DE102007025239B4

DE102007025239B4 - Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers

Info

Publication number: DE102007025239B4
Application number: DE102007025239A
Authority: DE
Inventors: Seong Hee Kim; Won Ho Choi
Original assignee: S O B Co Ltd
Current assignee: S O B Co Ltd
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: DE102007025239A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers, umfassend: Sintern einer bestimmten Anzahl von Segmenten (1a, 1b) aus einem Eisengruppenmetallpulver und einem festen Schmiermittel; Einpressen der gesinterten Segmente in einen zylindrischen Stahlgrundkörper (5a), Anbringen eines thermisch aufweitbaren Metallrohres (9a) oder einer thermisch aufweitbaren Metallstange (9b) auf der inneren Außenseite der gesinterten Segmente in dem Stahlgrundkörper; und Sintern des Stahlgrundkörpers mit den darin enthaltenen gesinterten Segmenten und dem Metallrohr oder der Metallstange.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers, insbesondere eines Gleitlagers mit gesinterten Eisengruppensegmenten auf einem Stahlgrundkörper, bei dem eine Sinterschicht auf einer gleitenden Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers gebildet wird, wobei die Sinterschicht derart gebildet wird, dass eine Mehrzahl von gesinterten Segmenten, die vorher aus dem Sintermaterial bestehend aus dem Eisengruppenmetallpulver und dem festen Schmiermittel durch das Sintern geformt sind, miteinander verbunden werden.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen ist ein Gleitlager ein mechanisches Element, das auf einem Stahlgrundkörper oder auf einer gleitenden Seitenoberfläche (d. h. die Oberfläche, die mit dem Gegenmaterial in Kontakt steht) mit der Eisengruppe-Sinterschicht eine Bedeckungsschicht bildet, die aus einem Material ausgewählt aus einer Eisengruppenlegierung, einer Kupfergruppenlegierung, einer Aluminiumgruppenlegierung, einer Kupfer-Bleigruppenlegierung, einem synthetischen Harz-Zusammensetzungsmaterial und oder Ähnlichem gemacht wird, und das als ein Unterstützungsteil oder als gleitendes Teil oder Ähnlichem eines Zapfens, eines Führers oder einer Hubvorrichtung in einem Fahrzeug, einer Spritzform, einer Schwermachine, einer Presse, einer Werkzeugmaschine, einer Industriemaschine oder Ähnlichem verwendet wird. Bei Gleitlagern wird zwischen hülsenartigen (zylindrischer Typ, halbzylindrischer Typ) Lagern und flachbettartigen Lagern in Abhängigkeit von Form und Funktion unterschieden. Unter den obengenannten Gleitlagern bezieht sich die vorliegende Erfindung besonders auf das Gleitlager mit gesinterten Eisengruppensegmenten auf einem Stahlgrundkörper, bei dem auf der gleitenden Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers eine Bedeckungsschicht (Sinterschicht) aus dem Eisengruppenmetallpulver und dem festen Schmiermittel gebildet wird, so dass es hohe Lasten ertragen kann.
Herkömmlich wird das Gleitlager mit gesinterten Eisengruppensegmenten auf einem Stahlgrundkörper im Allgemeinen derart geformt, dass die gesinterten Segmente, die aus dem Eisengruppenmetallpulver (das Pulver, das derart erhalten ist, dass in das Kupferpulver das Eisengruppenpulver und andere Metallpulver wie Nickel, Zink oder Ähnliche selektiv gemischt werden) und dem festen Schmiermittelpulver (wie Grafit, Molybdän-Disulfid (MoS₂) und Wolfram-Disulfid (WS₂) oder Ähnliche) oder dem granulierten Körper gemischt wurden, mittels einer Presse oder einer abwälzenden Rolle kalt zusammengepresst werden und damit ein kalt zusammengepresster Formkörper gemacht wird, der die ganze Sinterschicht aufbaut, wonach der kalt zusammengepresste Formkörper in einen Sinterofen eingelegt wird und bei einer hohen Temperatur unter der Gasatmosphäre gesintert wird, so dass die ganze Sinterschicht auf einmal geformt wird. Dabei wird die ganze Sinterschicht mit dem Stahlgrundkörper während des Sinterns verbunden.
Jedoch, in dem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen des Gleitlagers mit gesinterten Eisengruppensegmenten auf einem Stahlgrundkörper, bei dem die gesinterte Segmente aus dem Eisengruppenmetallpulver und dem festen Schmiermittel auf die Oberfläche des Stahlgrundkörpers kalt zusammengepresst werden und damit der kalt zusammengepresste Formkörper gemacht wird und danach der Formkörper in den Sinterofen verlagert wird und dann gesintert wird, sind es folgende Probleme, die verbessert werden müssen.
Erstens, da die Größe (Volumen, Länge der Schmierungsoberfläche, und Gebiet der Schmierungsoberfläche) der Sinterschicht des Gleitlagers groß ist, ist es schwierig, den dichten und gleichförmigen Formkörper zu erhalten, selbst wenn es unter dem sehr hohen Druck zusammengepresst wird, wenn die Sintermaterialien aus dem Eisengruppenmetallpulvers und dem festen Schmiermittel gleichzeitig auf die Oberfläche des Stahlgrundkörpers zusammengepresst werden und dadurch der große kalt zusammengepresste Formkörper gemacht wird. Mit anderen Worten ist es schwierig, die Dichte des kalt zusammengepressten Formkörpers insgesamt gleichförmig und dicht zu machen, der mehr als vorher bestimmte Volumen oder Längen hat, selbst auch durch die Hochdruck-Kompression, weil die Sintermateriale aus pulverigem Metall gemacht werden, das sehr große Härte und Stärke hat, und die Poren zwischen den jeweiligen Metallpulvern unregelmäßig verteilt sind. Da der Verdichtungsgrad des kalt zusammengepressten Formkörpers reduziert wird und dessen Dichte ungleich ist, wird auch der Verdichtungsgrad der Sinterschicht, die durch das Sintern des Formkörpers geformt wird, teilweise reduziert und deren Dichte ist insgesamt ungleich, so dass die Belastungsfestigkeit und die Verschleißfestigkeit der Sinterschicht reduziert werden. Außerdem ist eine sehr lange Zeit dazu erforderlich, den kaltzusammengepressten Formkörper herzustellen, und auch die Produktivität des Gleitlagers wird wegen des hohen Verhältnisses der Minderwertigkeit der Produkte außerordentlich reduziert.
Außerdem, da die Größe der Sinterschicht des Gleitlagers groß ist, wenn die Sintermaterialien (das Eisengruppenmetallpulver und das feste Schmiermittel), die die ganze Sinterschicht bilden, in einen Formkörper zusammengepresst werden und dann zu dem großen kalt zusammengepressten Formkörper gemacht werden, werden das Zusammenschrumpfen und die Verformung während des Sinterns außerordentlich verursacht, so dass ein Problem verursacht wird, dass es schwierig ist, die Sinterschicht zu erhalten, die einen guten Präzisionsgrad der Abmessung und Gestalt hat, weil das ganze Zusammenschrumpfen während des Schmelzens und der Verdichtung des Metallpulvers des niedrigen Schmelzpunkts wie Kupfer und ähnlich im Prozess von Sintern erfolgt, und bei dem gleichzeitigen Sintern der kaltzusammengepressten Formkörper von großem Volumen und langer Länge auch der Betrag des Zusammenschrumpfens im Verhältnis zu dem Volumen oder der Länge größer wird. Besonders sind auch die Schmelzmenge und der Schmelzgrad des Metallpulvers des niedrigen Schmelzpunkts an jedem Teil verschieden und damit der Betrag des Zusammenschrumpfens, so dass es zu der Änderung der ursprünglichen Gestalt des kaltzusammengepressten Formkörpers führt, und es wird schwierig, die Sinterschicht zu erhalten, die eine genaue Gestalt hat, weil die Temperatur des jeweiligen Innenteils des kalt zusammengepressten Formkörpers nicht gleichmäßig aufrechterhalten wird und auch die Dichte des gesinterten Materials nicht gleich ist.
Darüber hinaus, da die gesinterte Materialien auf einmal zusammengepresst werden, die die ganze Sinterschicht bilden, und zu dem kalt zusammengepressten Formkörper entsprechend der ganzen Sinterschicht gemacht werden, und dann die Sinterschicht durch das Sintern geformt wird, ist es schwierig, ein Gleitlager zur Verfügung zu stellen, das sich an verschiedenen Größe-Voraussetzungen des Verbrauchers sofort anpasst, weil die verschiedene Art von Formen für das Kaltzusammenpressen in Abhängigkeit von dem Volumen der Sinterschicht, der Länge der Schmierungsoberfläche oder dem Gebiet der Schmierungsoberfläche erforderlich sind.
Aus der DE 1 634 653 U ist ein Gleitlager mit Stahlmantel und gesinterter Laufbüchse bekannt, wobei die Sinterung erst nach dem. Einpressen der Laufbüchse in den Mantel erfolgen kann.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen der Sinterschicht und dem Stahlgrundkörper verbessert ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, ein Gleitlager zur Verfügung zu stellen, bei dem die ganze gesinterte Metallstruktur der Sinterschicht dicht und gleichförmig ist, wenn auch die Sinterschicht, die eine große Größe (Volumen, Länge der Schmierungsoberfläche, Gebiet der Schmierungsoberfläche) hat, auf dem Stahlgrundkörper geformt wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleitlager vorzusehen, das einen guten Präzisionsgrad der Abmessung und Gestalt der Sinterschicht hat, selbst wenn die Sinterschicht, die eine große Größe hat, auf dem Stahlgrundkörper geformt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleitlager vorzusehen, das sich an den verschiedenen Größe-Voraussetzungen mit niedrigen Produktionskosten sofort anpasst und damit schnell und leicht hergestellt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen der obengenannten Aufgaben ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß kann ein Gleitlager mit gesinterten Segmenten geschaffen werden, wobei eine Sinterschicht auf einer gleitenden Seitenoberfläche eines Stahlgrundkörpers gebildet wird, wobei die Sinterschicht derart gebildet wird, dass die gesinterten Segmente, die vorher aus einem Eisengruppenmetallpulver und einem festen Schmiermittel durch das Sintern in einer ausreichenden Größe geformt sind, um einen Teil der ganzen Sinterschicht aufzubauen, auf die gleitende Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers in einer bestimmten Anzahl zusammengepresst werden, um die ganze Sinterschicht zu bilden, und dass die gesinterten Segmente sowohl miteinander also auch mit dem Stahlgrundkörper durch das Sintern verbunden werden.
Das Eisengruppenmetallpulver, das das gesinterte Segment bildet, wird gleichförmig gemischt aus dem 10 bis 50 GW% Kupferpulver, aus 0.1 bis 30 GW% ein oder mehr als zwei Metallpulver ausgewählt von Nickel, Titan, Silikon, Kobalt, Chrom, Mangan oder Zinn, und aus dem restlichen Eisenpulver mittels eines Mischers. Wenn man besonders das Eisenpulver unter den Eisengruppenmetallpulvern verwendet, das die Größe unter 250 Masche hat, werden die gesinterte Metallstruktur der Sinterschicht dichter und die Verbindungseigenschaften beim Sinterverbinden der Sinterschicht auf dem Stahlgrundgrundkörper verbessert. Der Gehalt von Kupferpulver in dem gesinterten Segment ist nicht sehr eingeschränkt, so dass es innerhalb des Bereichs von 10 bis 50 GW% gemäß dem Verdichtungsgrad der erforderlichen gesinterten Metallstruktur selektiv angewandt werden kann. Wenn der Kupfer-Gehalt unter 10 GW% ist, wird der Verdichtungsgrad von gesintertem Metall reduziert, und wenn der Kupfer-Gehalt über 50 GW% ist, wird die Eisengruppenmetallpartikel im gesinterten Metall durch die Kupferpartikel völlig umgeben, so dass es unmöglich ist, ursprüngliche Stärkeneigenschaft und Reibungseigenschaft des Eisengruppensintermaterials vorzustellen.
Wenn man 0.5 bis 30 GW% ein oder mehr als zwei Metallpulver ausgewählt von Metallen wie Nickel, Titan, Silikon, Aluminium, Kobalt, Chrom, Mangan oder Zinn zum Eisengruppenmetallpulver zugibt, ist es möglich, hohe Belastungsfestigkeit zu erhalten und damit die Verbindung zwischen dem gesinterten Segment und dem Stahlgrundkörper beim Sinterverbinden des gesinterten Segmentes und dem Stahlgrundkörper sich zu verbessern.
Außerdem ist es möglich, 2 bis 20 GW% ein oder mehr als zwei Metallpulver ausgewählt von den Metallen wie Zink, Blei, Zinn, Wolfram und Molybdän zum Eisengruppenmetallpulver zuzugeben, um die Eisenklebung gegenüber dem Gegenmaterial zu reduzieren und die Schmierung zu verbessern.
Vorteilhaft ist, dass man das feste Schmiermittel, das das gesinterte Segment aufbaut, als Pulverform gleichförmig mit dem Eisengruppenmetallpulver mischt, und dass man ein oder mehr als zwei feste Schmiermittel ausgewählt von Grafit, Molybdän-Disulfid (MoS₂) oder Wolfram-Disulfid (WS₂) selektiv verwendet. Der Gehalt des festen Schmiermittels kann innerhalb des Bereichs von 0.1 GW% bis 20 GW% in Bezug auf das Eisengruppenmetallpulver nach der Anwendung des Gleitlagers selektiv angewandt werden. Da das gesinterte Segment gemäss der vorliegenden Erfindung in einer kleinen Größe geformt werden soll, verhindert das gesinterte Segment nicht den Sinterprozess, obwohl der relativ große Betrag des festen Schmiermittels enthalten ist.
Das gesinterte Segment wird derart geformt, dass das Eisengruppenmetallpulver und das feste Schmiermittel miteinander gemischt und zu einer Form von gesintertem Segment kaltzusammengepresst werden und danach das gesinterte Segment in dem Sinterofen gesintert wird.
Dabei kann die Formung auch durch irgendwelche Sinterverfahren ausgewählt von einem Festphase-Sinterverfahren (Sintertemperatur liegt im Bereich von 600°C bis 1065°C), einem Übergang-Sinterverfahren (Sintertemperatur liegt im Bereich von 1065°C bis 1095°C) und einem Flüssigphase-Sinterverfahren (Sintertemperatur liegt oberhalb 1095°C) erfolgen. Besonders im Falle des Festphase-Sinterverfahrens ist es vorteilhaft, die Sintermaterialien in eine Form zum Formen des gesinterten Segments zu füllen und im Sinterofen mittels Kompressionsmittel zusammenzupressen und gleichzeitig zu sintern.
Das Gleitlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann zu dem hülsenartigen Gleitlager und dem flachbettartigen Gleitlager hergestellt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der nachfolgenden Abbildungen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Die bis zeigen ein hülsenartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Die und zeigen einen Querschnitt des hülsenartigen Gleitlagers und eine Perspektiveansicht von einem Stahlgrundkörper, die in der Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Die bis zeigen ein hülsenartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die bis zeigen ein flachbettartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Die zeigt eine Perspektiveansicht von einem Stahlgrundkörper, der in der Herstellung des flachbettartigen Gleitlagers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
Die bis zeigen ein flachbettartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Das erste Ausführungsbeispiel
Die bis zeigen ein hülsenartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die zeigt eine Perspektiveansicht von einem hülsenartigen Gleitlager, und die zeigt einen Querschnitt des in der gezeigten hülsenartigen Gleitlagers. Die zeigt eine getrennte Perspektiveansicht von einem runden Metallrohr, einem gesinterten Segment und einem Stahlgrundkörper zum Herstellen des hülsenartigen Gleitlagers, und die zeigt eine getrennte Perspektiveansicht von einer runden Metallstange, einem gesinterten Segment und einem Stahlgrundkörper zum Herstellen des hülsenartigen Gleitlagers. Die ist eine Schnittansicht, die das Montageverfahrens des in der gezeigten runden Metallrohrs, des gesinterten Segments und des Stahlgrundkörpers zeigt, und die ist eine schematische Schnittansicht, die das Verfahren zum Zusammenpressen und Sinterverbinden des gesinterten Segment und dem Stahlgrundkörper, das durch die Vergrößerung des runden Metallrohrs im Sinterofen durchgeführt wird, zeigt.
In Bezug auf die bis , hat das vorliegende Gleitlager das Merkmal, dass ein kleines gesintertes Segment 1a, das einen Teil der ganzen Sinterschicht 3a aufbaut, aus dem Gemisch des Eisengruppenmetallpulvers mit dem festen Schmiermittel durch Sintern (primäres Sintern) geformt wird, die gesinterten Segmente in einer gewünschten Anzahl von gesinterten Segmenten 1a gewählt werden, um sich einer Größe der zu formenden ganzen Sinterschicht 3a anzupassen, und auf die gleitende Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers 5a zusammengepresst und wieder gesintert werden, und danach die gesinterte Segmenten 1a zueinander und gleichzeitig die jeweiligen gesinterten Segmente 1a mit dem Stahlgrundkörper 5a verbunden werden. Mit anderen Worten, hat das vorliegende Gleitlager nicht das Merkmal, dass der kaltzusammengepresste Formkörper, der der ganzen Sinterschicht entspricht, auf der gleitenden Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers 5a geformt und gesintert wird und dadurch die ganze Sinterschicht auf einmal geformt wird, sondern das Merkmal, dass die gesinterten Segmente 1a, die einen Teil der ganzen Sinterschicht aufbauen, vorher primär aus dem Eisengruppenmetallpulver und dem festen Schmiermittel durch das Sintern geformt werden und die primär gesinterten Segmente 1a auf die gleitende Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers in einer erforderlichen Anzahl kräftig zusammengepresst werden und danach die gesinterten Segmente zueinander sowie die gesinterten Segmente und der Stahlgrundkörper miteinander durch das sekundäre Sintern verbunden werden und eine Sinterschicht 3a auf der gleitenden Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers geformt wird.
Weil die Größe des gesinterten Segments 1a im Vergleich mit der ganzen Sinterschicht 3a sehr klein gemacht wird, ist es möglich, die Struktur des gesinterten Segments durch das Sintern sehr dicht und gleichförmig zu formen, sowie den Präzisionsgrad der Abmessung und Gestalt zu erhöhen. Infolgedessen ist auch die Struktur der ganzen Sinterschicht 3a, die durch das Zusammenpressen und Sintern der gesinterten Segmente 1a geformt wird, sehr dicht und gleichförmig, und damit werden die Abmessung und Gestalt der Sinterschicht sehr genau. Es ist möglich, das Schmieröl in eine Verbindungsfläche B zwischen den gesinterten Segmenten leicht einzulassen, wenn es erforderlich ist, da es viele Rinnen an der Verbindungsfläche B gibt. Auch das ist für den Hersteller des Gleitlagers möglich, der verschiedene Anforderungen bezüglich der Größe bekommt, vorher die gesinterten Segmente 1a mit vorgegebenem Standard durch die Massenfertigung zu herstellen und dann die gesinterten Segmente 1a zu verbinden, und nur durch das sekundäre Sintern das Gleitlager mit einer Sinterschicht 3a zu fertigen, die eine Größe entsprechend der Anforderung des Auftraggebers hat, und dann sofort zu liefern.
Im folgenden wird das Herstellungsverfahren des hülsenartigen Gleitlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von den bis näher erläutert.
Bei der Herstellung des hülsenartigen Gleitlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein kleines ringartiges gesintertes Segment 1a, das einen Teil der ganzen Sinterschicht 3a aufbaut, zuerst mittels der gesinterten Materialien aus dem Eisengruppenmetallpulver und dem festen Schmiermittel geformt (primäres Sintern). Dann wird das ringartige gesinterte Segment 1a in einer gewünschten Anzahl gewählt, um sich der Größe der zu formenden ganzen Sinterschicht 3a anzupassen, und auf die gleitenden Seitenoberfläche des zylindrischen Stahlgrundkörpers 5a gepresst. In diesem Beispiel wird in die innere peripherische Seite des ringartigen gesinterten Segments 1a ein zylindrisches Metallrohr (gezeigt durch die Ziffer 9a in der ) oder eine Metallstange (gezeigt durch die Ziffer 9b in der ), das oder die auf die innere peripherische Seite verdichtet wird, mittels des Auslösemittels 23 eingefügt, so dass das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b im Laufe von Sintern thermisch ausgebreitet wird. Wenn das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b auf die Innenseite des gesinterten Segments 1a verdichtet und dann im Laufe von Sintern (sekundäres Sintern) thermisch ausgebreitet wird, wird das gesinterte Segment 1a zu dem Stahlgrundkörper 5a hin kräftig gedrückt, so dass eine feste Verbindung zwischen der peripherischen Außenseite des gesinterten Segments 1a und der inneren peripherischen Seite des Stahlgrundkörpers 5a hergestellt wird.
Vorteilhaft ist es, als das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b ein Rohr des rostfreien Stahls oder eine Stange des rostfreien Stahls mit großem Wärmeausdehnungskoeffizient (Wärmeausdehnungskoeffizient eines rostfreien Stahls: 1.9/°C) zu verwenden, das oder die bei der Verbindungssintertemperatur (600°C~1100°C) nicht schmilzt, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses Material eingeschränkt ist. Das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b soll eine runde Ebene mit dem Durchmesser haben, um es oder sie auf die Innenseite des ringartigen gesinterten Segments 1a zu verdichten. Im folgenden wird besonders nur ein Fall beispielhaft erläutert, in dem das Metallrohr 9a verwendet wird.
Das Auslösemitttel 23 ist dazu erforderlich, das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b vom gesinterten Segment 1a nach dem Sinterverbinden leicht zu trennen. Als das Auslösemitttel 23 können die bekannten Auslösemitttel wie Silikonharz, Wachs, Kohlenstoffpulver und ähnlich verwendet werden.
Als das Material für den zylindrische Stahlgrundkörper 5a können Gusseisen-Stahl, Kohlenstoffstahl, rostfreier Stahl und ähnlich verwendet werden, weil sie eine hohe Stärke und eine Härte haben und mit dem Eisengruppenmetall leicht verbunden werden können.
In Bezug auf die , vor der Einlegung in den Sinterofen 15 für das Sinterverbinden, wird das gesinterte Segment 1a zwischen dem zylindrischen Stahlgrundkörper 5a und dem Metallrohr 9a eingefügt und dann mittels eines Lochers 17a gedrückt und aufgetragen, der durch eine Presse 19a bedient wird. Dabei, wie oben erläutert, wird das Auslösemitttel 23 in der Innenseite des gesinterten Segments 1a aufgebracht wird und dadurch kann das Metallrohr 9a oder die Metallstange 9b nach dem Sinterverbinden leicht trennen. Anschließend, wie in der dargestellt, wird ein Zusammenbau bestehend aus dem Stahlgrundkörper 5a, dem gesinterten Segment 1a und dem Metallrohr 9a am Inneren des Sinterofens 15 angeordnet, und die Innentemperatur des Sinterofens 15 wird durch eine Heizung 21 im Sinterofen 15 bis auf 600°C~1100°C erhöht, um das sekundäre Sintern des gesinterten Segments 1a durchzuführen. Man kann die Sinterdauer innerhalb des Bereichs von 5 bis 10 Minuten zutreffend wählen. Während des Sinterns wird das Metallrohr 9a durch die Sinterwärme thermisch ausgebreitet und das gesinterte Segment 1a zu dem Stahlgrundkörper 5a hin gedrückt, und auch die Innenwand des Stahlgrundkörpers 5a wird thermisch ausgebreitet, so dass eine dichte Verdichtung zwischen dem gesinterten Segment 1a und dem Stahlgrundkörper 5a realisiert. Infolgedessen können das gesinterte Segment 1a und der Stahlgrundkörper 5a r gut miteinander verbunden werden.
In Bezug auf die , bildet das durch den oben erwähnten Prozess hergestellte hülsenartige Gleitlager 7a eine einstückige Sinterschicht 3a, zu der die gesinterten Segmente 1a miteinander verbunden wurden, und die Sinterschicht 3a wird mit dem Stahlgrundkörper 5a fest verbunden, so dass die Trennung der Sinterschicht 3a verhindert wird, selbst wenn eine große Belastung langfristig angewandt wird. Außerdem ist es leicht, das Schmieröl und ähnlich in die Verbindungsfläche B einzudringen, da eine Rinnenschicht (gezeigt durch eine punktierte Linie) an der Verbindungsfläche B zwischen den jeweiligen gesinterten Segmenten 1a gebildet wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel
Die und zeigen einen Querschnitt des hülsenartigen Gleitlagers und eine Perspektiveansicht von einem Stahlgrundkörper, der in der Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Das hülsenartige Gleitlager dieses Ausführungsbeispieles hat das Merkmal, dass eine Rinne 25a auf der gleitenden Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers 5a in dem hülsenartigen Gleitlager gebildet wird. Dadurch ist es möglich, das Schmieröl sowohl in die Verbindungsfläche B des gesinterten Segments 1a als auch durch die Rinne 25a einzuspritzen. Vorteilhaft ist es, noch eine Schmiermittelspritzöffnung 27a zu bilden, die die Außenseite mit der Rinne 25a verbindet, um die Spritzung des Öls durch die Rinne 25a zu erleichtern.
Das dritte Ausführungsbeispiel
Die bis zeigen ein hülsenartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das hülsenartige Gleitlager gemäß diesem Ausführungsbeispiel und dessen Herstellungsverfahren ist gleich wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, wonach eine Mehrzahl von ringartigen gesinterten Segmenten auf der gleitenden Seitenoberfläche des zylindrischen Stahlgrundkörpers 5a aufgetragen werden und die Sinterschicht gebildet wird. Jedoch ist hier die Verbindungsfläche B zwischen dem jeweiligen ringartigen gesinterten Segment 1b und dem anderen ringartigen gesinterten Segment 1b schräg gebildet, so dass das Verbindungsgebiet maximiert wird.
Dadurch ist es möglich, eine große Menge von Schmieröl einzudringen, da das Gebiet der Verbindungsfläche B groß wird.
Vorteilhaft ist es in dem hülsenartigen Gleitlager gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie gezeigt in der , die Schräge des oberen gesinterten Segments 1b und des unteren gesinterten Segments 1b zu schneiden und zu entfernen, wenn das Sinterverbinden im Sinterofen vollendet wird. Ziffer C in der darstellt eine Schnittlinie. In der ist ein durch solchen Prozess hergestelltes hülsenartiges Gleitlager gezeigt.
Das vierte Ausführungsbeispiel
Die bis zeigen ein flachbettartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In Bezug auf die und , unterscheidet sich das flachbettartige Gleitlager gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vom hülsenartigen Gleitlager gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass das gesinterte Segment stabförmig ist, und dass ein flachbettartiger Stahlgrundkörper 5b verwendet wird.
Wie gezeigt in der sind Formen 11a, 11b erforderlich, in die der flachbettartige Stahlgrundgrundkörper 5b eingefügt wird, um stabförmige gesinterte Segmente 1c auf der gleitende Seitenoberfläche des Stahlgrundkörpers zusammenzupressen. Der zwischen den zwei Seitenformen 11b gebildete Zwischenraum ist derart ausgelegt, dass die Kontaktflächen zwischen den jeweiligen gesinterten Segmenten 1c miteinander dicht verbunden sind, wenn man eine gewünschte Anzahl von stabförmigem gesintertem Segment 1c zwischen die Innenwände der Seitenform 11b eingefügt.
Das Formungsmaterial des gesinterten Segments und das Material des Stahlgrundkörpers sind gleich wie bei dem hülsenartigen Gleitlager gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie gezeigt in der , wird der flachbettartige Stahlgrundkörper 5b in die Formen 11a, 11b eingefügt, und eine gewünschte Anzahl von stabförmigen gesinterten Segmenten 1c werden auf der gleitenden Seitenoberfläche des flachbettartigen Stahlgrundkörpers 5b zusammengepresst und dann im Sinterofen durch das Sintern verbunden. Dabei wird die obere Oberfläche des stabförmigen gesinterten Segments 1c mittels des Drückers 17b gedrückt, der während des Sinterns mit der Presse 19b verbunden ist, um eine gute Verbindung zwischen dem stabförmigen gesinterten Segment 1c und dem flachbettartigen Stahlgrundkörper 5b zu gewährleisten. Das gesinterte Segment 1c wird beim Aufrechterhalten der Innentemperatur des Sinterofens 15 im Bereich von 600°C bis 1100°C durch die Heizung 21 sekundär gesintert, und dabei wird es mit dem Druck von 5 bis 200 kg/cm² mittels des Drückers 17b gedrückt, der mit der Presse 19b verbunden ist. Das Sintern und das Drücken werden in einer geeigneten Zeitspanne im Bereich von 5 bis 100 Minuten durchgeführt. Im Laufe dieses Prozesses werden die jeweiligen stabförmigen gesinterten Segmente 1c miteinander verbunden, so dass die gesamte Sinterschicht gebildet wird, und die jeweiligen stabförmigen gesinterten Segmente 1c und der Stahlgrundkörper 5b durch Sintern miteinander verbunden, so dass die Sinterschicht 3c und der Stahlgrundkörper 5b einstückig gebildet werden. Die zeigt das durch die gleichzeitige Durchführung des sekundären Sinterns und Zusammenpressens hergestellte flachbettartige Gleitlager.
Das fünfte Ausführungsbeispiel
Die zeigt eine Perspektiveansicht von des Stahlgrundkörpers, der in der Herstellung des flachbettartigen Gleitlagers gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie gezeigt in der , ist es möglich, eine Rinne 25b und eine Schmiermittelspritzöffnung 27b ebenfalls an dem flachbettartigen Stahlgrundkörper 5b zu bilden, durch die das Schmieröl eingespritzt wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass das Muster der Rinne 25b verschiedenartig ausgebildet sein kann.
Das sechste Ausführungsbeispiel
Die bis zeigen ein flachbettartiges Gleitlager und dessen Herstellungsverfahren gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das flachbettartige Gleitlager gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist insofern gleich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel, als dass eine Mehrzahl von stabförmigen gesinterten Segmenten auf der gleitenden Seitenoberfläche des flachbettartigen Stahlgrundkörpers 5b in der horizontalen Richtung aufgetragen werden und die Sinterschicht gebildet wird. Jedoch unterscheidet sich das sechste Ausführungsbeispiel von dem vierten Ausführungsbeispiel darin, dass die Verbindungsfläche B zwischen den jeweiligen stabförmigen gesinterten Segmenten schräg gebildet ist, so dass die Verbindungsfläche maximiert wird.
In Bezug auf die und , werden der Stahlgrundkörper 5b und das stabförmige gesinterte Segment mit schrägen Seiten als eine doppelte Schicht aufgetragen und ein Trennungsplatte 13 wird dazwischen eingefügt, um die zwei oder mehr als zwei flachbettartige Gleitlager durch das einmalige Sintern und Drücken mittels des Drückers gleichzeitig zu sintern. Mit anderen Worten erfolgt die Auftragung in der Folge: ein flachbettartiger Stahlgrundkörper 5b → ein Zusammenbau bestehend aus den gesinterten Segmenten 1d → eine Trennungsplatte 13 → ein Zusammenbau bestehend aus den gesinterten Segmenten 1d – ein flachbettartiger Stahlgrundkörper 5b. Während die bis beispielhaft einen Fall veranschaulichen, in dem der Stahlgrundkörper 5b und das gesinterte Segment 1d als eine doppelte Schicht aufgetragen werden, ist es auch möglich, sie als drei oder mehr als drei Schichten aufzutragen, so dass eine Mehrzahl von Gleitlagern auf einmal durch das Sintern verbunden werden kann. Dabei wird das obengenannte Auslösemitttel auf beiden Oberflächen der Trennungsplatte 13 angewandt. Das Auslösemitttel ist erforderlich, um die Trennungsplatte 13 vom gesinterten Segment 1d nach dem Sinterverbinden leicht zu trennen.
Das Sinterverbinden zwischen den stabförmigen gesinterten Segmenten 1d sowie das Sinterverbinden zwischen den stabförmigen gesinterten Segmenten 1d und der gleitenden Seitenoberfläche des flachbettartigen Stahlgrundkörpers 5b werden im Sinterofen durch das Zusammenpressen mittle des Drückers 17b und der Presse 19b durchgeführt. Die Bedingungen des Sinterns sind gleich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
In Bezug auf die , wird nach dem erfolgten Sintern die Nachbearbeitung vollendet, um den Außenteil der Schnittlinien C, C' zu schneiden und zu entfernen, so dass man das flachbettartige Gleitlager mit dem gesinterten Segment mit einer in der gezeigten schrägen Verbindungsfläche erhalten kann.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung, gibt es einen Effekt, dass die ganze gesinterte Metallstruktur der Sinterschicht dicht und gleichförmig ist, und der Präzisionsgrad der Abmessung und Gestalt der Sinterschicht hoch ist, sowie die Spritzmenge des Schmiermittels vergrößert wird. Außerdem gibt es einen anderen Effekt, dass man ein Gleitlager vorsehen kann, das sich an den verschiedenen Größe-Voraussetzungen des Verbrauchers mit niedrigen Produktionskosten sofort anpasst und damit schnell und leicht hergestellt werden kann.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1a–1d: gesintertes Segment
3a–3d: Sinterschicht
5a, 5b: Stahlgrundkörper
7a–7e: Gleitlager
9a: Metallrohr
9b: Metallstange
11a, 11b: Form
13: Trennungsplatte
15: Sinterofen
17a, 17b: Drücker
19a, 19b: Presse
21: Heizung
23: Auslösemitttel
25a, 25b: Rinne
27a, 27b: Schmiermittelspritzöffnung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers, umfassend: Sintern einer bestimmten Anzahl von Segmenten (1a, 1b) aus einem Eisengruppenmetallpulver und einem festen Schmiermittel; Einpressen der gesinterten Segmente in einen zylindrischen Stahlgrundkörper (5a), Anbringen eines thermisch aufweitbaren Metallrohres (9a) oder einer thermisch aufweitbaren Metallstange (9b) auf der inneren Außenseite der gesinterten Segmente in dem Stahlgrundkörper; und Sintern des Stahlgrundkörpers mit den darin enthaltenen gesinterten Segmenten und dem Metallrohr oder der Metallstange.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Segmente (1a, 1b) ringförmig gesintert werden.
Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers, umfassend: Sintern einer bestimmten Anzahl von Segmenten (1c, 1d) aus einem Eisengruppenmetallpulver und einem festen Schmiermittel; Aufpressen der gesinterten Segmente auf einen flachbettartigen Stahlgrundkörper (5b); und Sintern des Stahlgrundkörpers während die gesinterten Segmente auf den Stahlgrundkörper gepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Segmente (1c, 1d) stabförmig gesintert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Gleitfläche des Stahlgrundkörpers (5a, 5b) eine Rinne (25a, 25b) zum Einlassen von Schmieröl gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsflächen zwischen den gesinterten Segmenten (1b, 1d) abgeschrägt werden.