anderer Metalle, wie Cadmium, Zink, Arsen und Antimon, enthält.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass besonders bei hohen Presslingen, wie hohen Büchsen oder Hohlzylindern, die stehend gesintert werden müssen, der Presskörper im Verlaufe der Sinterung mindestens einmal um 180"gewendet wird.