DE1252514B - Verfahren zum Herstellen von Verbundmetallen für Gleitlager - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Verbundmetallen für GleitlagerInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES gM PATENTAMT
Im.
Nummer:
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Auslege lag:
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Auslege lag:
B 23 ρ
Deutsche KIj 491-5
1252514
M50222Ib/491
5. September 1961
19. Oktober 1967
M50222Ib/491
5. September 1961
19. Oktober 1967
Es ist bekannt. Legierungen auf der Basis von
Aluminium als Lagerlcgicrungen zu verwenden. Zur
Verbesserung der an jxI» schlechten Nottaufelgenschaftcn
des reinen Aluminium! sei» man diesem
Zinn nh Hauptkgjeningsbcstandlcü zu. So sind Lc»
gierungen mit Zinngehalten von S bis SO % bekannt. Von diesen hochzjnnhaltigcn Legierungen haben sich
in der Praxis hauptsächlich solche mit 6 bis 8% Sn und solche mit IS bis 30%Sa bewährt. Damben
ist auch der Zusatz anderer weicher Metalle, wie Blei,
Cadmium und Wismut, bekannt. Zur Erhöhung der Festigkeit können, wenn erforderlich, solche Legierungen
verschiedene Zusätze erhalten, deren fcstigkeitssteigernde
Eigenschaften bei Aluminium all· gemein bekannt sind, beispielsweise Kupfer. Silizium,
Magnesium, Zink, Mangan und Eisen.
Die Festigkeit von Aluminiumlagertegiefungen
reichte aber meistens nicht aus, um den ganzen Lagcrkörpcr
aus dieser Legierung herzustellen. Man hat daher, ähnlich wie bei Weißmetallen, den bekannten
Weg beschriften, das Lagermetall auf StQtzschalcn
aus einem festeren Metall, beispielsweise Stahl, aufzubringen. Während aber bekanntlich StahlstQtzschakn
mit dem Weißmetall ausgegossen werden,
konnte sich dieses Verfahren bei Aluminiumlasern nur gun/, vereinzelt durchseihen. Bei Berührung des
scnmclzrlUssigcn Aluminiums mit dem Stahl bildet
sich eine spröde Aluminium-Eisen-Verbindung, die $kh ab störende Zwischenschicht bei der Weiterverarbeitung
bemerkbar macht. Außerdem werden die Laufcigerwchaftert des Lagers durch etwa eingelagerte
Alumimujttoxvde ungünstig beeinflußt. Nach dem
heutigen Stand der Technik scheint es am vorteilhaftesten,
wenn die Aluminiumlegierung auf das
Stahlblech aufgewalzt wird. Aus den so erhaltenen Alumlniumlcgicrung-Stahl-Verbundblccben werden
dann Lager verschiedenster Form hergestellt.
Wegen der bekannten Neigung des Aluminiums zur Oxydation, insbesondere bei erhöhter Temperatur,
ist es aber schwierig, eine gute Bindung oder gar ein
Verschweißen zwischen den beiden Werkstoffen zu erzielen, so daß die Gefahr besteht, daß sieh die Lagermctailschicht
im Betrieb oder sogar bereits bei der Fertigung des Lagers von der Stahlstutzschale ganz
oder teilweise abldst. Es sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, die der Lösung des Problems nahekamen.
Da aber Aluminiumlagerlcgicrungcn mit
Ziruifchalten über 5% verhältnismäßig weich sind,
ist deren Plattieren mit dem Stahl durch Zusamincnwalzen
schwierig. Beim direkten Aufwalzen der Laufschicht aus der Aluminium-Zinn-Legierung würde ein
groflcr Teil des Zinns ausgequetscht werden. Bei gc-
Verfahren zum Herstelle« von Verbundmctallen
für Gleitlager
für Gleitlager
Anmelder:
Franz Mitlerbauer, Motorenwerk,
Laakirchcn (Österreich)
Vertretet:
Dipl.-Chcm. Dr. H. G. Eggcrt, Patentanwalt,
Köln-Lindenthal. Peter-Kintgeo-Str. 2
Als Erfinder benannt:
Franz Mitterbauer jun., Laakirciicfi (Österreich)
Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 9. September I960 (A 6868/60)
ringem spezifischem Walzdruck wird hingegen nur
eine ungenügende Bindung erzielt. Man kann eine gute Bindung aber nur dann erreichen, wenn man
s£ weichen Stahl mit der vorher kalt vorgewalzten Lager·
legierung plattiert, so daO auch der Stahl gleichzeitig verformt wird. Dieses Verfahren macht jedoch besonders betriebliche Vorsichtsmaßnahmen erforderlich,
so daß es in der Praxis nur beschränkt Anwcn-
]o dung findet.
Erfolgreicher sind |enc Verfahren, bei denen der
Stahl zunächst eine dünne Zwischenschicht aus einer Legierung auf Aluminiumbasis erhält, die wesentlich
härter ist oder härter gewalzt werden kann als die Alumiiüumlagcrlcgtcrung und die kein Zinn oder nur
geringe Mengen Zinn enthalt. Dk Aluminiumbger·
legierung wird danach bei wesentlich kleinerem Walzdruck
aufgebracht. Dabei hat sich gezeigt, daß die Lagcrlcgkrung auf der artfremden Reinaluminium·
4« oder AluminiumkgterungBzwischcnschlcht gut haftet»
sofern darnuf geachtet wird, daO die Aluminium·
plattknschichi während des Aufwallens und bei der
Wärmebehandlung nicht oxydiert. Aus diesem Grund ist es daher erforderlich, bei der für ein Vorwärmen
notwendigen Wärmebehandlung in Schutzgasatmosphäre zu arbeiten.
Schließlich ist auch ein Lager bekanntgeworden, dessen Stülzschak aus Stahl mit einer Zwischenschicht
überzogen ist, die aus einer Aluminiumlegierung mit
5«> 10 bis 30% Zinn besteht und nicht mehr als S#/,
andere Legierungsclcmentc enthält, auf die als Laufschicht
eine Aluminiumlegierung mit 40 bis SO*/*
Zinn in einer Stärke von maximal 5 μ aufgebracht ist. Vor dem Aufbringen der Zwischenschicht kann das
Stahlblech mit einem Überzug aus Reinaluminium oder einer Aluminiumlegierung versehen werden.
Abgesehen davon, daß die Zwischenschicht ohne Zwischenschaltung einer weiteren Schicht aus Reinaluminium
oder einer Aluminiumlegierung mit nur geringen Zinngehalten in verhältnismäßig großer
Dicke auf das Stahlblech aufgewalzt werden muß und demgemäß der spezifische Walzdruck nur gering ist,
besitzt das Überziehen des Stahlbleches mit einem Überzug jene Nachteile, wie sie bereits oben geschildert
wurden.
In zahlreichen Versuchen hat es sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, auf eine Zwischenplattierschicht aus
einer artfremden Aluminiumlegierung oder aus Reinaluminium zu verzichten. Die direkte Aufbringung
der Aluminium-Zinn-Legierung auf das Stahlblech ist dann insbesondere für hochbelastete Motoren
erfolgreich und führt gegenüber allen bekannten Verfahren gleichzeitig zu einer besseren Qualität der Verbundlagerbleche,
wenn die 5 bis 30% Zinn enthaltende Aluminiumlagerlegierung in zwei Schichten, wie es beim Plattieren von Eisen mit Aluminium oder
Aluminiumlegierungen zur Verminderung der Lochfraßbildung bekannt ist, auf das Stahlblech aufgewalzt
wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von aus einer Stahlblechunterlage und
einer auf diese aufgewalzten Aluminium-Zinn-Legierung mit bis 5 bis 30 °/0 Zinn bestehenden Verbundmetallen für Gleitlagen mit dem Kennzeichen, daß
in beim Plattieren von Eisen mit Aluminiumlegierung bekannter Weise die Aluminiumlegierung auf die
Stahlblechunterlage in zwei Schichten von gleicher Zusammensetzung aufgebracht wird, wobei die erste,
dünnere Schicht unter Verringerung ihrer Dicke auf maximal 0,25 mm und Verringerung der Stahlblechunterlage
um mindestens 15°/0 bei Raumtemperatur aufgewalzt wird, daß darauf die Dicke dieses Verbundmetalls
in einem zweiten Walzstich bei einer unter dem Schmelzpunkt des Aluminiums liegenden Temperatur
(658° C) um mindestens 15°/0 verringert wird, daß
sodann die zweite, dickere Schicht bei einer unter dem Schmelzpunkt des Zinns liegenden Temperatur (232° C)
unter Verformung dieser zweiten Schicht um mindestens 40°/0 aufgewalzt wird und daß das so erhaltene Verbundmetall
bei 300 bis 4000C geglüht wird.
Die zweite Schicht (Lauf schicht) kann ohne jegliche Vorsichtsmaßnahme warm aufgewalzt werden. Dabei
hat sich gezeigt, daß zwischen der ersten und der zweiten Schicht nicht nur eine gute Bindung entsteht,
sondern daß beide Schichten vermöge des Walzvorgangs vollständig verschweißen, weil die erste
dünne Lagermetallschicht solche Zinngehalte enthält, daß die Aluminiumoxydschicht an zahlreichen
Stellen unterbrochen ist.
Infolge des Umstandes, daß die Dicke der ersten Schicht (Plattierschicht) nach dem Aufwalzen nicht
mehr als 0,25 mm beträgt, ist der spezifische Walzdruck bedeutend höher, wodurch etwas Zinn aus dieser
Schicht austritt, die deren Oberfläche überzieht und sie vor einer Oxydation schützt, so daß eine gute
Bindung des Stahles mit der Aluminiumlegierung gewährleistet ist. Beim Aufwalzen der zweiten Schicht
(Laufschicht) auf ein solches Verbundblech ist dann nur mehr ein geringer Walzdruck erforderlich, weil
sich die Aluminiumlegierung der ersten Schicht mit der der zweiten Schicht einwandfrei vereinigen läßt,
wodurch eine Schädigung der Struktur der Lauf schicht weitgehend vermieden wird, was bei direktem Aufwalzen
der dicken Lagermetallschicht auf Stahl nicht möglich ist. Infolge des Aufbringens der Aluminium-Zinn-Legierung
auf die Stahlblechunterlage ist also die Anwendung dünnerer Laufschichten möglich, die
eine höhere mechanische Belastbarkeit ergeben.
ίο Es kann der Fall sein, daß hochzinnhaltige Lagerlegierungen
mit Zinngehalten über 5°/0 für manche Verwendungszwecke, z. B. für mit einem hohen
spezifischen Flächendruck belastete Lagerschalen zu weich sind. Man setzt dann, wie das bereits bekannt
ist, härtende Komponenten zu, beispielsweise Kupfer, Zink oder Silizium und Magnesium.
Es wurde ein gereinigtes, durch Bürsten aufgerauhtes Stahlblech von 3 mm Dicke aus unlegiertem Kohlenstoffstahl
mit 0,10 °/0 C verwendet. Zuerst wurde das Stahlblech mit einem auf 0,1 mm Dicke vorgewalzten
Blech aus einer Aluminiumlegierung mit 6 °/0 Zinn und 1% Kupfer, das in hartem Zustand vorlag, bei
Raumtemperatur in einem ersten Stich zusammengewalzt, so daß das Stahlblech um 20°/0 verformt
wurde. Dann wurde das so plattierte Stahlblech bei einer unterhalb 6000C gelegenen Temperatur in einem
zweiten Stich um 20°/0 verformt. Die aus der gleichen Aluminiumlegierung bestehende zweite Schicht wurde
auf 2 mm Dicke gewalzt, gereinigt und aufgerauht. Das Aufwalzen der zweiten Schicht auf die mit dem
Stahl verwalzte erste Schicht erfolgte bei 2000C mit einer Stichabnahme von etwa 50 °/0. Zuletzt wurde das
fertige Verbundlagerblech bei 3500C während 1 Stunde weichgeglüht, um die lineare Struktur der Zinnausscheidung
in die Kugelform überzuführen.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen von aus einer Stahlblechunterlage und einer auf diese aufgewalzten Aluminium-Zinn-Legierung mit 5 bis 30°/0 Zinn bestehenden Verbundmetallen für Gleitlager, dadurch gekennzeichnet, daß in beim Plattieren von Eisen mit Aluminiumlegierung bekannter Weise die Aluminiumlegierung auf die Stahlblechunterlage in zwei Schichten von gleicher Zusammensetzung aufgebracht wird, wobei die erste, dünnere Schicht unter Verringerung ihrer Dicke auf maximal 0,25 mm und Verringerung der Dicke der Stahlblechunterlage um mindestens 15% bei Raumtemperatur aufgewalzt wird, daß darauf die Dicke dieses Verbundmetalls in einem zweiten Walzstich bei einer unter dem Schmelzpunkt des Aluminiums liegenden Temperatur um mindestens 15% verringert wird, daß sodann die zweite, dickere Schicht bei einer unter dem Schmelzpunkt des Zinns liegenden Temperatur unter Verformung dieser zweiten Schicht um mindestens 40% aufgewalzt wird und daß das so erhaltene Verbundmetall bei 300 bis 400° C geglüht wird.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 569 495;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 063 005;
französische Patentschrift Nr. 1152 765.709 678/239 10.67Bundesdruckerei Berlin
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ID=605460
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DENDAT1252514D Pending DE1252514B (de) | Verfahren zum Herstellen von Verbundmetallen für Gleitlager |
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DE (1) | DE1252514B (de) |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
DE1775322A1 (de) * | 1968-02-12 | 1971-05-27 | Clevite Corp | Gleitlager mit feinverteiltem Aluminium als Grundmaterial und Verfahren und zu dessen Herstellung |
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DE4107893A1 (de) * | 1990-04-10 | 1991-10-17 | Daido Metal Co Ltd | Lager auf basis einer aluminiumlegierung |
DE4201761A1 (de) * | 1991-02-08 | 1992-09-10 | Daido Metal Co Ltd | Lagermetall fuer gross-dimensionierte motoren |
DE4201793A1 (de) * | 1991-02-08 | 1992-10-22 | Daido Metal Co Ltd | Lagermetall fuer gross-dimensionierte motoren |
-
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- DE DENDAT1252514D patent/DE1252514B/de active Pending
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DE4201793C2 (de) * | 1991-02-08 | 1999-07-22 | Daido Metal Co Ltd | Lagermetall für groß-dimensionierte Motoren |
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