DE102013220840B4 - Bearing element for a rolling or sliding bearing - Google Patents
Bearing element for a rolling or sliding bearing Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013220840B4 DE102013220840B4 DE102013220840.5A DE102013220840A DE102013220840B4 DE 102013220840 B4 DE102013220840 B4 DE 102013220840B4 DE 102013220840 A DE102013220840 A DE 102013220840A DE 102013220840 B4 DE102013220840 B4 DE 102013220840B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bearing element
- bearing
- weight
- composite material
- hard material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/62—Selection of substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
- C22C33/0228—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy comprising other non-metallic compounds or more than 5% of graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/38—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
- F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- F16C2204/62—Low carbon steel, i.e. carbon content below 0.4 wt%
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- F16C2204/70—Ferrous alloys, e.g. steel alloys with chromium as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2210/00—Fluids
- F16C2210/10—Fluids water based
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/20—Shaping by sintering pulverised material, e.g. powder metallurgy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/10—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
- F16C2300/42—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions corrosive, i.e. with aggressive media or harsh conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/121—Use of special materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Lagerelement (1) für ein Gleit- oder Wälzlager (2), welches Lagerelement (1) zumindest abschnittsweise aus einem pulvermetallurgischen Verbundmaterial, enthaltend eine auf einem Stahl basierende metallische Phase und eine Hartstoffphase, gebildet ist oder zumindest abschnittsweise ein solches Verbundmaterial umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl 0,2–0,6 Gew.-% Kohlenstoff, 0,1–0,3 Gew.-% Stickstoff, 0,5–2 Gew.-% Molybdän und 13–15 Gew.-% Chrom enthält, wobei das Verbundmaterial insgesamt 1–1,5 Gew.-% Kohlenstoff, 0,1–2 Gew.-% Stickstoff, 0,5–4 Gew.-% Molybdän und 14–15,75 Gew.-% Chrom umfasst, wobei das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis 0,5–4 beträgt, und die Hartstoffphase weniger als 4 Gew.-% Vanadium und/oder weniger als 3 Gew.-% Nickel enthält.Bearing element (1) for a sliding or rolling bearing (2), which bearing element (1) at least partially from a powder metallurgical composite material containing a steel-based metallic phase and a hard material phase is formed, or at least partially comprises such a composite material, characterized in that the steel contains 0.2-0.6% by weight of carbon, 0.1-0.3% by weight of nitrogen, 0.5-2% by weight of molybdenum and 13-15% by weight of chromium wherein the composite material comprises a total of 1-1.5% by weight of carbon, 0.1-2% by weight of nitrogen, 0.5-4% by weight of molybdenum and 14-15.75% by weight of chromium, wherein the carbon-nitrogen ratio is 0.5-4, and the hard material phase contains less than 4 wt% vanadium and / or less than 3 wt% nickel.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Lagerelement für ein Wälz- oder Gleitlager, welches Lagerelement zumindest abschnittsweise aus einem pulvermetallurgischen Verbundmaterial, enthaltend eine auf einem Stahl basierende metallische Phase und eine Hartstoffphase, gebildet ist oder zumindest abschnittsweise ein solches Verbundmaterial umfasst.The invention relates to a bearing element for a rolling or sliding bearing, which bearing element at least partially from a powder metallurgical composite material containing a steel-based metallic phase and a hard material phase, is formed or at least partially comprises such a composite material.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Lagerelemente für Wälz- oder Gleitlager, insbesondere in Form von Lagerringen, sind weithin bekannt und werden in der Regel aus mechanisch wie auch korrosiv besonders beanspruchbaren Materialien gebildet. Hierzu zählen neben klassischen Wälzlagerstählen pulvermetallurgische Verbundmaterialien, welche eine metallische Phase und eine Hartstoffphase umfassen.Bearing elements for rolling or sliding bearings, in particular in the form of bearing rings, are well known and are usually formed from mechanically as well as corrosive particularly durable materials. In addition to classical bearing steels, these include powder metallurgical composite materials which comprise a metallic phase and a hard material phase.
Die
Die
Die
Indes besteht weiterhin ein Entwicklungsbedarf an mechanisch wie auch korrosiv hoch beanspruchbaren Materialien, welche den Einsatz entsprechender Lagerelemente in nicht konventionell geschmierten Betriebssituationen, vornehmlich in korrosiv wirkenden (dünn)flüssigen, insbesondere wässrigen, Medien, in welchen entsprechende Lagerelemente dauerhaft ausgelagert und von welchen die Lagerelemente durchspült werden, ermöglichen. Derartige, insbesondere aufgrund einer nicht wirkungsvoll realisierbaren Schmierung der Lagerelemente, mechanisch wie auch korrosiv beanspruchende Betriebssituationen sind insbesondere bei Anwendungen in Wasserbauwerken, wie z. B. Meereskraftwerken, Schleusentoren, oder in Salz- oder Süßwasserturbinen, oder in Bohrkopf-, Kompressor- oder Pumpenlagern gegeben. In diesen Anwendungen besteht zudem die Gefahr der Aushöhlung (Kavitation) entsprechender Lagerelemente.However, there is still a need for development of mechanically as well as highly corrosive materials which the use of corresponding bearing elements in non-conventionally lubricated operating situations, especially in corrosive acting (thin) liquid, especially aqueous media in which corresponding bearing elements permanently outsourced and of which the bearing elements be flushed through, allow. Such, in particular due to a not effectively realizable lubrication of the bearing elements, mechanically as well as corrosive demanding operating situations are particularly in applications in hydraulic structures, such. As marine power plants, floodgates, or in salt or fresh water turbines, or in Bohrkopf-, compressor or pump bearings. In these applications, there is also the danger of cavitation of corresponding bearing elements.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein, insbesondere gegenüber mechanischen wie auch korrosiven Beanspruchungen, hoch beanspruchbares Lagerelement anzugeben.The invention has for its object to provide a, especially against mechanical and also corrosive stresses, highly durable bearing element.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lagerelement gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a bearing element according to
Erfindungsgemäß wird ein Lagerelement vorgeschlagen, welches zumindest abschnittsweise aus einem eine auf einem Stahl basierende metallische Phase und eine Hartstoffphase enthaltenden pulvermetallurgischen Verbundmaterial gebildet ist respektive hergestellt ist oder zumindest abschnittsweise ein solches pulvermetallurgisches Verbundmaterial umfasst. Das Besondere an dem erfindungsgemäßen Lagerelement besteht in der (chemischen) Zusammensetzung der metallischen Phase, d. h. des Stahls, auf dem die metallische Phase basiert. Dieser Stahl umfasst als wesentliche Legierungselemente Kohlenstoff mit einem Anteil von 0,2–0,6 Gew.-%, Stickstoff mit einem Anteil von 0,1–0,3 Gew.-%, Molybdän mit einem Anteil von 0,5–2 Gew.-% und Chrom mit einem Anteil von 13–15 Gew.-%.According to the invention, a bearing element is proposed, which is formed at least in sections from a steel-based metallic phase and a powder metallurgical composite material containing a hard material phase, respectively, or at least partially comprises such a powder metallurgical composite material. The special feature of the bearing element according to the invention consists in the (chemical) composition of the metallic phase, d. H. of the steel on which the metallic phase is based. This steel comprises as essential alloying elements carbon in a proportion of 0.2-0.6 wt.%, Nitrogen in an amount of 0.1-0.3 wt.%, Molybdenum in an amount of 0.5-2 Wt .-% and chromium in a proportion of 13-15 wt .-%.
Die genannten Legierungselemente liegen in den genannten Anteilen jeweils elementar, d. h. in Reinform vor. Die genannten Gewichtsanteile beziehen sich also nicht auf den in Kohlenstoff- bzw. Stickstoffverbindungen enthaltenen Kohlenstoff bzw. Stickstoff respektive das in Molybdän- oder Chromverbindungen enthaltene Molybdän oder Chrom, sondern auf den elementar, d. h. in Reinform, in der metallischen Phase vorliegenden Kohlenstoff bzw. Stickstoff respektive das elementar, d. h. in Reinform, in der metallischen Phase vorliegende Molybdän bzw. Chrom.The abovementioned alloying elements are in each case elementary, ie in pure form, in the abovementioned proportions. The stated proportions by weight therefore do not refer to the carbon or nitrogen contained in carbon or nitrogen compounds or the molybdenum or chromium contained in molybdenum or chromium compounds, but to the elemental, ie in pure form, in the metallic phase present carbon or nitrogen respectively the elemental, ie in pure form, present in the metallic phase molybdenum or chromium.
Der die metallische Phase bildende Stahl enthält selbstverständlich, wie üblich, Eisen, Verunreinigungen sowie, gegebenenfalls weitere Legierungselemente, so dass sich insgesamt eine Zusammensetzung von 100 Gew.-% ergibt.Of course, the steel forming the metallic phase contains, as usual, iron, impurities and, if appropriate, further alloying elements, so that a total composition of 100% by weight results.
Die Wirksumme des die metallische Phase bildenden Stahls ist typischerweise größer als 30. Die Wirksumme wird gemäß nachfolgender PREN-Formel bestimmt, welche ein Maß für die Korrosionsbeständigkeit des Stahls gegenüber Lochfraß oder Spaltkorrosion angibt: 1 × Anteil an Chrom in Gew.-% + 3,3 × Anteil an Molybdän in Gew.-% + 16 × Anteil an Stickstoff in Gew.-%.The effective amount of the steel forming the metallic phase is typically greater than 30. The sum of the effect is determined according to the following PREN formula, which gives a measure of the corrosion resistance of the steel to pitting or crevice corrosion: 1 × chromium% by weight + 3 , 3 × content of molybdenum in% by weight + 16 × content of nitrogen in% by weight.
Bei dem die metallische Phase bildenden Stahl handelt es sich sonach um einen hochlegierten Werkzeugstahl. Die gewichtsmäßigen Anteile, d. h. die Konzentrationen, der Legierungselemente bedingen ein mechanisch hoch beanspruchbares sowie ein hoch korrosionsbeständiges Material. Die mechanischen Eigenschaften werden dabei durch die Legierungselemente Kohlenstoff, Molybdän und Stickstoff bestimmt, die hohe Korrosionsbeständigkeit des pulvermetallurgischen Verbundmaterials ergibt sich durch den vergleichsweise hohen Anteil an Chrom.The steel forming the metallic phase is therefore a high-alloyed tool steel. The weight proportions, d. H. the concentrations of the alloying elements require a mechanically highly stressable and a highly corrosion resistant material. The mechanical properties are determined by the alloying elements carbon, molybdenum and nitrogen, the high corrosion resistance of the powder metallurgical composite material results from the relatively high proportion of chromium.
Konkret zeichnet sich das pulvermetallurgische Verbundmaterial durch eine hohe Festigkeit, Zähigkeit, Härte, Überroll- und Verschleißfestigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus.Specifically, the powder metallurgical composite material is characterized by high strength, toughness, hardness, rollover and wear resistance and high corrosion resistance.
Die besondere chemische wie auch anteilsmäßige Zusammensetzung des die metallische Phase bildenden Stahls ist somit Grundlage für das besondere Eigenschaftsprofil des pulvermetallurgischen Verbundmaterials, welches das aus diesem gebildete Lagerelement auch ohne konventionelle Schmierung des Lagerelements respektive eines dieses aufnehmenden Lagerbauteils, für die Verwendung in mechanisch wie auch korrosiv hoch beanspruchenden Einsatzgebieten prädestiniert. Entsprechende Einsatzgebiete können z. B. in korrosiv wirkenden Umgebungen, d. h. z. B. in wässrigen, korrosiv wirkenden chlorhaltigen Umgebungen, wie z. B. im Bereich von Meereskraftwerken, allgemein Wasserbauwerken, oder sonstigen Meeresanwendungen, wie z. B. Schiffen, liegen.The particular chemical as well as proportionate composition of the metallic phase forming steel is thus the basis for the special property profile of the powder metallurgical composite material, which also without conventional lubrication of the bearing element or a receiving this bearing member, for use in both mechanical and corrosive predestined for highly demanding applications. Corresponding applications can z. B. in corrosive environments, d. H. z. B. in aqueous, corrosive chlorine-containing environments such. As in the field of marine power plants, generally hydraulic structures, or other marine applications, such. As ships lie.
Das erfindungsgemäße Lagerelement respektive das dieses bildende Verbundmaterial ist durch pulvermetallurgische Verfahren, d. h. basierend auf einem pulverförmigen Ausgangsmaterial bzw. einer pulverförmigen Ausgangsmaterialmischung, hergestellt. Der Einsatz pulvermetallurgischer Verfahren ist insbesondere deshalb vorteilhaft, als dieser die Ausbildung von Gefügestrukturen mit (nahezu) isotropen Eigenschaften ermöglicht. Gleichermaßen erlaubt der Einsatz pulvermetallurgischer Verfahren eine endkonturnahe Fertigung bzw. Urformung des Lagerelements, was den Bedarf mechanischer Nachbearbeitungsschritte weitgehend reduziert und deshalb in fertigungstechnischer und somit auch wirtschaftlicher Hinsicht effizient ist.The bearing element according to the invention or the composite material forming this is by powder metallurgy process, d. H. based on a powdery starting material or a powdery starting material mixture, prepared. The use of powder metallurgical methods is particularly advantageous because it allows the formation of microstructures with (nearly) isotropic properties. Likewise, the use of powder metallurgical methods allows near-net-shape production or primary shaping of the bearing element, which largely reduces the need for mechanical post-processing steps and is therefore efficient in terms of production technology and thus also economically.
Bei einem pulvermetallurgischen Verfahren zur Herstellung des Lagerelements handelt es sich beispielsweise um heißisostatisches Pressen, kurz HIP; mithin ein pulvermetallurgisches fertigungstechnisches Prinzip aus dem Bereich des Urformens, gemäß welchem ein pulverförmiges Ausgangsmaterial respektive eine pulverförmige Ausgangsmaterialmischung unter Einfluss von Druck und Temperatur verdichtet bzw. verpresst und versintert wird.A powder metallurgical process for producing the bearing element is, for example, hot isostatic pressing, HIP for short; Consequently, a powder metallurgical production engineering principle from the field of primary forming, according to which a powdered starting material or a powdered starting material mixture is compacted or pressed and sintered under the influence of pressure and temperature.
Ein anderes denkbares pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lagerelements respektive des dieses bildenden Verbundmaterials ist das Sprühkompaktierverfahren, bei welchem es sich ebenso um ein pulvermetallurgisches fertigungstechnisches Prinzip aus dem Bereich des Urformens handelt, gemäß welchem ein pulverförmiges Ausgangsmaterial respektive eine pulverförmige Ausgangsmaterialmischung auf ein Trägermaterial gesprüht und durch einen schichtweisen Auftrag auf dem Trägermaterial ein Bauteil „aufgebaut” wird. Ein Vorteil des Sprühkompaktierverfahrens gegenüber dem heißisostatischen Pressen besteht darin, dass hier nicht zwingend eine Verdichtung der pulverförmigen Ausgangsmaterialien notwendig ist. Ein weiterer Vorteil des Sprühkompaktierverfahrens ist die mögliche Realisierung einer „maßgeschneiderten” Materialzusammensetzung des Verbundmaterials, welches sonach mit örtlich bzw. räumlich verteilten Stoff- bzw. Konzentrationsgradienten hergestellt werden kann. Derart ist es beispielsweise möglich, ein Verbundmaterial mit einer äußeren, d. h. oberflächen- bzw. randschichtnahen, hoch legierten und inneren, d. h. oberflachen- bzw. randschichtfernen, niedrig legierten Stahlzusammensetzung auszubilden.Another conceivable powder metallurgical method for producing a bearing element according to the invention or the composite material forming this is the Sprühkompaktierverfahren, which is also a powder metallurgy manufacturing principle from the field of primary shaping, according to which a powdered starting material or a powdered starting material mixture sprayed onto a substrate and a component is "built up" by a layer-wise application on the carrier material. An advantage of the spray-compacting process over hot-isostatic pressing is that it is not absolutely necessary to compact the powdery starting materials. A further advantage of the spray-compacting process is the possible realization of a "tailor-made" material composition of the composite material, which can accordingly be produced with spatially distributed substance or concentration gradients. Thus, it is possible, for example, a composite material with an outer, d. H. near the surface or edge layer, highly alloyed and inner, d. H. Off-surface or edge layer removal, low alloy steel composition form.
Im Rahmen der pulvermetallurgischen Herstellung des Verbundmaterials ist es denkbar, das die metallische Phase bildende pulverförmige Material bzw. Materialgemisch mit einem die Hartstoffphase bildenden pulverförmigen Material bzw. Materialgemisch im Rahmen eines pulvermetallurgischen Verfahrens zu verbinden. Alternativ dazu ist es denkbar, zunächst die metallische Phase über ein pulvermetallurgisches Verfahren herzustellen und die Hartstoffphase in der metallischen Phase durch eine anschließende Bildung von Ausscheidungen, etwa im Zuge der Urformung des Verbundmaterials oder einer Wärmebehandlung, auszubilden.In the context of powder metallurgical production of the composite material, it is conceivable that the powdery material or material mixture forming the metallic phase with a hard material phase forming to combine powdered material or material mixture in the context of a powder metallurgical process. Alternatively, it is conceivable first to produce the metallic phase by a powder metallurgical process and to form the hard material phase in the metallic phase by a subsequent formation of precipitates, for example in the course of the primary shaping of the composite material or a heat treatment.
Der Volumenanteil der Hartstoffphase in dem Verbundmaterial liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 8 und 30 Vol.-%, bevorzugt in einem Bereich zwischen 15 und 25 Vol.-%. Es ist darauf zu achten, dass der Volumenanteil der Hartstoffphase 8 Vol.-% nicht unterschreitet, um eine hohe Härte des Verbundmaterials und sonach des Lagerelements zu gewährleisten. Gleichwohl kann der Volumenanteil der Hartstoffphase in Ausnahmefällen selbstverständlich auch unterhalb 8 Vol.-% oder oberhalb 30 Vol.-% liegen.The volume fraction of the hard material phase in the composite material is in particular in a range between 8 and 30% by volume, preferably in a range between 15 and 25% by volume. It is important to ensure that the volume fraction of the hard material phase does not fall below 8% by volume in order to ensure a high hardness of the composite material and, consequently, of the bearing element. Of course, the volume fraction of the hard material phase in exceptional cases, of course, below 8 vol .-% or above 30 vol .-%.
Für das Eigenschaftsprofil des Verbundmaterials ist neben des volumenmäßigen Anteils der Hartstoffphase auch die Form, Größe und Verteilung der die Hartstoffphase bildenden Hartstoffpartikel bzw. Hartstoffkörner in der als Matrix dienenden metallischen Phase entscheidend. Die Hartstoffe bzw. Hartstoffkörner sind bevorzugt runder oder rundlicher Gestalt. Die Größe zusammenhängender Hartstoffe bzw. Hartstoffkörner liegt dabei in einem Bereich zwischen 1 und 100 μm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 10 μm. Dabei ist auf eine möglichst kohärente Verteilung der die Hartstoffphase bildenden Hartstoffpartikel bzw. Hartstoffkörner in der als Matrix dienenden metallischen Phase zu achten.In addition to the volumetric proportion of the hard material phase, the shape, size and distribution of the hard material particles or hard material grains forming the hard material phase in the metallic phase serving as the matrix are decisive for the property profile of the composite material. The hard materials or hard grains are preferably round or roundish shape. The size of coherent hard materials or hard material grains is in a range between 1 and 100 microns, preferably in a range between 3 and 10 microns. It is important to ensure the most coherent possible distribution of the hard material phase forming hard particles or hard grains in the serving as a matrix metallic phase.
Ein Charakteristikum für die Form, Größe und Verteilung der die Hartstoffphase bildenden Hartstoffpartikel bzw. Hartstoffkörner stellt die Oberflächengüte des Lagerelements in einem fertig bearbeiteten Zustand dar. Hier ist es anzustreben, dass Rauhigkeitswerte Ra bei Lagerelementen mit einem Außendurchmesser oberhalb 500 mm nach der Finishbearbeitung unterhalb 0,5 μm und bei Lagerelementen mit einem Außendurchmesser unterhalb 500 mm unterhalb 0,3 μm liegen. Untersuchungen der Rauhigkeit ergaben, dass für erfindungsgemäße Lagerelemente mit Außendurchmessern oberhalb 500 mm Rauhigkeitswerte Ra im Bereich von 0,15–0,2 μm realisierbar sind, was auf eine besonders kohärente Gefügestruktur, d. h. eine besonders kohärente Verteilung der Hartstoffpartikel bzw. Hartstoffkörner in der metallischen Phase schließen lässt.A characteristic for the shape, size and distribution of the hard material phase forming hard particles or hard grains represents the surface quality of the bearing element in a finished state. Here, it is desirable that roughness Ra for bearing elements with an outer diameter above 500 mm after finish machining below 0 , 5 microns and bearing elements with an outer diameter below 500 mm below 0.3 microns. Roughness investigations showed that roughness values Ra in the range of 0.15-0.2 μm can be achieved for bearing elements according to the invention with outside diameters above 500 mm, which points to a particularly coherent microstructure, ie. H. a particularly coherent distribution of the hard particles or hard grains in the metallic phase can conclude.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung enthält der die metallische Phase des pulvermetallurgischen Verbundmaterials bildende Stahl zusätzlich 0,1–2 Gew.-% Mangan, 0,1–1 Gew.-% Silizium und einen Nickelanteil kleiner 1 Gew.-%. Die Zulegierung von Mangen, Silizium und Nickel bedingt eine weitere Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, wie insbesondere der Streckgrenze und Zugfestigkeit, sowie der Verschleißfestigkeit des Verbundmaterials. In Ausnahmefällen können die Gewichtsanteile der zusätzlichen Legierungselemente Mangan, Silizium und Nickel auch oberhalb bzw. unterhalb der vorstehend genannten Wertebereiche liegen.In an expedient development of the invention, the steel forming the metallic phase of the powder metallurgical composite material additionally contains 0.1-2% by weight of manganese, 0.1-1% by weight of silicon and a nickel content of less than 1% by weight. The alloying of manganese, silicon and nickel requires a further improvement of the mechanical properties, in particular the yield strength and tensile strength, as well as the wear resistance of the composite material. In exceptional cases, the weight proportions of the additional alloying elements manganese, silicon and nickel can also be above or below the aforementioned value ranges.
Die dem pulvermetallurgischen Verbundmaterial zugehörige Hartstoffphase kann aus wenigstens einer der folgenden Hartstoffverbindungen gebildet sein oder wenigstens eine der folgenden Hartstoffverbindungen umfassen: Boride, Carbide, nämlich Vanadiumcarbid und/oder Niobcarbid, Nitride, nämlich Vanadiumnitrid und/oder Niobnitrid, Silizide. Selbstverständlich sind Mischungen (chemisch) unterschiedlicher Hartstoffverbindungen denkbar.The hard material phase associated with the powder metallurgical composite material can be formed from at least one of the following hard material compounds or comprise at least one of the following hard material compounds: borides, carbides, namely vanadium carbide and / or niobium carbide, nitrides, namely vanadium nitride and / or niobium nitride, silicides. Of course, mixtures (chemically) of different hard material compounds are conceivable.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lagerelements sieht vor, dass das pulvermetallurgische Verbundmaterial insgesamt 1–1,5 Gew.-% Kohlenstoff, 0,1–2 Gew.-% Stickstoff, 0,5–4 Gew.-% Molybdän und 14–15,75 Gew.-% Chrom enthält, wobei das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis 0,5–4 beträgt, und die Hartstoffphase weniger als 4 Gew.-% Vanadium und/oder weniger als 3 Gew.-% Nickel enthält. Ein Teil des Kohlenstoffs, Stickstoffs, Molybdäns und Chroms liegt elementar vor, ein anderer Teil des Kohlenstoffs, Stickstoffs, Molybdäns und Chroms liegt in Kohlenstoff-, Stickstoff-, Molybdän- oder Chromverbindungen vor. Untersuchungen zeigten, dass durch diese Zusammensetzung ein pulvermetallurgisches Verbundmaterial mit sowohl im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften, d. h. insbesondere Festigkeit, Zähigkeit, Härte, Überroll- und Verschleißfestigkeit, als auch im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit besonders vorteilhaften Eigenschaften realisiert ist.A preferred embodiment of the bearing element according to the invention provides that the powder metallurgical composite material a total of 1-1.5 wt .-% carbon, 0.1-2 wt .-% nitrogen, 0.5-4 wt .-% molybdenum and 14-15 Contains 75 wt .-% chromium, wherein the carbon-nitrogen ratio is 0.5-4, and the hard material phase contains less than 4 wt .-% vanadium and / or less than 3 wt .-% nickel. Part of the carbon, nitrogen, molybdenum and chromium are elemental, and another part of the carbon, nitrogen, molybdenum and chromium are in carbon, nitrogen, molybdenum or chromium compounds. Investigations showed that by this composition a powder metallurgical composite material with both mechanical properties, i. H. in particular strength, toughness, hardness, rollover and wear resistance, as well as in view of the corrosion resistance particularly advantageous properties is realized.
Die Härte des Lagerelements liegt zumindest im Bereich seiner Oberfläche bzw. Randschicht bzw. in oberflächennahen Randschichtbereichen in einem Bereich von 55 bis 70 HRC (Härte Rockwell), bevorzugt oberhalb 59 HRC. Die Oberfläche bzw. Randschicht des Lagerelements kann einen bestimmten Gefügebereich aufweisen, welcher sich von weiter innen liegenden Gefügebereichen in seinen Eigenschaften, wie insbesondere der Härte, unterscheidet und sonach von weiter innen liegenden Bereichen abgrenzbar ist. Typische Oberflächen- bzw. Randschichtbereiche sind z. B. lagerelementseitig vorgesehene Laufbahnflächen für Gleit- oder Wälzkörper. Selbstverständlich kann das Lagerelement auch insgesamt eine konsistente Härte aufweisen. In Ausnahmefällen kann die Härte des Lagerelements selbstverständlich auch unterhalb 55 HRC bzw. oberhalb 70 HRC liegen.The hardness of the bearing element is in a range of 55 to 70 HRC (hardness Rockwell), preferably above 59 HRC, at least in the region of its surface or edge layer or in near-surface edge layer regions. The surface or boundary layer of the bearing element may have a certain structural area, which differs from further inward structural areas in its properties, in particular the hardness, and thus can be distinguished from areas located further inside. Typical surface or edge layer areas are z. B. bearing element side provided raceway surfaces for sliding or rolling elements. Of course, the bearing element also overall a consistent hardness exhibit. In exceptional cases, the hardness of the bearing element may of course be below 55 HRC or above 70 HRC.
Um die Korrosionsbeständigkeit des Lagerelements weiter zu erhöhen, kann das Lagerelement zumindest abschnittsweise mit einer Schutzschicht, wie z. B. einem Schutzlack auf Basis eines Polymers, gegenüber korrosiven Medien überzogen sein. Alternativ oder ergänzend kann das Lagerelement wenigstens einen eine Opferanode bildenden metallischen Schutzkörper umfassen oder mit einem solchen elektrisch leitend verbunden sein. Beide Varianten stellen einen Schutz gegenüber korrosiven Beanspruchungen des Lagerelements dar, wobei durch die Beschichtung des Lagerelements mit einer entsprechenden Schutzschicht ein passiver Korrosionsschutz und durch den eine Opferanode bildenden Schutzkörper ein aktiver Korrosionsschutz realisiert ist. In letzterem Fall wird das Lagerelement üblicherweise elektrisch leitend mit dem Schutzkörper, welcher aus einem im Vergleich zu dem das Lagerelement bildenden Verbundmaterial unedleren Metall, wie z. B. einem Metall auf Basis von Aluminium, Magnesium oder Zink, gebildet ist, verbunden. Der die Opferanode bildende Schutzkörper kann zumindest abschnittsweise in einem aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gebildeten Aufnahmekörper eingebettet sein. In diesem Fall ist der Aufnahmekörper zweckmäßig mit dem Lagerelement verbunden.In order to further increase the corrosion resistance of the bearing element, the bearing element can at least partially with a protective layer, such as. As a protective coating based on a polymer to be coated against corrosive media. Alternatively or additionally, the bearing element may comprise at least one metallic protective body forming a sacrificial anode, or may be connected to an electrically conductive one. Both variants provide protection against corrosive stresses of the bearing element, wherein the coating of the bearing element with a corresponding protective layer, a passive corrosion protection and by the protective anode forming a sacrificial anode active corrosion protection is realized. In the latter case, the bearing element is usually electrically conductive with the protective body, which consists of a compared to the bearing element forming composite material more noble metal such. B. a metal based on aluminum, magnesium or zinc, is formed. The protective body forming the sacrificial anode can be embedded at least in sections in a receiving body formed from an electrically conductive material, in particular a metal. In this case, the receiving body is suitably connected to the bearing element.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagerelements sieht vor, dass das Lagerelement zumindest abschnittsweise mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen ist. Die elektrisch isolierende Beschichtung kann z. B. aus einem keramischen Material oder einem Kunststoffmaterial gebildet sein und ermöglicht eine elektrische Isolierung des Lagerelements gegenüber elektrisch leitfähigen Drittgegenständen.A further advantageous embodiment of the bearing element according to the invention provides that the bearing element is at least partially provided with an electrically insulating coating. The electrically insulating coating may, for. Example, be formed of a ceramic material or a plastic material and allows electrical insulation of the bearing element against electrically conductive third objects.
Bei dem erfindungsgemäßen Lagerelement kann es sich z. B. um einen Lagerring, d. h. einen Außen- oder einen Innenring, eines Gleit- oder Wälzlagers handeln. Das Lagerelement kann auch ein Gleit- oder Wälzkörper sein.In the bearing element according to the invention, it may be, for. B. to a bearing ring, d. H. an outer or an inner ring, a sliding or rolling bearing act. The bearing element may also be a sliding or rolling element.
Die Erfindung betrifft ferner ein Gleit- oder Wälzlager, welches wenigstens ein wie vorstehend beschriebenes, erfindungsgemäßes Lagerelement umfasst. Bei dem oder den Lagerelement(en) kann es sich, wie erwähnt, sonach um Lagerringe und/oder Gleit- oder Wälzkörper handeln. Bezüglich des erfindungsgemäßen Gleit- oder Wälzlagers gelten sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Lagerelements analog.The invention further relates to a sliding or rolling bearing which comprises at least one bearing element according to the invention as described above. As mentioned, the bearing element (s) may be bearing rings and / or sliding or rolling elements. With regard to the plain or rolling bearing according to the invention, all statements relating to the bearing element according to the invention apply analogously.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below. It shows:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Das Lagerelement
Die Hartstoffphase ist aus einer Bond-, Carbid-, Nitrid- oder Silizidverbindung oder einer Mischung wenigstens zweier der genannten Hartstoffverbindungen gebildet. Insbesondere handelt es sich bei der Hartstoffphase um eine Niobcarbid- oder eine Vanadiumcarbidverbindung bzw. eine Niobnitrid- oder eine Vanadiumnitridverbindung. Der Volumenanteil der Hartstoffphase in dem Verbundmaterial liegt oberhalb von 5 Vol.-%, insbesondere in einem Bereich zwischen 10 und 30 Vol.-%. Die Hartstoffphase liegt in der als Matrix dienenden metallischen Phase in Form fein verteilter runder bzw. kugeliger Körner vor. Die Größe zusammen hängender Hartstoffkörner liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 3 und 10 μm.The hard material phase is formed from a bonding, carbide, nitride or silicide compound or a mixture of at least two of the stated hard material compounds. In particular, the hard material phase is a niobium carbide or a vanadium carbide compound or a niobium nitride or a vanadium nitride compound. The volume fraction of the hard material phase in the composite material is above 5 vol. %, in particular in a range between 10 and 30% by volume. The hard material phase is present in the metallic phase serving as matrix in the form of finely distributed round or spherical grains. The size of coherent hard grains is in particular in a range between 3 and 10 microns.
Die Gefügeeigenschaften des Verbundmaterials sind weitgehend isotrop. Die Gefügefeinheit ist sehr hoch (ASTM KG > 7–8). Untersuchungen des Mikrofeinheitsgrads (K-Wert) ergaben K4 = 0 und K1 < 4.The structural properties of the composite material are largely isotropic. The structure fineness is very high (ASTM KG> 7-8). Micro-unit grade (K-value) investigations revealed K4 = 0 and K1 <4.
Der die metallische Phase des Verbundmaterials bildende Stahl enthält 0,2–0,6 Gew.-% Kohlenstoff, 0,1–0,3 Gew.-% Stickstoff, 0,5–2 Gew.-% Molybdän und 13–15 Gew.-% Chrom. Daneben enthält der Stahl zusätzlich Mangan, Silizium und Nickel sowie Eisen und übliche Verunreinigungen.The steel forming the metallic phase of the composite material contains 0.2-0.6% by weight of carbon, 0.1-0.3% by weight of nitrogen, 0.5-2% by weight of molybdenum and 13-15% by weight .-% chromium. In addition, the steel additionally contains manganese, silicon and nickel as well as iron and common impurities.
Eine bevorzugte Variante des die metallische Phase des Verbundmaterials bildenden Stahls enthält die in folgender Tabelle dargestellten Legierungselemente:
Die Gesamtzusammensetzung des das Lagerelement
Der Rauhigkeitswert Ra des Lagerelements
Die Härte des Lagerelements
Das das Lagerelement
Der Außenring
An dem Außenring
Das Wälzlager
In dem in
Ersichtlich beginnt die durch den Anstieg der Kurven
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lagerelementbearing element
- 22
- Wälzlagerroller bearing
- 33
- Außenringouter ring
- 44
- Innenringinner ring
- 55
- Wälzkörperrolling elements
- 66
- KäfigCage
- 77
- Schutzschichtprotective layer
- 88th
- Scheibedisc
- 99
- Schutzkörperprotective body
- 1010
- elektrisch isolierende Beschichtungelectrically insulating coating
- 1111
- KurveCurve
- 1212
- KurveCurve
- 1313
- KurveCurve
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013220840.5A DE102013220840B4 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Bearing element for a rolling or sliding bearing |
PCT/DE2014/200408 WO2015055187A1 (en) | 2013-10-15 | 2014-08-20 | Bearing element for a rolling or plain bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013220840.5A DE102013220840B4 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Bearing element for a rolling or sliding bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013220840A1 DE102013220840A1 (en) | 2015-04-16 |
DE102013220840B4 true DE102013220840B4 (en) | 2017-08-03 |
Family
ID=51539103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013220840.5A Expired - Fee Related DE102013220840B4 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Bearing element for a rolling or sliding bearing |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013220840B4 (en) |
WO (1) | WO2015055187A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018213672A1 (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Thyssenkrupp Ag | Connection structure for a roller bearing arrangement |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10350734B1 (en) | 2015-04-21 | 2019-07-16 | Us Synthetic Corporation | Methods of forming a liquid metal embrittlement resistant superabrasive compact, and superabrasive compacts and apparatuses using the same |
EP3243586A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-15 | SL Gleitlagertechnik GmbH | Sintered iron bearing |
CA3170276A1 (en) | 2018-01-23 | 2019-08-01 | Us Synthetic Corporation | Corrosion resistant bearing elements, bearing assemblies, bearing apparatuses, and motor assemblies using the same |
US11067129B2 (en) * | 2019-09-18 | 2021-07-20 | Aktiebolaget Skf | Rolling bearing for refrigerant compressor |
JP2021076227A (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 株式会社不二越 | Electric corrosion preventive bearing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212966A1 (en) * | 1992-04-18 | 1993-10-21 | Ver Schmiedewerke Gmbh | Martensitic chromium@ steel - has good wear resistance and high temp. tensile strength, used in building parts |
DE112004001371T5 (en) * | 2003-07-31 | 2006-07-06 | Komatsu Ltd. | Sintered sliding element and connecting device |
DE102008024055A1 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Schaeffler Kg | Bearing element, particularly bearing ring for roller bearing, sliding bearing or linear guide for use in power engineering including ocean current and transportation of raw materials, comprises support element and functional element |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3747585B2 (en) * | 1997-08-25 | 2006-02-22 | 大同特殊鋼株式会社 | High hardness martensitic stainless steel with excellent workability and corrosion resistance |
JP2000226641A (en) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Nsk Ltd | Rolling device |
JP2002047541A (en) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Sanyo Special Steel Co Ltd | High corrosion resistant stainless steel having excellent cold workability, and straight-line guide using it |
DE102004043134A1 (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-09 | Hans Prof. Dr.-Ing. Berns | Highest strength austenitic stainless steel |
GB0912669D0 (en) * | 2009-07-21 | 2009-08-26 | Skf Publ Ab | Bearing steels |
-
2013
- 2013-10-15 DE DE102013220840.5A patent/DE102013220840B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-08-20 WO PCT/DE2014/200408 patent/WO2015055187A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212966A1 (en) * | 1992-04-18 | 1993-10-21 | Ver Schmiedewerke Gmbh | Martensitic chromium@ steel - has good wear resistance and high temp. tensile strength, used in building parts |
DE112004001371T5 (en) * | 2003-07-31 | 2006-07-06 | Komatsu Ltd. | Sintered sliding element and connecting device |
DE102008024055A1 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Schaeffler Kg | Bearing element, particularly bearing ring for roller bearing, sliding bearing or linear guide for use in power engineering including ocean current and transportation of raw materials, comprises support element and functional element |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018213672A1 (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Thyssenkrupp Ag | Connection structure for a roller bearing arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102013220840A1 (en) | 2015-04-16 |
WO2015055187A1 (en) | 2015-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013220840B4 (en) | Bearing element for a rolling or sliding bearing | |
EP3228724B1 (en) | Tool steel, in particular hot-work steel, and steel object | |
DE102012018964B4 (en) | Iron-based sintered body and process for its preparation | |
AT511196B1 (en) | COMPOSITE BEARING | |
DE102014004450B4 (en) | Iron-based sintered alloy for a sliding element and manufacturing process therefor | |
AT515099B1 (en) | Multilayer plain bearings | |
EP3409801B1 (en) | Solid particles prepared by means of powder metallurgy, hard particle containing composite material, use of a composite material and method for manufacturing a component from a composite material | |
EP3004413B1 (en) | Refill for a ball-point pen and use thereof | |
EP3323902B1 (en) | Steel material containing hard particles prepared by powder metallurgy, method for producing a component from such a steel material and component produced from the steel material | |
KR20190004764A (en) | Metastable austenitic stainless steel strip or steel sheet and manufacturing method thereof | |
DE112018001615T5 (en) | Valve seat made of sintered iron alloy with excellent thermal conductivity for use in internal combustion engines | |
EP2052096B1 (en) | Steel piston ring | |
DE102019105660A1 (en) | Copper-based alloy | |
EP3323903B1 (en) | Steel material prepared by powder metallurgy, method for producing a component from such a steel material and component produced from the steel material | |
DE102014205164B4 (en) | Bearing element for a rolling bearing | |
DE102013201720A1 (en) | Metallic sliding bearing composite material with a metallic support layer | |
DE102012004725A1 (en) | Silicon-containing copper-nickel-zinc alloy | |
DE102019132084A1 (en) | MARTENSITE-BASED STAINLESS STEEL COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
DE102006039744B4 (en) | Method for producing a non-magnetic and / or corrosion-resistant rolling bearing component | |
DE112018002199T5 (en) | Metal-based composite material | |
EP2737097B1 (en) | Steel, component and method for producing steel | |
DE102011082905A1 (en) | Component e.g. bearing ring, is useful in rolling bearing e.g. spindle bearing, where component is formed from steel, which comprises carbon, nitrogen, chromium, molybdenum and vanadium and is prepared by powder metallurgical process | |
EP2233596B1 (en) | Cold worked steel object | |
DE102014013478A1 (en) | Composite material | |
DE102018113442A1 (en) | Precipitation hardening steel and use of such a steel for hot forming tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150408 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |