DE1048757B

DE1048757B -

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Publication number: DE1048757B
Application number: DENDAT1048757D
Authority: DE
Priority date: 1953-07-08
Publication date: 1959-01-15
Also published as: FR1109054A; GB750557A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lager, die ganz oder zur Hauptsache aus Aluminium bestehen und mit eimer auf einer Kupferzwischenschicht aufgebrachten Lauffläche aus einer korrosionsfesten Legierung versehen sind, die Blei ails Grundbestandteil 5 besitzt und bei welcher der Bleigehalt wenigstens 90°/c-der Legierung ausmacht, nach Patent 844 507. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Lager zu schaffen, bei dem eine bessere Haftung zwischen dem Aluminium "und der Lauffläche erzielt wird als beim Lager nach dem Hauptpatent.The invention relates to bearings which consist entirely or mainly of aluminum and applied with a bucket on an intermediate copper layer The running surface is made of a corrosion-resistant alloy, the lead as a basic component 5 and in which the lead content is at least 90 ° / c-of the alloy, according to patent 844 507. The invention has the task of creating a bearing in which better adhesion between the aluminum "and the running surface is achieved than with the bearing according to the main patent.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Kupferzwischenschicht durch eine Silberschicht ersetzt ist. Auf diese Weise wird ein ausgezeichneter Verbund und gleichzeitig ein äußerst günstig gestaltetes Temperaturleitfeld im gesamten Lager erzielt. Darüber hinaus ist es möglich, den Bleigehalt, der naäh'^:'dem^:'H:aüptpaten,t auf mindestens 9O°/o festgelegt ist, bis auf 82°/» herabzusetzen, wo- '. durch wesentlich größere -Variationsmöglicihkeiten in der Zusammensetzung der Laufflächenlegierung erreicht werden. Dadurch wird wiederum eine größere Freizügigkeit in der Anpassung des Lagers an die jeweiligen Betriebsbedingungen erzielt. Insbesondere läßt sich bei hohen Drehzahlen mit dem Lager gemäß dar Erfindung ein höherer Widerstand gegen das sogenannte Fressen der Lager erzielen.The invention solves the problem posed in that the copper intermediate layer is replaced by a silver layer. In this way, an excellent bond and, at the same time, an extremely inexpensive temperature control field is achieved throughout the warehouse. In addition, it is possible to reduce the lead content, which is near ' ^: ' dem ^: 'H: aüptpaten, t at least 90%, down to 82%, where-'. can be achieved by significantly greater variation possibilities in the composition of the tread alloy. As a result, greater freedom of movement in adapting the bearing to the respective operating conditions is achieved. In particular, a higher resistance to the so-called seizure of the bearings can be achieved at high speeds with the bearing according to the invention.

.Bei Silberlagern, d. h. Lagern mit einer Stahllagerschale und einer Silberauflage, ist es bekannt, zum Schutz des Silbers gegen Korrosion durch schwefelhaltige Schmieröle eine dünne Deckschicht einer Weichmetallegierung, wie Blei-Zinn oder Blei-Indium, aufzubringen. Man hat dabei insbesondere auch daran gedacht, in die Silberoberfläche Zinn einzudiffundieren..In the case of silver bearings, d. H. Storage with a steel bearing shell and a silver plating, it is known for Protection of the silver against corrosion by sulphurous lubricating oils a thin top layer of a Soft metal alloy, such as lead-tin or lead-indium, to be applied. One has in particular also in it thought to diffuse tin into the silver surface.

Es ist weiter bekannt, zur Erzielung einer besseren Haftfestigkeit einer Silberschicht auf Aluminium eine dünne Zinkschicht als Zwischenschicht zu verwenden.It is also known to achieve a better adhesive strength of a silver layer on aluminum to use a thin zinc layer as an intermediate layer.

Für den Aluminiumteil des Lagers können Reinaluminium oder Aluminiumlegierungen, beispielsweise Legierungen mit Kadmium und Silizium, Verwendung finden. Eine bevorzugte Zusammensetzung einer solchen Legierung hat folgende Zusammensetzung:For the aluminum part of the bearing, pure aluminum or aluminum alloys, for example Alloys with cadmium and silicon, find use. A preferred composition of one such alloy has the following composition:

Silizium 3,5 bis 4,5 %>Silicon 3.5 to 4.5%>

Kadmium 0,75 „ 1,4 °/o-Cadmium 0.75 "1.4 ° / o-

Rest im wesentlichen AluminiumThe remainder is essentially aluminum

Die Legierungskomponenten können auch in einem größeren Bereich, schwanken, so können auch Legierungen mit der nachstehenden Zusammensetzung mit Erfolg verwendet werden:The alloy components can also fluctuate within a larger range, so can alloys too with the following composition can be used successfully:

Silizium 1 bis 10%Silicon 1 to 10%

Kadmium 0,25 „ 5%>Cadmium 0.25 "5%>

Rest im wesentlichen AluminiumThe remainder is essentially aluminum

Lagercamp

Zusatz zum Patent 844 507Addendum to patent 844 507

Anmelder:Applicant:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich.'(VJSt,A,) ,General Motors Corporation,
Detroit, Mich. '(VJSt, A,),

■Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
• Braunschweig, AnI Bürgerpark 8■ Representative: Dr. W. Müller-Bore, patent attorney,
• Braunschweig, AnI Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Juli 1953Claimed priority:
V. St. v. America 8 July 1953

Arvid Edward Roach,, Detroit, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenArvid Edward Roach ,, Detroit, Mich. (V. St. A.),
has been named as the inventor

Die auf das Aluminium aufgebrachte Lauf schicht ist eine korrosionsfeste Bleilegierung; beispielsweise eine Blei-Zinn- oder Blei-Zinn-Kupfer-Legierung, die über die ganze Lagerfläche in dünner Schicht mit dem Aluminium oder der Aluminiumlegierung innig verbunden ist, und zwar, wie weiter unten im einzelnen zu beschreiben sein wird, über eine Silberzwischenschieht. The overlay applied to the aluminum is a corrosion-resistant lead alloy; for example a lead-tin or lead-tin-copper alloy, the intimately connected in a thin layer with the aluminum or aluminum alloy over the entire bearing surface is, as will be described in detail below, via a silver intermediate.

In allen Fällen kann das Aluminium oder die Aluminiumlegierung von einer Stahlstützschale, die mit dem Aluminium verbunden ist, getragen werden. Als Stähle für diese Stützschalen finden vorzugsweise Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt Anwendung.In all cases, the aluminum or the aluminum alloy can be supported by a steel support shell that to which aluminum is connected. The preferred steels for these support shells are to be found Low carbon steels application.

Beispiele von erfindungsgemäßen Lagern sowie deren Herstellung sollen im nachstehenden an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben werden.Examples of bearings according to the invention and their production are given below with reference to of the drawing are described in detail.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Hälfte eines Ringlagers;Fig. 1 is a schematic perspective view one half of a ring bearing;

Fig. 2 ist eine Schnittarisicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1.

Das dargestellte Lager besteht aus einem kräftigen Stützglied 10 aus Stahl, auf das eine Schicht 12 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebracht ist. Auf das Aluminium bzw. die Aluminiumlegierung wiederum wird über eine dünne Zinkschidht 14 eine Silberschicht 16 galvanisch aufgebracht. Die Zinkschicht wird mit Hilfe einer Natrium-Zinkat-Lösung auf der aluminiumhaltigen Schicht 12 gebildet. Auf diese Schichten wird schließlich galvanisch eine äußere Schicht 18 aus einem Lagermetall auf Bleibasis abgeschieden, die eine korrosionsfeste Lauffläche 20 bildet.The bearing shown consists of a sturdy support member 10 made of steel, on which a layer 12 is made Aluminum or an aluminum alloy is applied. On the aluminum or the aluminum alloy in turn, a silver layer 16 is galvanically applied over a thin zinc layer 14. the Zinc layer is formed on the aluminum-containing layer 12 with the aid of a sodium zincate solution. Finally, an outer layer 18 made of a lead-based bearing metal is electroplated onto these layers deposited, which forms a corrosion-resistant running surface 20.

809 729/237809 729/237

Beim Aufbringen der; Bleilegi.·?irjflng ,auf die Grundschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung wird diese GrundschiCht, diie mit oder, ohne Stahlstützschale ausgebildet sein kann, zunächst mit einem üblichen': Reinigungsmittel entfettet, beispielsweise indfenr'rnän sie etwa 10 bis 15 Sekunden in heiße Trinatriumphosphatlösung taucht und anschließend in fließendem Wasser wäscht. Als nächster Arbeitsgang folgt ein Beizen der Oberfläche, bei dem das Lager vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 80 und 90° C etwa 5 Sekunden in eine 10%ige Natriumhydroxydlösung getaucht wird. Das Lager wird dann in kaltem Wasser gewaschen und aller Seihmutz u. dgl. abgebürstet.When applying the; Lead alloy. ·? Irjflng, on the base layer this basic layer, with or without, is made from aluminum or an aluminum alloy Steel support shell can be formed, first with a usual ': cleaning agent degreased, for example it takes about 10 to 15 seconds hot trisodium phosphate solution is immersed and then washed in running water. Next up The operation is followed by pickling of the surface, in which the bearing is preferably at a temperature between 80 and 90 ° C is immersed in a 10% sodium hydroxide solution for about 5 seconds. The warehouse is then washed in cold water and all Brushed off silk dirt and the like.

Danach wird das Lager in einer 10%igen Flußsäurelösung bei Raumtemperatur etwa 10 Sekunden lang gebeizt. Das Lager wird darauf wieder in kaltem Wasser gespült und etwa 15 Sekunden in eine wäßrige Natriumzinikatlösung mit einer Temperatur von. 33° C getaucht, die ein spezifisches Gewicht von etwa 1,407 bei 20° C besitzt.Then the camp is in a 10% hydrofluoric acid solution pickled at room temperature for about 10 seconds. The camp will be cold again on it Rinsed with water and immersed in an aqueous sodium zincate solution at a temperature of about 15 seconds. 33 ° C submerged, which has a specific gravity of about 1.407 at 20 ° C.

Naah dieser Behandlung, bei der sich auf der Oberfläche des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung eine dünne Zinkschicht niedergeschlagen hat, wird das Lager wieder in Wasser gespült und darauf als Kathode in ein galvanisches Silberbad eingehängt, und zwar etwa 3 Minuten lang bei einer Stromdichte von 200 mAmp./dm², um galvanisch eine Silberschicht auf dem Lager abzuscheiden. In der Praxis sollte diese Silberschicht eine Dicke von wenigistens 0,25 μ und höchstens 2,5 μ haben. Beste Resultate werden in den. meisten Fällen erreicht, wenn die Dicke des Silberniederschlaiges etwa im Bereich von 0,75 bis 1,75 μ liegt, vorzugsweise wenn sie etwa 1,25 μ beträgt. ...After this treatment, during which a thin zinc layer has deposited on the surface of the aluminum or the aluminum alloy, the bearing is rinsed again in water and then hung as a cathode in a galvanic silver bath for about 3 minutes at a current density of 200 mAmp ^{./dm 2} in order to galvanically deposit a layer of silver on the bearing. In practice, this silver layer should have a thickness of at least 0.25 μ and at most 2.5 μ. Best results will be in the. reached in most cases when the thickness of the silver precipitate is approximately in the range from 0.75 to 1.75 μm, preferably when it is approximately 1.25 μm. ...

Das mit einer Silberschicht versehene Lager wird anschließend gespült und ist dann fertig für das abschließende Überziehen mit einem Lagermetall.The bearing, which is provided with a silver layer, is then rinsed and is then ready for the final Coating with a bearing metal.

Für das Aufbringen der Blei-Zinn-Legieruing, in der der Bleigehalt zwischen 82 und 99% und der Zinngelhalt von 18 bis 1 °/o schwanken kann, werden jeweils zwei Lagerhälften in Ringform gehalten und in dem so entstehenden Hohlraum eine Anode aus einer Blei-Zinn-Legierung mit den gewünschten Prozentsätzen von Blei und Zinn in geeignetem Abstand von den Lagerschalen angebracht. Bei einem Lager mit etwa 75 mm Innendurchmesser hat sich eine runde Elektrode mit 50 mm Durchmesser als zweckmäßig erwiesen. Einzelne Lagerhälften können auch galvanisiert werden, indem man entsprechende Blenden vorsieht, die eine gleichmäßige Verteilung des Stromes gewährleisten. Als Elektrolytflüssigkeit wird vorzugsweise eine Bleifluoborat-Zinnfluoborat-Lösung mit einem Gelatinezusatz verwendet. Für einen galvanischen Überzug, der aus 95% Blei und 5% Zinn besteht, wird vorzugsweise ein Verhältnis von etwa 12 : 1 zwischen den Reagenzien gewählt. Größere Gelatinezusätze können verwendet werden, um den Zinn-Niederschlag zu steuern. An Stelle von Gelatine kann auch Knochenleim verwendet werden. Während der bei Raumtemperatur durchgeführten Galvanisierung sollte der Elektrolyt in Umlauf gehalten r.nd fortlaufend gefiltert werden.For applying the lead-tin alloy in which the lead content can vary between 82 and 99% and the tin gel content from 18 to 1% each two bearing halves held in a ring shape and an anode in the resulting cavity a lead-tin alloy with the desired percentages of lead and tin appropriately spaced attached by the bearing shells. In the case of a bearing with an inside diameter of around 75 mm a round electrode with a diameter of 50 mm has proven to be useful. Individual bearing halves can can also be galvanized by providing appropriate screens that ensure an even distribution of the current. As an electrolyte liquid a lead fluoborate-tin fluoborate solution with a gelatin addition is preferably used. For an electroplating consisting of 95% lead and 5% tin is preferably a ratio of about 12: 1 chosen between the reagents. Larger gelatine additives can be used to control the tin precipitation. Bone glue can also be used instead of gelatine. The electrolyte should be kept circulating during electroplating, which is carried out at room temperature r.nd are continuously filtered.

Zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit der Laufschicht gegenüber Schmiermitteln kann über die Bleilegierung eine dünne Zinnschicht aufgebracht werden.To increase the corrosion resistance of the running layer to lubricants, the Lead alloy a thin layer of tin can be applied.

■'"! ^:Die Dicke der Laufschioht beträgt zweckmäßig etwa 5 bis 25 μ. Wenn die Laufschicht eine Stärke von weniger als 25 μ besitzt, wird die Bleilegierung nur geringen oder keinen Ermüdungsbeanepruohungen unterworfen, und seine Lebensdauer wird in erster Linie durch seine Abriebsfestigkeit bestimmt. Wenn sie stärker als 25 μ ist, treten insbesondere bei mit hoher Verdichtung arbeitenden Verbrennungskraftmaschinen auf Grund der Ermüdung des Lagers, die ίο zu dem normalen Lagerabrieb hinzukommt, Schwierigkeiten auf. Aus diesem Grunde wird die Verwendung der Bleilegierung in Schichten von einer Dicke unter μ bevorzugt, obwohl in besonderen Fällen, wo die Lagerermüdung ein weniger ausschlaggebender Faktor ist, Schichten über 25 μ venvendet werden können.■ '"! ^: The thickness of the running layer is expediently about 5 to 25 μ. If the running layer is less than 25 μ thick, the lead alloy is only subjected to little or no fatigue tests, and its service life is primarily determined by its abrasion resistance If it is more than 25 μ, difficulties arise especially in high compression internal combustion engines due to the fatigue of the bearing, which is added to the normal bearing wear. For this reason, the use of the lead alloy in layers of a thickness less than μ preferred, although in special cases where bearing fatigue is a less critical factor, layers greater than 25µ can be used.

Andere Bleilegierungen können in ähnlicher Weise galvanisch abgeschieden werden. Eine dieser Legierungen, die als Lagerschicht verwendet werden kann, enthält 1 bis 15% Zinn und 0,5 bis 3% Kupfer, Rest so Blei, vorzugsweise 86% Blei, 12%> Zinn und 2% Kupfer.Other lead alloys can be electrodeposited in a similar manner. One of these alloys, which can be used as a bearing layer contains 1 to 15% tin and 0.5 to 3% copper, the rest so lead, preferably 86% lead, 12%> Tin and 2% copper.

Auch hier beträgt die Dicke des galvanischenHere, too, is the thickness of the galvanic

Niederschlages vorzugsweise 5 bis 25 μ. Wie bei der obenerwähnten Bleilegierung kann die Konzentration des Bleies in Übereinstimmung mit der Menge des Zinnsalzes und/oder der Stromdichte ansteigen.Precipitation preferably 5 to 25 μ. As with the lead alloy mentioned above, the concentration can of the lead increase in accordance with the amount of tin salt and / or the current density.

Die Bezeichnung Silber, wie sie im vorstehenden benutzt wird, soll als handelsübliches reines Silber verstanden sein, aber auiöh Silberlegierungen uimfassen, die die Verbindung der Lagerschichten oder die Eigenschaften der hierauf niedergeschlagenen Laufschicht nicht nachteilig beeinflussen.The term silver, as used in the foregoing, is intended to be commercially pure silver be understood, but also include silver alloys, the connection of the bearing layers or the properties of those deposited on them Do not adversely affect the running layer.

Claims

Claims =

1. Bearing made entirely or mainly of aluminum with a copper interlayer applied running surface made of a corrosion-resistant alloy with lead as a basic component, in which lead makes up at least 90% of the alloy, according to patent 844 507, thereby characterized in that the copper intermediate layer is formed by an electrodeposited silver intermediate layer is replaced and the lead alloy is at least 82%. Contains lead.

2. Bearing according to claim 1, characterized in that the running layer is made of a lead alloy consists of 0.5 to 3%, preferably 2% copper, 1 to 15%, preferably 12% tin and Remainder contains lead.

3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the silver layer between 0.25 and 2.5 μ thick.

4. Bearing according to claim 1 to 3, characterized in that the overlay is made of a lead alloy has a thin layer of tin in a manner known per se to increase the corrosion resistance to lubricants.

5. Bearing according to claim 1 to 4, characterized. That the bearing shell to achieve For better adhesion of the silver layer, first apply a thin zinc layer in a known manner having.

Considered publications:
German Patent No. 838 532;

J. Electrochem. Soc, 1950, p. 143, reported in the Chemisches Zentralblatt, 1951, p. 3259.

1 sheet of drawings