DE102006023384A1

DE102006023384A1 - Verwendung eines Gleitlagers

Info

Publication number: DE102006023384A1
Application number: DE102006023384A
Authority: DE
Inventors: Konrad Roeingh; Karl Keller
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-22
Also published as: CN101421526A; JP4988824B2; RU2008149697A; RU2415314C2; BRPI0710827A2; US8256964B2; CN101421526B; WO2007131599A1; ZA200807526B; JP2009534597A; ATE493589T1; DE502007006112D1; US20090232431A1; EP2019927A1; EP2019927B1

Abstract

Bei einer Verwendung eines Gleitlagers in der Hüttentechnik, vorzugsweise bei Stranggießanlagen, Walzwerksanlagen, insbesondere bei Walzgerüsten, Pressen oder dergleichen, mit wenigstens einem aus einem eisenhaltigen Grundwerkstoff bestehenden Lagerbuchse (24), die laufflächenseitig mit einer aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehenden Beschichtung (8, 26) versehen ist, die als aufgeschmolzene Lage ausgebildet und mit dem Grundmaterial durch eine FeSn<SUB>2</SUB> enthaltende Verbindungszone (9) metallurgisch verbunden ist, lässt sich dadurch eine hohe Lebensdauer erreichen, dass die Dicke der FeSn<SUB>2</SUB> enthaltenden Verbindungszone (9) höchstens 5 µm beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung eines Gleitlagers in der Hüttentechnik, vorzugsweise bei Stranggießanlagen, Walzwerksanlagen, insbesondere bei Walzgerüsten, Pressen oder dgl., mit einer aus einem eisenhaltigen Grundwerkstoff bestehenden Lagerbuchse, die laufflächenseitig mit einer aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehenden Beschichtung versehen ist, die mit dem Grundmaterial durch eine FeSn₂ enthaltende Verbindungszone metallurgisch verbunden ist.
Aus der WO 00/23718 sind ein Gleitlager sowie ein Verfahren eingangs erwähnter Art bekannt. Gemäß diesem bekannten Vorschlag wird die aus Weißmetall beste- hende Beschichtung an das aus einem Eisenwerkstoff bestehende Tragteil/Lagerbuchse anlegiert. Die Bildung einer Legierung erfordert das Vorhandensein flüssiger Legierungskomponenten. Hierzu muss dementsprechend beim Beschichtungsvorgang so viel Wärme freigesetzt werden, dass nicht nur das Weißmetall schmilzt, sondern auch an der laufflächenseitigen Oberseite des Tragteils ein aus geschmolzenem Grundwerkstoff bestehendes Metallbad erzeugt wird. Die so erzeugten Schmelzen von Weißmetall und Eisenwerkstoff können miteinander legieren, wobei in großem Umfang FeSn₂ entsteht. Hierbei entsteht dementsprechend eine vergleichsweise dicke Verbindungszone, die weitgehend aus FeSn₂ besteht. Diese Verbindungszone ergibt zwar eine gute metallurgische Verbindung zwischen dem Grundwerkstoff und der Beschichtung.
FeSn₂ stellt jedoch ein sehr sprödes Material dar, so dass es bereits bei geringeren Belastungen der bekannten Lageranordnung zur Bildung von Rissen und zu Sprödbruch kommen kann. Hinzu kommt, dass im Falle einer ungünstigen Abkühlung eine Umwandlung des beschichtungsnahen Eisenwerkstoffs zu Martensit stattfinden kann, der ebenfalls sehr spröde ist, wodurch der vorstehend genannte Nachteil noch verstärkt wird. Bei der bekannten Anordnung ergibt sich infolge der hohen Sprödheit und geringen Streckfähigkeit innerhalb eines vergleichsweise dicken Zwischenbereichs eine vergleichsweise kurze Lebensdauer.
Es ist auch bekannt, die aus Weißmetall bestehende Beschichtung im Schleudergussverfahren auf das Tragteil/die Laufbuchse aufzubringen. Dabei unterbleibt zwar die Bildung eines aus geschmolzenem Grundwerkstoff bestehenden Metallbads. Bei der Erstarrung des im Schleudergussverfahren aufgebrachten Weißmetalls kann es jedoch zu einer Trennung der Legierungskomponenten kommen, indem zunächst aus Cu₆Sn₅ bestehende, nadelförmige Kristalle und dann aus SbSn bestehende kubische Kristalle ausfallen und schließlich die verbleibende, zinnreiche Matrix erstarrt. Die Dichte von Cu₆Sn₅ ist größer, diejenige von SbSn kleiner als die Dichte der länger flüssigen Matrix. Die Cu₆Sn₅ -Kristalle wandern dementsprechend nach radial außen und schwächen dabei den Bereich, mit dem die Weißmetall-Beschichtung an den Grundwerkstoff anschließt, was sich ungünstig auf die Lebensdauer auswirken kann. Hierdurch entstehen Konzentrationen im äußeren Bereich, die Verteilung ist ungleichmäßig.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitlager eingangs erwähnter Art unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen so zu verbessern, dass eine hohe Lebensdauer erreicht wird. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen in der Angabe eines einfa chen und kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gleitlagers sowie in der Angabe einer bevorzugten Verwendung des erfindungsgemäßen Gleitlagers.
Die auf das Gleitlager sich beziehende Aufgabe wird in Verbindung mit dem gattungsgemäßen Gleitlager dadurch gelöst, dass die Dicke der FeSn₂ enthaltenden Verbindungszone höchstens 5 μm (Mikron) beträgt.
Dadurch, dass eine aus FeSn₂ bestehende Verbindungszone nicht völlig unterdrückt, sondern in einem geringen Umfang zugelassen wird, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine gute metallurgische Anbindung des die Beschichtung bildenden Lagermetalls, insbesondere Weißmetall, an den eisenhaltigen Grundwerkstoff des Tragteils/der Lagerbuchse und damit eine hohe Haftfestigkeit. Andererseits ist in Folge der geringen Dicke der aus dem spröden FeSn₂ bestehenden Verbindungszone sichergestellt, dass die Verformungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Gleitlagers insgesamt hierdurch nicht nennenswert negativ beeinflusst wird, so dass eine ausreichend hohe Sicherheit gegen Sprödbruch und Rissbildung gewährleistet ist.
Die auf das Verfahren sich beziehende Aufgabe wird in Verbindung mit dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die mittels des Laserstrahls oder Plasma Transfer Arc (PTA) erfolgende Übertragung von Energie auf die zu beschichtende Oberfläche und das dieser zugeführte Lagermetall, insbesondere Weißmetall, so kontrolliert erfolgt, dass nur das die Beschichtung bildende Lagermetall, insbesondere Weißmetall, vollständig schmilzt, der Grundwerkstoff jedoch vollständig im erstarrten Zustand verbleibt.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise einen so geringen Wärmeeintrag in den Grundwerkstoff, dass die Bildung eines aus geschmolzenen Grundwerkstoff bestehenden Metallbads an der zu beschichtenden Oberfläche unterbleibt, sondern das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, auf eine feste Metallunterlage aufgeschmolzen wird, wobei in Folge der vorhandenen Wärme eine Diffusion in Gang kommt, welche die erwünschte metallurgische Anbindung der Beschichtung an den Grundwerkstoff gewährleistet. Die Diffusionstiefe, die abhängig von der Erwärmung des Grundwerkstoffs ist, kann dabei auf einfache Weise so gesteuert werden, dass die hier als Folge der Diffusion erhaltene Verbindungszone innerhalb gewünschter Grenzen von höchstens 5 μm, vorzugsweise 0,5–5 μm liegt. Gleichzeitig können eine Martensitbildung im Bereich des Grundwerkstoffs sowie eine ungleichmäßige Kristallverteilung und eine grobe Kristallisationsstruktur im Bereich der Beschichtung vermieden werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass hier toxische Lagermetalle, wie z.B. Cadmium, durch umweltverträgliche Elemente ersetzt ersetzt werden können, wie z.B. Silber (Ag) Zink (Zn) oder dgl.. Da in vorteilhafter Weise keine Zusatzstoffe erforderlich sind, kann zur Bildung der Beschichtung insbesondere einfaches Weißmetall Verwendung finden, das nur Zinn, Antimon und Kupfer enthält und daher kostengünstig erhältlich ist.
Eine Verwendung finden derartige Gleitlager in der Hüttentechnik/metallurgischen Industrie, beispielsweise bei Walzgerüsten, Pressen usw., speziell der Lagerung von Walzen wie Arbeitswalzen, Zwischenwalzen, Stützwalzen in Lagern von Walzgerüsten zur Bearbeitung von metallischen und nichtmetallischen Bändern oder Blechen, da hier die lange Lebensdauer besonders hohe Kosten spart. Dabei ist das Lager bzw. sind die Lager beispielsweise als Metallgleitlager geschlossener Bauart, hydrodynamische Gleitlager, beispielsweise Walzenzapfenlager, oder hydrostatische Lager ausgebildet.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Pulver oder der Draht am Inneren Umfang des Lagers an vorbestimmten unterschiedlichen Zonen zugeführt wird, zur Erzeugung von Lagerflächen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Hierdurch wird erreicht, dass ein minimales Kriechen, Einbetten von Schmutzteilen, Vermeidung von Kantenbelastung vorliegt. Vorzugsweise werden für die verschiedenen Zonen unterschiedliche Lagermetalle eingesetzt zur Erzielung der verschiedenen Eigenschaften.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhaft kann die zu beschichtende Oberfläche des Grundwerkstoffs vor der Beschichtung gereinigt und/oder angeraut werden. Hierdurch wird die erwünschte Diffusion und dementsprechend die Ausbildung der durch Diffusion erhaltenen Verbindungszone begünstigt. Die Anrauung verhindert zudem eine Reflexion des Laserstrahls, was die Kontrolle des Energieeintrags in den Grundwerkstoff erleichtert.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass mehrere aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehende Lagen aufeinander aufgeschmolzen werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass der erforderliche Energiefluss so gering wie möglich, bleibt und dennoch eine vergleichsweise große Dicke der Beschichtung erreicht werden kann. Zweckmäßig ist es außerdem, dass mehrere aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehende Lagen mit unterschiedlichen Lagermetallen aufgebracht werden, zur Erzielung unterschiedlicher Eigenschaften.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Beschichtung des Lagermetalls, insbesondere des Weißmetalls, eine solche Dicke vorgegeben wird, dass das Maximum der Scherspannungen infolge der Lagerbelastung außerhalb der Verbindungszone und innerhalb der Beschichtung liegt. Hierdurch wird erreicht, dass in der naturgemäß spröden Verbindungsschicht das Maximum der Scherspannung vermieden wird.
Zweckmäßig wird das Lagermetall mittels des Laserstrahls oder Plasma-Transfer-Arc (PTA) in Form aneinander anschließender Raupen auf den Grundwerkstoff aufgebracht, was eine einfache Kontrolle des Energieeintrags begünstigt. Hierdurch erzeugte Unebenheiten können einfach mittels eines weiteren Laserstrahls egalisiert werden, was die mechanische Nachbearbeitung erleichtert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus den nachstehenden Beispielsbeschreibungen anhand der 1 bis 4 näher entnehmbar.
In den nachstehend beschriebenen Zeichnungen zeigen:
1 im Schnitt ein Walzenzapfenlager einer Walze eines Walzgerüstes,
2 einen schematischen Schnitt durch ein mit einer doppellagigen Lagermetall-Beschichtung versehenes Tragteil/Lagerbuchse eines Gleitlagers
und
3 eine Vorrichtung zur Beschichtung des Tragteils/der Lagerbuchse eines Gleitlagers mit Lagermetall.
Hauptanwendungsgebiete der Erfindung sind Lager für Walzen von Walzgerüsten in der Hüttenindustrie oder Walzwerksindustrie oder auch Lager von Pressen. Der Aufbau und die Wirkungsweise derartiger Vorrichtungen sind an sich bekannt.
In 1 ist im Schnitt ein Gleitlager 20 einer Walze 21 eines Walzgerüstes zum Walzen vom Blechen und Bändern dargestellt. Dabei ist ein Walzenzapfen 22 der Walze 21 in einem Einbaustück 23 mittels einer Lagerbuchse 24 angeordnet. Das Tragteil 25 der Lagerbuchse 24 ist mit einer Beschichtung 26 versehen. Die Beschichtung 26 besteht aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, das gute Notlaufeigenschaften bietet.
Bei dem hier zur Bildung der Beschichtung 8, 26 Verwendung findenden Weißmetall kann es sich um einfaches Weißmetall handeln, das nur Zinn (Sn), Antimon (Sb) und Kupfer (Cu) enthält und frei von toxischen Zusätzen, wie Cadmium ist, die durch umweltverträgliche Elemente wie beispielsweise Silber (Ag), Zink (Zn) oder dgl. ersetzt werden können.
Das die Beschichtung 26 bildende Lagermetall, wird auf die radial innere Oberfläche des aus Stahl bestehenden Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 in Form einer oder mehrerer Lagen aufgeschmolzen. Dabei wird im Grenzbereich zwischen dem eisenhaltigen Grundwerkstoff des Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 und dem Lagermetall, insbesondere Weißmetall, der Beschichtung 26 eine in 2 durch eine unterbrochene Linie angedeutete Verbindungs zone 9 gebildet, die im Wesentlichen aus FeSn₂ besteht, wobei das Eisen aus dem Grundwerkstoff und das Zinn aus der Lagermetall-, insbesondere Weißmetall-, Beschichtung stammen. FeSn₂ erweist sich als sehr spröder Stoff, was die Lebensdauer der Lagerbuchse 24 ungünstig beeinflussen kann. Andererseits wird die Verbindungszone 9 aber benötigt, um eine zuverlässige metallurgische Anbindung der Lagermetall-, insbesondere Weißmetall-, Beschichtung an den eisenhaltigen Grundwerkstoff zu bekommen.
Durch umfangreiche Versuche wurde ermittelt, dass bei einer Dicke der aus FeSn₂ bestehenden Verbindungszone 9 von höchstens 5 μm (5 Mikron) sowohl eine gute metallurgische Anbindung der Lagermetall-, insbesondere Weißmetall-, Beschichtung an den eisenhaltigen Grundwerkstoff als auch eine noch ausreichende Verformungsfähigkeit der beschichteten Lagerbuchse 24 und damit eine akzeptable Lebensdauer erreicht werden können. Die Versuche haben weiter gezeigt, dass bereits bei einer Dicke der Verbindungszone 9 von 0,5–5 μm (0,5–5 Mikron) eine ausreichende metallurgische Anbindung erreicht wird, wobei die Verformungsfähigkeit besonders gut ist.
Das Aufschmelzen des Lagermetalls, insbesondere Weißmetalls, erfolgt daher so, dass die Verbindungszone 9 nicht dicker als 5 μm, vorzugsweise nicht dicker als 0,5–5 μm wird. Hierzu wird der Aufschmelzvorgang so durchgeführt, dass die Verbindungszone 9 nicht durch Legieren der beteiligten Metalle gebildet wird, sondern durch einen Diffusionsvorgang. Dieser wird durch geeignete Wärmeführung so gesteuert, dass die Diffusionstiefe höchstens 5 μm, vorzugsweise höchstens 0,5–5 μm beträgt.
Hierzu wird die zum Aufschmelzen des Lagermetalls, insbesondere Weißmetalls, auf den eisenhaltigen Grundwerkstoff des Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 angewandte Energie so gesteuert, dass an der zu beschichtenden Oberfläche des Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 kein aus geschmolzenem Grundwerkstoff bestehendes Metallbad erzeugt wird, sondern der Grundwerkstoff vollständig im erstarrten Zustand bleibt und nur das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, geschmolzen wird.
Zum Aufschmelzen des Lagermetalls, insbesondere Weißmetalls, auf den eisenhaltigen Grundwerkstoff findet vorzugsweise die der 3 zugrundeliegende Vorrichtung Verwendung. Diese enthält eine Laserkanone 10 und ein Zuführaggregat 11. Die Laserkanone 10 erzeugt einen Laserstrahl 12, der etwa lotrecht zur zu beschichtenden Oberfläche des Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 ausgerichtet ist. Das Zuführaggregat 11 ist gegenüber der Achse des Laserstrahls 12 geneigt. Der Neigungswinkel kann vorzugsweise 30° betragen. Mittels des Zuführaggregats 11 wird das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, in festem Zustand der zu beschichtenden Oberfläche so zugeführt, dass es vom Laserstrahl 12 getroffen wird.
Das zuzuführende Lagermetall, insbesondere Weißmetall, kann in Form eines Pulvers oder in Form eines runden oder eckigen Drahtes vorliegen. Im dargestellten Beispiel wird das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, in Form eines Drahts 13 zugeführt. Das Zuführaggregat 11 ist dementsprechend als Vorschubaggregat ausgebildet. Im Falle der Verwendung eines Lagermetall-/Weißmetall-Pulvers ist das Zuführaggregat 11 als Blasdüse ausgebildet, die einen Pulverstrom abgibt. Zweckmäßig wird das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bis zur Erstarrung mit Schutzgas beaufschlagt, wie in 3 durch Strömungspfeile 14 angedeutet ist. Vorteilhaft kann das Schutzgas über das Zuführaggregat 11 zugeführt werden, das mit einem geeigneten Versorgungsanschluss 15 versehen ist.
Die Laserkanone 10 und das Zuführaggregat 11 sind im dargestellten Beispiel an einem gemeinsamen Arbeitskopf 16 aufgenommen. Dieser ist so angeordnet, dass zur Durchführung des Beschichtungsvorgangs eine durch einen Pfeil 17 angedeutete Relativbewegung zwischen dem Arbeitskopf 16 und des zu beschichteten Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 erzeugt werden kann. Dabei werden die Relativgeschwindigkeit zwischen Arbeitskopf 16 und zu beschichtendem Tragteil 25 sowie der vom Zuführaggregat 11 bewerkstelligte Lagermetalldurchsatz sowie der vom Laserstrahl 12 bewerkstelligte Energieeintrag in das dem zu beschichtenden Oberfläche zugeführte Lagermetall, insbesondere Weißmetall, sowie in die zu beschichtende Oberfläche des Tragteils 25 der Lagerbuchse 24 so aufeinander abgestimmt, dass das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, vollständig schmilzt, dass aber an der zu beschichtenden Oberfläche kein aus geschmolzenem Grundwerkstoff bestehendes Metallbad entsteht, sondern ein Diffusionsvorgang mit der gewünschten Diffusionstiefe in Gang kommt.
Zweckmäßig erfolgt die Relativbewegung zwischen Arbeitskopf 16 und zu beschichtender Oberfläche so, dass die zu beschichtende Oberfläche vom Arbeitskopf 16 zeilenförmig abgefahren wird. Im dargestellten Beispiel ist der Arbeitskopf 16 hierzu an einem entsprechend bewegbaren Arm 18 angebracht. Infolge der zeilenförmigen Bewegung wird das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, in Form von parallelen Raupen auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht. Die hierbei sich ergebende, wellenförmige Oberseite kann durch einen zweiten, in 3 durch unterbrochene Linien angedeuteten Laserstrahl 19 egalisiert werden. Die hierzu erforderliche Laserkanone kann ebenfalls am Arbeitskopf 16 angebracht sein. Es wäre aber auch denkbar, zur Erzeugung der Laserstrahlen 12 und 19 eine gemeinsame Laserkanone vorzusehen. Ebenso wäre es denkbar, auf einen zweiten Laserstrahl zu verzichten und die Egalisierung bei einem zweiten Durchgang ohne Zufuhr von Lagermetall, insbesondere Weißmetall, mittels des Laserstrahls 12 zu bewerkstelligen.
Zweckmäßig wird das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, in Form dünner Lagen aufgetragen, was die Kontrolle des Wärmeeintrags erleichtert. Um dennoch eine größere Gesamtdicke der Beschichtung zu erreichen, können mehrere Lagen aufeinander aufgetragen werden, wie in 2 durch die aufeinander aufgetragenen Lagen 8a, 8b angedeutet ist. In jedem Fall wird die oberste Lage in der vorstehend beschriebenen Weise egalisiert, was eine anschließende mechanische Nachbearbeitung erleichtert.
Vorzugsweise werden die Lagen, beispielsweise 8a und 8b, mit unterschiedlichen Lagermetallen aufgetragen, um unterschiedliche Eigenschaften zu erreichen.
Vor Beginn des Beschichtungsvorgangs wird die zu beschichtende Oberfläche der Lagerbuchse gereinigt und vorzugsweise gleichzeitig angeraut. Diese Anrauung verhindert eine nennenswerte Reflexion des Laserstrahls 12, was die Kontrolle des Energieeintrags ebenfalls erleichtert.
Da mittels des Laserstrahls 12 oder des Plasma-Transfer-Arc (PTA) nur eine kleinflächige Wärmebeaufschlagung erfolgt, kühlt das aufgeschmolzene Lager-/Weißmetall vergleichsweise schnell ab. Eine Schwerkrafttrennung der bei der Abkühlung der Lager-/Weißmetallschmelze sich bildenden, eine unterschiedliche Dichte aufweisenden-Kristalle in Form von Cu₆Sn₅-Kristallen und SbSn-Kristallen kann daher nicht in Gang kommen. Dementsprechend wird innerhalb der Beschichtung 8, 26 eine über deren ganze Dicke gleichmäßige Verteilung dieser Kristalle und dementsprechend ein äußerst homogener Materialaufbau erreicht. Vorzugsweise sind dabei die Kristalle so ausgebildet, dass sie kleiner oder gleich 5 μm und vorzugsweise globular ausgebildet sind. Die Abkühlung des beschichteten Tragteils 7, 25 kann so erfolgen, dass im eisenhaltigen Grundwerkstoff des Tragteils 7, 25 der Lagerbuchse 24 keine Umwandlung in Martensit erfolgt, so dass der Grundwerkstoff auch in seinem die Beschichtung aufnehmenden Oberflächenbereich frei von Martensit ist.
Die zur Bildung des Laserstrahls 12 Verwendung findende Laserquelle kann zweckmäßig ein YAG-Laser, ein CO₂-Laser, ein Diode-Laser, ein Fibre-Coupled-Diode-Laser oder dgl. sein. Diese Laserarten erleichtern die Bewerkstelligung des gewünschten niedrigen Energieeintrages sowie dessen Kontrolle.

Claims

Verwendung eines Gleitlagers in der Hüttentechnik, vorzugsweise bei Stranggießanlagen, Walzwerksanlagen, insbesondere bei Walzgerüsten, Pressen oder dgl., mit wenigstens einer aus einem eisenhaltigen Grundwerkstoff bestehenden Lagerbuchse (24), die laufflächenseitig mit einer aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehenden Beschichtung (8, 26) versehen ist, die mit dem Grundmaterial durch eine FeSn₂ enthaltende Verbindungszone (9) metallurgisch verbunden ist, wobei die Dicke der FeSn₂ enthaltenden Verbindungszone (9) höchstens 5 μm beträgt.
Verwendung eines Gleitlagers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der FeSn₂ enthaltenden Verbindungszone (9) höchstens 0,5 bis 5 μm beträgt.
Verwendung eines Gleitlagers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Verbindungszone (9) der Diffusionstiefe einer auf eisenhaltigen Grundwerkstoff aufgeschmolzenen Lagermetall-Lage entspricht.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwerkstoff der Lagerbuchse (24) zumindest in seinem die Beschichtung (26) aufnehmenden Bereich frei von Martensit ist.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) über ihre Dicke eine homogene Struktur, insbesondere eine feine Kristallisationsstruktur sowie eine gleichmäßige Verteilung von Cu₆Sn₅-Kristallen und SbSn-Kristallen aufweist.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Beschichtung (8, 26) eingeschlossenen Kristalle kleiner oder gleich 5 μm und vorzugsweise globular ausgebildet sind.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Beschichtung (26) bildende Lagermetall frei von Cadmium ist.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Beschichtung (8, 26) bildende Lagermetall, insbesondere Weißmetall, frei von toxischen Elementen wie Cadmium oder dgl. ist.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Beschichtung bildende Lagermetall nur Zinn (Sn), Antimon (Sb), und Kupfer (Cu) enthält.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das die Beschichtung bildende Lagermetall, insbesondere Weißmetall weiterhin nichttoxische Elemente wie Silber (Ag), Zink (Zn) oder dgl. enthält
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (24) aus Stahl besteht.
Verwendung eines Gleitlagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (24) an ihrer radial inneren Seite die aus Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bestehende Beschichtung (26) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers zur Verwendung in der Hüttentechnik, vorzugsweise bei Stranggießanlagen, Walzwerksanlagen, insbesondere bei Walzgerüsten, Pressen oder dgl., nach wenigstens ei nem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine aus einem eisenhaltigen Grundwerkstoff bestehende Lagerbuchse (24) laufflächenseitig mit Lagermetall, insbesondere Weißmetall, beschichtet wird, das der zu beschichtenden Oberfläche in fester Form zugeführt und mittels wenigstens eines Laserstrahls (12) oder Plasma Transfer Arc (PTA) auf den eisenhaltigen Grundwerkstoff aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Laserstrahls (12) oder Plasma Transfer Arc (PTA) erfolgende Übertragung von Energie auf die zu beschichtende Oberfläche und das dieser zugeführte Lagermetall, insbesondere Weißmetall, so kontrolliert erfolgt, dass nur das die Beschichtung (26) bildende Lagermetall, insbesondere Weißmetall, vollständig schmilzt und der eisenhaltige Grundwerkstoff vollständig im erstarrten Zustand verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Diffusionsvorgangs im Grenzbereich zwischen Beschichtung (8, 26) und Grundwerkstoff eine FeSn₂ enthaltende Verbindungszone (9) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtende Oberfläche des Grundwerkstoffs vor der Beschichtung gereinigt und/oder angeraut wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, der zu beschichtenden Oberfläche als Pulver und/oder als runder oder eckiger Draht zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtung (26) des Lagermetalls, insbesondere Weißmetalls, eine solche Dicke vorgegeben wird, dass das Maximum der Scherspannungen infolge der Lagerbelastung außerhalb der Verbindungszone (9) und innerhalb der Beschichtung (8, 26) liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver oder der Draht am Inneren Umfang des Lagers an vorbestimmten unterschiedlichen Zonen aus gleichen oder aus unterschiedlichen Lagermetallen zugeführt wird, zur Erzeugung von Lagerflächen mit unterschiedlichen Eigenschaften.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, der zu beschichtenden Oberfläche so zugeführt wird, dass es vom Laserstrahl (12) getroffen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermetall, insbesondere Weißmetall, in Form paralleler, aneinander anschließender Raupen auf den Grundwerkstoff aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lagermetall-, insbesondere Weißmetall-Lagen gegebenenfalls mit unterschiedlichen Eigenschaften und/oder aus unterschiedlichen Werkstoffen aufeinander aufgeschmolzen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite einer auf den Grundwerkstoff aufgeschmolzenen Lagermetall-, insbesondere Weißmetall-Lage mittels wenigstens eines Laserstrahls (19) oder Plasma Transfer Arc (PTA) vergleichmäßigt wird.
Verfahren nach einender vorhergehenden Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Laserstrahl (12) oder Plasma Transfer Arc (PTA) getroffene Lagermetall, insbesondere Weißmetall, bis zur Erstarrung mit Schutzgas beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Laserstrahls (12) ein YAG-Laser, ein CO₂-Laser, ein Diode-Laser, ein Fibre-Coupled-Diode-Laser oder dgl. Verwendung findet.
Verwendung eines Gleitlagers nach Anspruch 1 bei der Lagerung von Walzen in einem Lager eines Walzgerüstes zum Walzen von metallischen und nichtmetallischen Bändern und Blechen.
Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager ein hydrodynamisches Gleitlager, beispielsweise ein Walzenzapfenlager ist.
Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager ein hydrostatisches Lager ist.