DE1189827B

DE1189827B - Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen fuer Waelzlager mit Hilfe molybdaensulfidhaltiger Oberflaechenschichten

Info

Publication number: DE1189827B
Application number: DEC18270A
Authority: DE
Inventors: Antoine Joseph Schram
Original assignee: Compagnie Generale de Radiologie SA
Current assignee: Compagnie Generale de Radiologie SA
Priority date: 1958-02-07
Filing date: 1959-01-23
Publication date: 1965-03-25

Description

Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen für Wälzlager mit Hilfe molybdänsulfidhaltiger Oberflächenschichten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen für Wälzlager mit Hilfe molybdänsulfidhaltiger Oberflächenschichten.
Die Schmierung von Wälzlagern durch klassische Schmierstoffe, wie Öl oder Fett, ist unter besonderen Bedingungen - beispielsweise bei hohen Temperaturen, korrodierender Atmosphäre usw. - nicht anwendbar. In diesen Fällen muß man auf andere Schmier- oder Gleitmittel zurückgreifen.
Außerdem zeigt eine Überprüfung des Verhaltens von Wälzlagern im Vakuum, daß sich die harten Wälzlagerstähle sehr rasch abnutzen und sogar bei stärkerer Belastung plötzlich Anlaß zum Festfressen geben können.
Aus diesem Grunde ist bereits die Anwendung von Sulfiden (oder auch Telluriden oder Seleniden) des Molybdäns oder Wolframs als Schmiermittel vorgeschlagen worden, oder aber auch deren Mischsulfide mit Metallen wie Kupfer, Silber, Zink, Cadmium, Quecksilber, Titan, Chrom, Blei u. a., die durch thermische Umwandlung der entsprechenden Metalltetrathiomolybdate bzw. -wolframate hergestellt wurden.
Die Benutzung dieser Sulfide erweist sich als sehr zweckmäßig, wenn die Wälzlager relativ hoch belastet werden. Die ungenügende Haftung der Sulfide auf den harten Spezialstählen der Wälzlager bereitet jedoch Schwierigkeiten. Um trotz der ungenügenden Haftung stets ausreichende Mengen der Sulfide im Gebiet der Walzberührung zur Verfügung zu haben, muß man einen genügenden Vorrat des Bisulfides in dem Lager vorsehen. In vielen Fällen ist es jedoch - häufig in Rücksicht auf die geringen zulässigen Abmessungen - nicht möglich, einen derartigen Vorrat des Trockengleitmittels unterzubringen. Außerdem darf bei gewissen Anordnungen das Bisulfid keinesfalls aus dem Wälzlagerkäfig heraustreten, um schwere, gelegentlich nicht wieder gutzumachende Schäden zu vermeiden.
Daneben sind auch selbstschmierende Lager bekannt, deren Lauffläche mit einer sehr dünnen Schicht eines weichen Metalls oder einer Legierung zur Verringerung der Reibung versehen sind. Diese Metalle werden entweder mechanisch aufgetragen, wie beispielsweise Blei durch Einstreuen von Pulver in das laufende Kugellager, oder elektrolytisch abgeschieden, wie z. B. Silber, das gegebenenfalls durch eine weitere Metallschicht von korrosivem Angriff durch schwefelhaltige Schmieröle geschützt wird. Diese dünnen Metallschichten sind jedoch gegenüber einem korrosiven Angriff oder auch schon Luft sehr anfällig und erreichen zudem nicht die ausgezeichneten Gleiteigenschaften der Sulfide.
Die vorliegende Erfindung hat in erster Linie den Zweck, die obenerwähnten Nachteile und Mängel zu vermeiden, indem ein Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen für Wälzlager mit Hilfe molybdänsulfidhaltiger Oberflächenschichten vorgesehen wird.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen für Wälzlager mit Hilfe molybdänsulfidhaltiger Oberflächenschichten ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Metall, wie Silber, Blei, Quecksilber, oder eine Mischung oder Legierung derselben elektrolytisch auf der Oberfläche der Wälzkörper und bzw. oder der Laufbahnen niedergeschlagen und danach Mloybdänsulfid mechanisch auf die Zwischenschicht aufgebracht wird. Eine aus den soeben genannten Metallen oder ihren Legierungen bestehende Zwischenschicht bindet die als Gleitmittel verwendeten Sulfide infolge einer auf die Schwefelatome der Sulfide zurückzuführenden starken Adhäsion, während die Sulfid-Deckschicht ihrerseits die metallische Zwischenschicht gegen äußere Einflüsse abdeckt und schützt.
Für die Herstellung. solcher reibungsverringernder Oberflächenschichten geht man erfindungsgemäß in der Weise vor, daß man die Wälzkörper und/oder die Laufbahnen zunächst - vorzugsweise elektrolytisch - mit einem fest haftenden, sehr dünnen überzug aus einem Metall der Chloridgruppe (wie Silber, Blei, Quecksilber) oder einer ein solches Metall enthaltenden Legierung versieht und dann auf bzw. in diesem überzug eine filmartige Deckschicht aus Molybdänsulfid (MOS2) unter Ausnutzung der bindenden Wirkung der sich an das Metall des überzuges anheftenden bzw: anlagernden Schwefelatome der Sulfide festlegt. . An Stelle von Molybdänsulfid kann auch Wolframsulfid verwendet werden.
Der Metallüberzug hat eine Stärke in der Größenordnung von einigen zehntel Mikron; er muß vollkommen fest auf der Oberfläche der Wälzlagerstahlteile haften. Wenn man ihn elektrolytisch herstellt, dabei ein Bad schwacher Konzentration verwendet und die zu überziehenden Flächen der Wälzlagerteile vorher sorgfältig reinigt, ist eine einwandfreie Haftung gesichert.
Die filmartige Deckschicht aus Molybdän- oder Wolframsulfid läßt sich beispielsweise dadurch fest haftend auf den Metallüberzug aufbringen, daß man die mit diesem übet=zug zu versehenden Teile in dem jeweils zu verwendenden Sulfid poliert und dabei das Sulfid gewissermaßen in die Metallschicht einschleift. Die Affinität des Schwefels zu dem erfindungsgemäß zu verwendenden überzugsmetall sichert dann eine einwandfreie Haftung der Sulfidschicht. Daneben kommt auch das mechanische Ineinandergreifen der beiden Schichten in Betracht, wobei unter anderem Oberflächenadsorptionskräfte eine Rolle spielen.

Zur Demonstrierung der erfindungsgemäß erreichbaren ausgezeichneten Schmiereigenschaften wurden vergleichende Untersuchungen an einem Kugellager ohne Schmierung, mit Ag-Schicht, mit MOS2 allein und mit einem erfindungsgemäß behandelten Lager durchgeführt. Für diese Versuche wurde eine umlaufende Anode einer Röntgenröhre benutzt, deren Antrieb mittels eines Asynchronmotors erfolgte. Gemessen wurden die Auslaufzeiten in Sekunden vom Augenblick der Spannungsabschaltung am Motor an gerechnet. Die nachstehende Tabelle gibt die erhaltenen Ergebnisse wieder:

Auslaufdauer

Schmiermittel in Sekunden Bemerkungen

in verti in horizon-

kaler Lage I taler Lage

1. Im Vakuum oder im inerten Gas

Ohne Schmier-

mittel ..... 70 3

Ag .......... 26 31

MOS2 . . . . . . . 60 10 löst sich vom

Stahl ab

Ag -f- MoS2 . . 480 480

2. In korrosionsfördernder Umgebung oder Luft

Ohne Schmier-

mittel ..... 20 4

Ag .......... 38 31 oxydiert

MOS2 . . . . . . . 40 10 löst sich vom

Stahl ab

Ag -f- MoS2 . . 420 540

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verbesserung der Laufeigenschaften von Bauelementen für Wälzlager mit Hilfe molybdänsulfidhaltiger Oberflächenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Metall, wie Silber, Blei, Quecksilber, oder eine Mischung oder Legierung derselben elektrolytisch auf der Oberfläche der Wälzkörper und bzw. oder der Laufbahnen niedergeschlagen und danach Molybdänsulfid mechanisch auf die Zwischenschicht aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine sehr dünne Metallschicht aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus einer Metallsalzlösung aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Molybdänsulfid in Form einer filmartigen Deckschicht auf der Metallschicht aufgebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 838 532, 909 236; deutsche Auslegeschrift Nr. 1040 006; britische Patentschrift Nr. 539 411.