DE1021578B

DE1021578B - Verfahren zur Herstellung von Sinter-Aluminium-Lagern

Info

Publication number: DE1021578B
Application number: DESCH20043A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Wil Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1956-05-03
Filing date: 1956-05-03
Publication date: 1957-12-27

Description

Verfahren zur Herstellung von Sinter-Aluminium-Lagern Die Erfindung bezieht sich auf ein, Verfahren, durch dessen Anwendung es gelingt, Sinter-Aluminium-Lager mit guten Notlaufeigenschaften herzustellen.
Gleitlager aus Sinter-Aluminium-Werkstoffen sind an sich bekannt. Sie haben unter anderem den. Nachteil, daß die in dem Sinteraluminium befindlichen Oxyde bei Gleitlagern nachteilig auf den Verschleiß der Stahlwellen: sich auswirken. Außerdem sind derartige Lagerwerkstoffe nur bei der Verwendung von gehärteten Stahlwellen als Gegenmaterial brauchbar.
Es sind ferner auch Sinterlager aus Pulver verschiedener Werkstoffe, z. B. aus Aluminium-, Blei-und Zinnpulver, bekanntgeworden, die jedoch nicht nur eine geringe Belastbarkeit wegen tiefer liegender Druckfließgrenze weicherer Pulverzusätze aufweisen:, sondern auch einen höheren Kostenaufwand bei ihrer Fertigung bedingen.
Es ist weiterhin nicht mehr neu, die Porositäit der Sinterlager auszunutzen, um sie mit Schmiermitteln und Ölen zu tränken. Derartige selbstschmierende Lager haben aber, auch die bereits oben schon erwähnten Mängel, insbesondere hinsichtlich des Verschleißes des Wellenmaterials.
Erfindungsgemäß werden die bisher beobachteten Mängel dadurch behoben, daß die Lauffläche des Sinterlagers mit einer schwachen Diffusionsschicht aus niedrigschmelzenden Schwermetallen versehen wird. Die Sinterwerkstofflager werden dabei auf 250 bis 350° C erwärmt. Auf die Oberfläche wird dann. ein leicht schmelzendes Schwermetall, wie z. B. Zinn; Cadmium, Blei oder eine Legierung derselben., aufgebracht. Diese Schwermetalle werden von der Oberfläche des vorgewärmten Sinterlagers saugartig aufgenommen. Dabei ist gleichzeitig dafür zu sorgen, daß die nach der Erwärmung auf der Sintermetalloberfläche, sich bildende Oxydschicht mittels Bürsten. oder Ultraschall-Lötkolben zerstört bzw. beseitigt wird. Die Eindringtiefe der Schwermetalle in: die Oberfläche des Sinterlagers hängt von der gewählten Temperatur und der Zeitdauer der Behandlung ab. Es hat sich herausgestellt, daß eine Eindringtiefe von 0,1 bis 0,4 mm am zweckmäßigsten ist. Die feste metallische Verbindung zwischen dem Sinteraluminium und dem in die Poren eingedrungenen leicht schmelzbaren Schwermetall wird tunlichst noch durch die Anwendung einer anschließenden Diffusionsglühung bei Temperaturen von 250 bis 500° C verbessert. Da, wo die Gefahr des Heißlaufens durch Schmierstoffmangel besteht, also überall da, wo die normalen bisher bekanntgewordenen Aluminium-Sinterlager versagen, übernimmt das in der Grenzzonenschicht im Sinterwerkstoff befindliche Schwermetall bzw. das Zinn oder das Blei vorübergehend. die Schmierung.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lager zeigt sich, daß das Aluminium-Sinterlager vor der Zinn-Diffusionsbehandlung eine Härte von HB = 120 kg/mm2 besitzt und daß die Grenzschicht, also die eigentliche Laufschicht, durch eine Zinn-Diffusionsbehandlung auf eine Härte von 34 kg/mm2 absinkt, während der Trägerwerkstoff die gewünschte und erforderliche Druckfestigkeit und Härte beibehält.
Da Sinteraluminium ohne Beimengung niedrig schmelzender Schwermetallbestandteile außerordentlich hohe Warmfestigkeit aufweist, sind Lager aus einem solchen Werkstoff mit besonders dünnen, durch Diffusion erzeugten, weichen Laufschichten, besonders geeignet für hochbelastete heißlaufende Einsätze.
Die aus reinem Aluminium-Siriterwerkstoff nach Art des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Lager zeichnen sich ferner durch einen besonders tiefen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus, der wiederum ein sehr geringes Einbauspiel und einen ruhigen Lauf des Lagers gewährleistet.
Als Sinterlagerwerkstoff wird reines Aluminium bevorzugt: Es besteht aber durchaus die Möglichkeit, Aluminiumlegierungen als Sinterwerkstoffe zu benutzen:.
Das nachstehend angegebene Ausführungsbeispiel dient zur Erläuterung des Erfindungsgedankens.
Ein aus reinem Aluminiumpulver gepreßtes und gesintertes Aluminiumlager wird auf 300° C erwärmt. Mittels einer rotierenden Messingbürste wird Zinn auf die Lagerlauffläche aufgebracht, indem das aufträufelnde Zinn: aufgebürstet wird. Hierdurch gelingt es, den auf der Sinterlageroberfläche befindlichen Oxydfilm zu vernichten und dafür zu sorgen, daß das Zinn aufgesaugt wird. Um die gewünschte Diffusionsschicht von beispielsweise 0,2 mm Tiefe zu erzeugen, wird das Verfahren nach wenigen Sekunden, unterbrochen und die Lagerbüchse einer Diffusionsglühung, vorteilhaft in einem Luftumwälzofen, bei 250° C ½ Stunde lang unterworfen. Die ursprüngliche Härte der Sinterbüchse, die 120 kg/mm2 betrug, bleibt dabei erhalten. Hingegen sinkt die Härte der 0,2 mm starken Diffusionsschicht auf 34 kg/mm2 ab.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Sinter-Aluminium-Lagern mit Notlaufeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die gesinterten Aluminiumlager an den Laufflächen mit einer dünnen Diffusionsschicht versehen werden:, die durch Auftragen niedrigschmelzender Schwermetalle, wie z. B. Zinn, Cadmium, Zink, Blei oder deren Legierungen, erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leicht schmelzende Schwermetall im schmelzflüssigen Zustand in das Al-Sintermetall eingebürstet oder mittels Ultraschall eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Al-Sinterlager beim Aufbringen des Schwermetalls auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des verwendeten. Schwermetalls gebracht wird.
4. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 1 bis 3 gefertigten Lager einer Diffusionsglühung bei 180 bis 500° C unterzogen werden.