DE1261285B - Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Streifens fuer die Weiterverarbeitung zu Gleitlagern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22f

Deutsche KL: 31 b3-7/04

Nummer: 1261285

Aktenzeichen: F 35334 VI a/31 b3

Anmeldetag: 10. November 1961

Auslegetag: 15. Februar 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Streifens für die Weiterverarbeitung zu Gleitlagern u. dgl., wobei auf einen Stahlstützstreifen eine gleichmäßige Schicht einer Pulvermischung aus Kupfer und Blei aufgesintert wird und anschließend die poröse Schicht in einer reduzierenden Atmosphäre abgekühlt wird, worauf diese poröse Matrix mit einer geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung getränkt wird.

Zusammengesetzte Lagermetallstreifen bestehen aus einem Stahlstreifen, auf dessen einer Oberfläche ein Lagermetall aufgeschichtet ist. Die Verwendung eines harten Metallträgerstreifens, z. B. aus Stahl, ist insofern erforderlich, als das Metall oder die Metalllegierung in der Lagerschicht gewöhnlich zu weich ist, um der Deformation standzuhalten, die unter den während des Gebrauchs darauf ausgeübten Belastungen erfolgt. Die Lagerauflage kann auf den Stützstreifen aufgebracht werden, indem eine dünne Folie aus Lagermaterial auf einer Oberfläche des Stützstreifens gebunden wird oder indem pulvermetallurgische Arbeitsweisen angewandt werden, wobei eine Pulvermischung aus Lagermaterialen gesintert und an den Stützstreifen festgebunden wird. Bei der Fertigung von Präzisionslagern ist es allgemein üblich, die Lagereigenschaften der Lagerauflage durch Aufbringen einer Deckschicht, der sogenannten »overplate«, zu verbessern, wodurch ein dreischichtiges zusammengesetztes Lagermaterial gebildet wird. Durch das Aufbringen eines Überzugs auf die Oberflächen von Lagerauflagen werden zwar verbesserte Lagereigenschaften erzielt, doch stellt das Aufbringen dieses Überzugs eine zeitraubende und kostspielige Maßnahme dar, und die gebildete Lageroberfläche kann anschließend nicht mehr merklich bearbeitet werden, um Wellen mit Übergröße aufzunehmen, wie es beim Betrieb manchmal vorkommt.

Die Erfindung bezweckt daher ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von Gleitlagern mit Eigenschaften, die bisher nur durch Anwendung eines Überzugs auf die Lagerschicht erzielt werden konnten.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Gleitlagern aus Verbundmetall bekannt, bei dem ein Metallpulver lose auf eine oder beide Seiten eines Stützstreifens aufgebracht und aufgesintert wird. Die aufzusinternde Pulvermischung besteht aus einer Kupfer-Zinn-Blei-Legierung. Es werden mit diesem bekannten Verfahren jedoch nicht die Lagereigenschaften erreicht die mit den Dreischichtgleitlagern erhalten werden, die oben beschrieben wurden. Insbesondere kann bei dem bekannten Verfahren die Verfahren zur Herstellung

eines zusammengesetzten Streifens

für die Weiterverarbeitung zu Gleitlagern

Anmelder:

Federal-Mogul-Bower Bearings, Inc.,

Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. I. M. Maas, Patentanwalt,

8000 München 23, Ungererstr. 25

Als Erfinder benannt:

Charles H. Sayre, Ypsilanti, Mich.;

Edward J. Lewis,

James W. O'Brien, Greenville, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Dezember 1960
(74 801)

Diffusion des Zinns in die Pulvermatrix nicht ausgeschaltet werden.

Die beschriebenen Nachteile werden erfindungsgemäß in einfacher Weise dadurch beseitigt, daß die Pulvermischung aus 96 bis 99 %> irregulär geformtem Kupferpulver mit einer Korngröße unter etwa 149 Mikron, wovon bis zu 60 °/o eine Korngröße unter Mikron hat, und 1 bis 3 % Bleipulver sowie 0 bis 1% Zinnpulver mit einer Korngröße von unter Mikron besteht, daß das Sintern bei einer Temperatur von etwa 950 bis 985° C durchgeführt und die gesinterte Schicht auf etwa 385 bis 455° C abgekühlt wird, daß die geschmolzene Lagerlegierung eine Temperatur zwischen etwa 385 und 455° C hat und daß das Tränken der Poren der Matrix in etwa einer Minute oder kürzer dadurch bewirkt wird, daß der zusammengesetzte Streifen und die geschmolzene Lagerlegierung zueinander in Schwingung mit einer Frequenz von mindestens 3000 Schwingungen pro Minute versetzt werden, wobei die geschmolzene Lagerlegierung im wesentlichen aus 2 bis etwa 4% Zinn und Blei als Rest besteht.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, er-

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Matrix in der beschriebenen Art verwendet wird, wenn nichts anderes angegeben ist, in Gewichtsprozent ausgedrückt sind.

Stützstreifen, die aus Stahl bestehen, besitzen eine so große Festigkeit und Zähigkeit, daß der schließlich erhaltene, zusammengesetzte Streifen der weiteren mechanischen Bearbeitung unterworfen werden kann, durch die ein Lager der gewünschten Größe und Form erhalten wird.

Das zur Herstellung der porösen, gesinterten Matrix, die an den Stützstreifen gebunden ist, verwendete Pulvergemisch besteht vorwiegend aus einem feinen, teilchenförmigen Kupferpulver und einem kleineren Anteil Bleipulver. Für die erfidungsgemäßen

haltene Lagermaterial besteht aus einer gesinterten, porösen Matrix, die fest an einen harten Metallstützteil, d. h. Stahlstreifen, gebunden ist und deren Poren praktisch vollständig mit einem Lagermetall aus einer Blei-Zinn-Legierung durchsetzt und gefüllt sind. Zur 5 Erzielung der günstigen Wirkungen gemäß der Erfindung werden die Zusammensetzung der porösen Matrix und der in ihre Poren eingeführten Lagerlegierung sowie die Bedingungen beim Sintern und Einführen sorgfältig innerhalb vorgeschriebener Grenzen io gehalten, wie dies im folgenden näher erläutert wird.

Bei der bevorzugten Durchführungsform der Erfindung und entsprechend der schematischen Darstellung wird der Stützstreifen 2 kontinuierlich von

einer Vorratsspule 4 abgewickelt und in praktisch 15 Zwecke liegt der Kupfergehalt des Pulvergemischs im horizontaler Richtung von dieser abgezogen und Bereich von 96 bis 99%. Der Bleigehalt liegt zwiunter einem Trichter 6, der die Pulvermischung 8 sehen 1 und 3%, vorzugsweise bei 2 bis 2,25%. enthält, hindurchgeführt. Während der Stützstreifen 2 Außer Kupfer und Blei kann die Pulvermischung geunter dem Trichter 6 vorbeizieht, wird eine Schicht gebenenfalls noch bis zu 1% Zinn enthalten, doch ist aus der Pulvermischung 8 auf die obere Fläche des 20 die Gegenwart von Zinn für den Erfolg des erfin-Streifens mit Hilfe einer Dosieröffnung am unteren dungsgemäßen Verfahrens nicht wesentlich. Ende des Trichters aufgebracht. Dann geht der Stütz- Das für die Pulvermischung verwendete Kupferstreifen 2 mit der darauf befindlichen Pulver- pulver hat unregelmäßig geformte Teilchen, damit die mischung 8 unter einem Gatter oder Verteiler 10 Porösität geschaffen wird, die innerhalb der gesinterhindurch, das bzw. der die Pulvermischung zu einer 25 ten Matrix erforderlich ist, um das Tränken mit einer Schicht von praktisch gleichmäßiger Stärke glättet ausreichenden Menge der Lagerlegierung zu ermög- und verteilt. liehen. Es kann zwar eine Reihe von Kupferpulvern,

Dann tritt der Stützstreifen 2 mit der darauf be- die nach verschiedenen Verfahren hergestellt sind, findlichen, praktisch gleichmäßigen Pulverschicht 8 mit gutem Erfolg bei der praktischen Durchführung in eine Sinterkammer 12 ein, die mit einer reduzie- 30 der Erfindung verwendet werden, doch hat sich ein renden Atmosphäre versehen ist. Die Bedingungen in unregelmäßig ausgebildetes Kupferpulver, das durch der Sinterkammer 12 werden innerhalb bestimmter elektrolytische Abscheidung erhalten worden ist, als eingestellter Grenzen gehalten, um eine poröse Ma- besonders geeignet erwiesen, da es zu einer festen, trix mit der gewünschten Porosität zu erhalten, die porösen Matrix mit der erforderlichen Porosität führt, fest an den Stützstreifen gebunden ist. Nach dem 35 Außerdem ist die Teilchengröße des Kupferpulvers Verlassen der Sinterkammer 12 wird der Stütz- geringer als Sieböffnungen von etwa 149 Mikron streifen 2 mit der darauf befindlichen Sinterschicht (100 mesh) entspricht, und etwa 60% dieses Pulvers aus der Pulvermischung 8 in einer Kühlkammer 14 sollen ein Sieb mit Öffnungen von 44 Mikron auf die vorbestimmte, mittlere Temperatur abgekühlt (325 mesh) passieren. Der Anteil an Feinteilen, d. h. und gelangt von dieser Kammer durch einen Schacht 40 der Anteil des Kupferpulvers mit einer Teilchengröße

15 direkt in einen Behälter 16, der die geschmolzene von weniger als Sieböffnungen von 44 Mikron ent-Lagerlegierung 18 von vorbestimmter Zusammen- spricht, dient ebenfalls zur Erzielung des gewünschten setzung und Temperatur enthält. Die Tränkung und Ausmaßes der Porosität in der gebildeten Matrix. Das praktisch vollständige Füllung der Poren der gesin- Schüttgewicht eines typischen Kupferpulvers liegt in terten, porösen Matrix wird durch die Anwendung 45 der Größenordnung von etwa 2,5 g/ccm.

eines Vibrationsmechanismus 20 mit einem Stempel Das Bleipulver in der Pulvermischung hat eine

21 erleichtert, der so ausgebildet ist, daß er den zu- Teilchengröße im Bereich, wie er Sieböffnungen von sammengesetzten Streifen und die geschmolzene 44 Mikron (325 mesh) oder darunter entspricht. Es Lagerlegierung relativ zueinander zu vibrieren ver- sind zwar Bleigehalte in der Pulvermischung in der mag. Unmittelbar nach dem Verlassen des Behälters 50 Größenordnung von etwa 2 bis 2,25P/o bevorzugt,

16 geht der zusammengesetzte, getränkte Streifen doch können zufriedenstellende, poröse Schichten durch einen Asbestabstreifer 22 hindurch, worin die auch mit Pulvermischungen erhalten werden, die bis überschüssige, geschmolzene Lagerlegierung von der herab zu etwa 1% Blei enthalten, wenn höhere Sinte-Oberfläche des getränkten Streifens entfernt wird. rungstemperaturen oder längere Sinterungszeiten oder Nach dem Durchgang durch den Asbeststreifen 22 55 beide angewandt werden. Andererseits verursachen wird der zusammengesetzte Streifen rasch abgekühlt, Bleigehalte von über etwa 3% während des Sinterns beispielsweise durch Abschrecken von der Unterseite der Pulvermischung auf Grund übergroßer Bildung her durch eine Wassersprühung, die durch eine Düse einer flüssigen Phase, die bei der anschließenden Ver-24 bewirkt wird, und dann an der Luft getrocknet festigung eine Verdichtung oder Verschmelzung be- und auf einer Aufnahmewalze 26 aufgehaspelt. Das 60 wirkt und die Porosität des porösen Gitters auf einen so erhaltene, zusammengesetzte Lagermaterial kann Wert unterhalb des optimalen Bereichs vermindert,

gewisse Schwierigkeiten.

Zur befriedigenden Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ferner zwar nicht nötig, 65 jedoch möglich, daß eine geringe Menge Zinn in der Pulvermischung, und zwar bis zu etwa 1%, enthalten ist. Der Zinngehalt wird in die Pulvermischung in Form eines feinen Pulvers mit einer Teilchengröße in

dann zur Herstellung von Gleitlagern u. dgl. durch Verarbeitung des zusammengesetzten Streifens nach üblichen Formverfahren verwendet werden, z. B. durch Stanzen, Prägen und Ausbohren.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Zusammensetzungen der Pulvermischung und der geschmolzenen Lagerlegierung, die zum Tränken der porösen

einem Sieböffnungen von etwa 44 Mikron (325 mesh) und darunter entsprechenden Bereich in die Pulvermischung eingeführt, oder das Zinn kann zuerst mit dem Bleipulverbestandteil vorlegiert und in dieser Form zu der Pulvermischung gegeben werden.

Die Pulverbestandteile werden in den gewählten Mengenverhältnissen in jeder beliebigen Mischapparatur, z.B. einem Doppelkegeltrommelmischer, bis zur Erzielung einer praktisch einheitlichen Pulvermischung vermischt. Die so erhaltene Pulvermischung wird dann in den in der Zeichnung dargestellten Trichter 6 eingeführt und in Form einer praktisch gleichmäßigen Schicht auf der Oberfläche des Stützstreifens 2 aufgebracht.

Die praktisch gleichförmige Schicht der Pulvermischung wird unter eingestellten Temperaturbedingungen in der Sinterkammer 12 gesintert, die mit einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise einer Spaltgasatmosphäre, versehen ist. Das Sintern der nicht verdichteten, praktisch ungleichmäßigen Schicht aus der Pulvermischung 8 wird bei einer Temperatur von wenigstens etwa 950° C erreicht. Bei dieser Temperatur schmilzt der Bleibestandteil in der Pulvermischung und etwa vorhandenes Zinn unter Auflösung einer gewissen Menge des Kupferpulvers und unter Bildung einer flüssigen Phase, die die noch vorhandenen Kupferteilchen und die Oberfläche des Stützstreifens, worauf die Pulvermischung aufgebracht wurde, benetzt. So schmelzen beispielsweise in einer Pulvermischung, die etwa 98% Kupferpulver und etwa 2% Bleipulver enthält, bei einer Sintertemperatur von etwas über 950° C die Bleiteilchen und lösen ihrerseits einen Anteil des Kupfers auf, das damit etwa 5 % der flüssigen Phase bildet. In dem Maß, wie die Sintertemperatur erhöht wird, steigt auch die Menge an vorhandener flüssiger Phase, die sich immer mehr an Kupfer anreichert. So liegt beispielsweise bei etwa 970° C eine flüssige Phase vor, die etwa 9 °/o der Pulvermischung ausmacht und aus etwa 70% Kupfer und 30% Blei besteht. Beim nachfolgenden Abkühlen der gesinterten Matrix verfestigt sich die flüssige Phase unter Verbindung der einzelnen Kupferteilchen zu einer festen, ununterbrochenen, porösen Matrix. Außerdem stößt die mit der Oberfläche des Stützstreifens in Berührung stehende flüssige Phase bei der Verfestigung das darin enthaltene Blei in Form kleiner Kügelchen aus, und das verbleibende Kupfer erstarrt unter Ausbildung einer festen, ununterbrochenen Bindung zwischen dem Stützstreifen und der gesinterten Matrix. Auf Grund dieses soeben beschriebenen Mechanismus können feste Bindungen zwischen der porösen Matrix und dem Stützstreifen erhalten werden, ohne daß der Streifen zur Erzielung einer ausreichenden Bindung zuerst mit Kupfer plattiert wird.

Für die Zwecke der Erfindung ist eine untere Grenze der Sintertemperatur von etwa 950° C erforderlich, damit eine feste, poröse Matrix, die fest an den Stützstreifen gebunden ist, erzielt wird. Bei Sintertemperaturen unter etwa 950° C wird eine schlecht gesinterte, brüchige Matrix mit keinem oder fast keinem Kupfer auf der Oberfläche des Stützstreifens erhalten, was zu einer schlechten Bindung zwischen dem Stützstreifen und der gesinterten Matrix führt. Um daher zu einem befriedigenden, zusammengesetzten Lagermaterial zu gelangen, muß eine Sintertemperatur von wenigstens etwa 950° C angewandt werden.

Wie bereits erwähnt, nimmt die Menge an gebildeter flüssiger Phase mit über 950° C steigender Sintertemperatur in entsprechendem Maß zu. Da die während des Sinterns vorhandene Menge an flüssiger Phase die Verschmelzung oder Verdichtung der Matrix beeinflußt, die ihrerseits eine Wirkung auf die Porosität der gebildeten, gesinterten Matrix ausübt, ergibt sich die höchste anwendbare Sintertemperatur aus der in der erhaltenen porösen Matrix gewünschten Porosität. Durch Anwendung von Sintertemperaturen im Bereich von etwa 950 bis etwa 985° C wird

ίο eine starke, fest gebundene, gesinterte Matrix mit einem Porenvolumen im Bereich von etwa 35 bis 49 % erzielt. Porenvolumina innerhalb des genannten Bereichs machen eine nachfolgende Durchsetzung der porösen Matrix mit einer verhältnismäßig großen Menge der Blei-Zinn-Lagerlegierung möglich. Der mittlere Durchmesser der Poren einer typischen Lagerauflage liegt in der Größenordnung von etwa 76,2 Mikron nach Messung an einem polierten Querschliff, durch eine mit der Blei-Zinn-Legierung gefüllte Auflage. Es könnten zwar Sintertemperaturen von über etwa 985° C angewandt werden, doch nimmt das Porenvolumen der gebildeten, gesinterten Matrix dann bis zu einem solchen Ausmaß ab, daß die Menge der Lagerlegierung und die Leichtigkeit, mit der sie in die poröse Matrix eindringt, unerwünscht begrenzt wird. Die obere praktische Grenze der Sintertemperatur für die Erzielung von Lagermaterialien mit optimalen Lagereigenschaften liegt daher bei etwa 985° C.

Neben der Wirkung der Sintertemperaturen auf die Porosität, Festigkeit und Bindung der Matrix an den Stützstreifen kommt auch der Sinterzeit eine gewisse Bedeutung bei der Ausbildung der Matrix zu. Ist die Sinterzeit zu kurz, z. B. weniger als etwa 2 Minuten, dann kann es vorkommen, daß eine unzureichende Menge an flüssiger Phase gebildet wird, zusammen mit einer unzureichenden Diffusion, die eine ausreichende Benetzung der Teilchen und des Stützstreifens verhindert und somit zu einer brüchigen Matrix führt, die nicht fest an den Stützstreifen gebunden ist. Ist dagegen die Sinterzeit übermäßig lang, beispielsweise 1 Stunde, dann ergibt sich eine Verminderung der Zahl der feinen Poren unter entsprechender Ausbildung einer kleineren Zahl verhältnismäßig großer Poren. In jedem Fall werden die Festigkeit und die Lagereigenschaften der erhältlichen, getränkten Matrix nachteilig beeinflußt. Unter Berücksichtigung dieser Erscheinungen ist es bevorzugt, die Sinterzeit auf einen Zeitraum von etwa 5 bis etwa 20 Minuten einzustellen. Durch Anwendung dieser Bedingungen werden zusammengesetzte Lagermaterialien gebildet, die eine Matrix hoher Festigkeit mit einer Vielzahl verhältnismäßig kleiner Poren aufweisen, die fest an den Stützstreifen gebunden ist.

Die anschließende Tränkung und praktisch vollständige Ausfüllung der Poren der gesinterten Matrix mit der Bleilagerlegierung ermöglicht die Erzeugung zusammengesetzter Lagermaterialien mit einem Bleigehalt von etwa 40 bis 55% in der Lagerauflage.

Lager mit dieser Zusammensetzung eignen sich insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen von Automobilen u. dgl. und können mit verhältnismäßig geringem Aufwand erzeugt werden. Durch Einführung einer kleinen Menge Zinn in die Bleilagerlegierung, die für die Durchsetzung der porösen Matrix verwendet wird, kann eine für die meisten Verwendungen in Maschinen und Motoren ausreichende Korrosionsbeständigkeit erzielt werden. Die erhaltenen Lager be-

sitzen ausgezeichnete Eigenschaften im Betrieb, die ungefähr denen entsprechen, die mit den kostspieligeren sogenannten Dreischichtlagern erhalten werden.

Nach dem Sintern und vor der Tränkung der porösen Matrix wird der Stützstreifen mit der darauf befindlichen, gesinterten porösen Matrix zunächst in der Kühlkammer 14 auf eine Temperatur abgekühlt, die so niedrig wie möglich ist und trotzdem die Tränkung der porösen Matrix erlaubt. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn der Streifen auf eine mittlere Temperatur im Bereich von etwa 385 bis 455° C und vorzugsweise von etwa 410 bis 440° C abgekühlt wird. Das Abkühlen des zusammengesetzten Streifens in der Kühlkammer 14 wird unter einer reduzierenden Atmosphäre, wie sie beispielsweise in der Sinterkammer 12 angewandt wurde, durchgeführt.

Nach dem Erreichen der geeigneten mittleren Temperatur verläßt der Streifen die Kühlkammer 14 durch den Schacht IS, der sich nach unten bis unter die Oberfläche der geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung 18 erstreckt, wodurch das Entweichen der reduzierenden Atmosphäre aus der Kühlkammer vermieden wird. Die geschmolzene Lagerlegierung 18 wird bei einer Temperatur von unter 455° C, ähnlich Die Tränkung der porösen Matrix mit einer geschmolzenen Lagerlegierung der oben beschriebenen Zusammensetzung bei den angegebenen Temperaturen führt zur Bildung einer Lagerauflage mit befriedigender Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit.

Auf Grund der niedrigen Temperaturen der Blel·- Zinn-Legierung und des zusammengesetzten Streifens wird eine rasche Tränkung der Poren der gesinterten, porösen Matrix verhindert. Da die Zeitspanne, während welcher der zusammengesetzte Streifen in der geschmolzenen Blei-Zinn-Legierung eingetaucht wird, gleichfalls das Ausmaß der Diffusion des Zinns in die Kupfermatrix beeinflußt, ist es notwendig, die Durchsetzung in möglichst kurzer Zeit zu erzielen, woran sich ein rasches Abkühlen des getränkten, zusammengesetzten Streifens unmittelbar anschließt. Eine praktisch vollständige Tränkung der porösen Matrix in etwa 1 Minute oder darunter wird erzielt, wenn der Vibrationsmechanismus 20 in den Behälter 16 eingebracht wird. Der Mechanismus 20 überträgt Schwingungsenergie auf den zusammengesetzten Streifen, wobei er eine Reinigungswirkung auf die Außenfläche und die Oberflächen innerhalb der porösen, gesinter

der des abgekühlten, zusammengesetzten Streifens ge- 25 ten Matrix ausübt, so daß Oxyde und andere störende

halten, d. h. bei etwa 385 bis 455° C, vorzugsweise etwa 410 bis 440° C.

Der zusammengesetzte Streifen wird in der Kühlkammer 14 vorgekühlt und die geschmolzene Blei-Zinn-Lagerlegierung in dem Behälter 16 bei einer Temperatur gehalten, die so niedrig wie möglich ist, um zu verhindern, daß das Zinn in der geschmolzenen Lagerlegierung in meßbarem Ausmaß in das Kupfer der gesinterten, porösen Matrix diffundiert, wodurch harte, spröde Bronzebestandteile gebildet würden, die zu einer übermäßigen Abnutzung von ungehärteten Stahlwellen führen würden, die in den Lagern gelagert sind, und um außerdem die Verarmung der zur Tränkung dienenden Blei-Zinn-Lagerlegierung an Zinn zu verhindern, die einen Verlust hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit des Lagers verursachen würde. Die bei der praktischen Durchführung der Erfindung angewandten, niedrigen Temperaturen verhüten zwar im wesentlichen die Diffusion von Zinn aus der geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung in das Kupfer der porösen Matrix, doch findet eine Diffusion in geringem Ausmaß statt. Ein Gehalt von wenigstens 2% Zinn ist in der geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung erwünscht, um eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit der gebildeten, eingedrungenen Blei-Zinn-Lagerlegierung zu gewährleisten. Zinngehalte in der geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung von über etwa 4% haben dagegen die Neigung, die Bildung spröder Kupfer-Zinn-Legierungen zu fördern, die nicht nur zu einer übermäßigen Abnutzung ungehärteter Wellen führen können, sondern auch die Anfälligkeit der Lagerauflage zu brechen erhöhen, die sich aus der Deformation des zusammengesetzten Materials während der nachfolgenden Verformung und des Gebrauchs ergibt. Dieses letztgenannte Merkmal gilt insbesondere für die Erzeugung von mit Flanschen versehenen Gleitlagern, wobei der zusammengesetzte Streifen während der anschließenden Formgebung sehr starken Deformationen unterworfen ist. Der Zinngehalt 6g der geschmolzenen Blei-Zinn-Lagerlegierung liegt daher im Bereich von etwa 2 bis 4% und vorzugsweise von etwa 3 bis 3,5 %.

Überzüge rasch entfernt werden, was die Einführung der Blei-Zinn-Lagerlegierung und das rasche Benetzen der Oberflächen des zusammengesetzten Streifens erleichtert. Die auf den zusammengesetzten Streifen während seines Eintauchens in den Behälter 16 übertragene Vibrationsenergie kann mittels eines Ultraschallgenerators oder eines durch Luftdruck betriebenen Vibriators erzeugt werden. Die zu einer wesentlichen Erleichterung des Eindringens erforderliche, niedrigste Vibrationsfrequenz beträgt etwa 3000 Schwingungen pro Minute, wobei Frequenzen in der Größenordnung von etwa 8000 bis 12000 Schwingungen pro Minute oder darüber bevorzugt sind.

Bei einem typischen, luftbetriebenen Vibrationsmechanismus 20 ist der Generator oberhalb des Behälters 16, wie in der Zeichnung dargestellt, angeordnet und weist einen Stempel 21 auf, der sich in die geschmolzene Lagerlegierung 18 erstreckt und dessen Endfläche sich in Nähe der gesinterten porösen Matrix befindet. Der Abstand zwischen dem Ende des Stempels 21 des Vibrators und der Oberfläche der porösen Matrix liegt vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 0,25 mm. Ein größerer Abstand verursacht eine rasche Verminderung der Wirksamkeit der Übertragung der Vibrationsenefgie, wodurch ein Vibrationsmechanismus mit höherer Kapazität oder eine stärkere Vibration erforderlich wird. Es wurde gefunden, daß eine Vibrationsenergie von etwa 2 kW erforderlich ist, um eine verhältnismäßig dünne, poröse, gesinterte Matrix der oben beschriebenen Zusammensetzung und Porosität mit der Blei-Zinn-Lagerlegierung unter den oben beschriebenen Temperaturbedingungen zu durchsetzen. Der Stempel 21 des Vibrationsmechanismus 20 erstreckt sich quer zu dem zusammengesetzten Streifen, wodurch die poröse, gesinterte Matrix vollständig erfaßt und eine praktisch vollständige Tränkung derselben gewährleistet wird. Eine befriedigende Tränkung der porösen Matrix wurde z. B. dadurch erzielt, daß mehrere Vibrationsmechanismen, die in Abständen in dem Behälter 16 angeordnet sind, angewandt wurden, wodurch eine stetig zunehmende und schließlich praktisch vollständige Tränkung der porösen Matrix erzielt wurde.

Nach praktisch vollständiger Tränkung der porösen, gesinterten Matrix tritt der zusammengesetzte Streifen aus der geschmolzenen Lagerlegierung 18 aus und gelangt unmittelbar danach durch einen Asbestabstreifer 22, durch den das überschüssige Lagermetall von den oberen und unteren Flächen des Streifens entfernt wird. Der Streifen wird anschließend rasch abgekühlt, beispielsweise dadurch, daß man eine Wassersprühung gegen die Unterfläche des Streifens durch die Düse 24 richtet, wodurch die weitere Diffusion etwa vorhandenen Zinns aus der eingeführten Blei-Zinn-Lagerlegierung in das Kupfer der porösen Matrix verhindert wird. Der abgekühlte, zusammengesetzte Streifen wird dann an der Luft getrocknet und auf der Aufnahmewalze 26 aufgehaspelt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Streifens für die Weiterverarbeitung zu Gleitlagern u. dgl., wobei auf einen Stahlstützstreifen eine gleichmäßige Schicht einer Pulvermischung aus Kupfer und Blei aufgesintert wird und anschließend die poröse Schicht in einer reduzierenden Atmosphäre abgekühlt wird, worauf diese poröse Matrix mit einer geschmolzenen

   ίο

   Blei-Zinn-Lagerlegierung getränkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung aus 96 bis 99% irregulär geformtem Kupferpulver mit einer Korngröße unier etwa 149 Mikron, wovon bis zu 60% eine Korngröße unter 44 Mikron hat, und 1 bis 3% Bleipulver sowie 0 bis 1% Zinnpulver mit einer Korngröße von unter 44 Mikron besteht, daß das Sintern bei einer Temperatur von etwa 950 bis 985° C durchgeführt und die gesinterte Schicht auf etwa 385 bis 455° C abgekühlt wird, daß die geschmolzene Lagerlegierung eine Temperatur zwischen etwa 385 und 455° C hat und daß das Tränken der Poren der Matrix in etwa einer Minute oder kürzer dadurch bewirkt wird, daß der zusammengesetzte Streifen und die geschmolzene Lagerlegierung zueinander in Schwingung mit einer Frequenz von mindestens 3000 Schwingungen pro Minute versetzt werden, wobei die geschmolzene Lagerlegierung im wesentlichen aus 2 bis etwa 4% Zinn und Blei als Rest besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 945 970;
   Bergmann, Ultraschall, 5.Auflage, 1949,
   S. 624, 625.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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