-
V e r b u n d 1 a S e r Es ist
bekannt, lager mit gespritzten Gleitschichten herzustellen. Diese haben bisher nur
in geringem Umfang Verwendung gefunden, und zwar im wesentlichen nur an untergeordneten
Iiagerstellen, weil die mechanische Festigkeit der GleitsChichten hauptsächlich
bei dynamischer Beanspruchung nicht genügend hoch war. Es ist ausserdem bekannt,
Werkstücke mit Aluminiumdiffusionsspritzschichten warmzuverformen, wobei sehr dünne
Ausgangsspritzschichten bei hoher Temperatur einer Diffusionsglühung unterworfen
wurden, so dass lediglich eine Diffusionsschicht übrig blieb. Ausserdem ist es bekannt,
auf Werkstücke gespritzte Schichten durch Walzen lediglich auf der Spritzschicht,
nicht jedoch des WErkstückes, zu verdichten ( 11 Metalloberflächel' Mai/Juni
1948, S.107 ) . Nach einem weiteren bekannten Vorschlag werden zur Herstellung
von Verbundwerkstuoffen auf ein Grundmetall nach dem Metallspritzverfahren Metalls.-.aichten
aufgebracht, die zusammen mit dem Grundmetall gewalzt werden ( DP
296 240). Schliesolich ist es bekannt, metallische ?ormkörper durch Aufspritzen
von Metallechichten auf einen Grundkörper mit anschliessender Kalt- oder W rmverformung
herzustellen ( DP 810 223
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundlager
n,-4*.t aufgespritzten Gleitschichten aus Aluminium alz Hauptbestandteil, wobei
die Spritzachichten zusa-.,amen mit dem Gr"-indm#ettell einer mechanischen Warmverformung
unter Querschnittsvermindarung unterzogen sind. Das erfhdungegemdese Verbundlager
tat run gekennzei -1lulet durch einen Gehalt von 7-30 % niedrig schme-"".zen.ei2-r.,
in ALuninium nicht oder nur gering löslicher, die Gleitung er>!LG4,c.hte"id.e:r
Bestandteile
in der Gleitschicht.
-
Die flammgeBpritzten Gleitschichten des erfindungsgemäasen Verbundlagers,
die Aluminium als Hauptbestandteil enthalten, besitzen eine ausgezeichnete Haftfeatigkeit
auf dem Stützxxgxmaterial und eine hohe Festigkeit auch bei dynamischer Beanspruchung.
Zur Herstellung des erfindungegemässen Verbundlagere kann von an sich bekannten
Verfahren ausgegangenwerden. Hierbei wird als Material für die Stützschale beispielsweise
wie üblich Stahl, Bronze und hochfeste Aluminiumlegierungen verwendet. Bänder und
Bleche aus dem Stützmaterial werden in üblicher Weise vorbehandelt, um eine Reinigung
u. Aufrauhung der Oberfläche zu erzielen. Auf das Stützmaterial werden dann im allgemeinen
direkt die Gleitschichten aufgespritzt. Das Aufspritzen erfolgt hierbei mit bekannten
Spritzpistolen, wobei je nach Zweckmäseigkeit Draht oder Pulver verspritzt wird.
-
Es kann auch bei Legierungen, die schwer als Draht hergestellt
werden können, mit mehreren Pistolen gespritzt werden, die Drähte verschiedener
Zusammensetzung verspritzen. Die Zusammensetzung des Spritzgutes wird so gewählt,
wie es für die Beanspruchung des Lagere zweckmässig ist. Es ist nicht nötig,
die Lagerlegierung der Gleitschicht in der gewünschten Zusammensetzung als Legierung
zu verspritzen, sondern es kann auch so vorgegangen werden, daso bestimmte Legierungebeatandteile
schichtweise dünn aufgetragen werden. Diese werden dann durch das Warmwalzen in
die Aluminiumschichten hineingearbeitet, was auch dafür ausgenutzt werden kann,
um Anreicherungen von Legierungebestandteilen an der Oberfläche zu erzielen. Vor
dem Aufbringen der gespritzten Gleitschichten auf das Stützmaterial können auch
zur Verbesserung der Haftfestigkeit In bekannter Weise ZwJechenschichten aufgebracht
werden, für die daa Material je nach der Wahl des'Materials für die Stützechalen
.und die Gleitschichten ausgewählt wird. Diese Zwiochenschiohten können
entweder
ebenfalls aufgespritzt, aber auch durch Plattieren galvanisch oder in anderer Weise
aufgebracht werden. Verbundlager mit Gleitschichten aus Aluminiums die
7 - 30 % niedrigschmelzende in Aluminium nicht oder nur gering lösliche gleiterleichternde'Beotandteile
enthalten, haben sich als besonders vorteilhaft für ungehärteto Wellenmaterial herausgestellt.
Als niedrigschmelzende Komponenten der Gleitachichten des erfindungegemässen
Verbundlagers kommen Zinn, Blei, Cadmium, Indium sowie Kunststoffe, z.B. Polyamide
und ähnliche Zusätze in Betracht. Zur Verbesserung der Gleit- und der Einlaufeigensehaften
können die Gleitschiohten des erfindungegemässen Verbundlagern nach dem Warmwalzen
mit gleiterleichternden Zusätzen getränkt werden. Als solohe gleiterleichternde
Zusätze kommen in bekannter Weise ebenfalls Zinns Blei, Cadmium, Indium sowie niedrigsohmelzende
lagerlegierungent Graphit und Kunststoffe wie Polyamide, in Betracht.
-
Dig Wamxj;I-rtemperaturen für das erfindungo$epässe Verbundlager rfc-ht4n
sich nach dem-Spritzmaterial u. dem stützmaterial. So wird beispielsweise
bei Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Stützmateriäl und Aluminiumzinnlegierungen
als Spritzschioht bei einer-Tmperatur von 20000 gewalzt. Bei einer Spritzsohioht
aus Aluminiumeiliziumlegierungen beträgt die Warmwalztemperatur etwa 500 0 0.
Die Warmverformung muss einen bestimmten Grad überschreiten, um genügend Haftfestigkeit
zu erzielen. In allgemeinen wird man mit einer Queraohnitteverminderum von-10-20
% eine ausreichende Haftfestigkeit erzielen. In übringen richtet sich auch
dies nach dem verwendeten Material für die Stützschalen und die Gleitaohichten sowie
danach, ob Zwiaohenschichten verwendet worden und aus welchen Material diene bestehen.
Es
ist nicht erforderlich, bis auf die gewüns.chten Endmaße warmzuwalzen. Sobald eine
ausreichende Haftfestigkeit der Spritzschichten auf dem Stützmaterial erreicht ist,
wird man zweckmäseigerweise zur Erzielung der gewünschten Endabmessungen
des lagerrohlings durch Kaltwalzen weiter verformen. Dadurch wird eine bessere Maßgenauigkeit
des lagerrohlinge erreicht.
-
Die Verbundlager gem. der Erfindung können auch mit an sich bekannten
Einlaufschichten versehen werden.
-
Die endgültige Formgebung des Verbundlagers erfolgtg nachdem die Gleitschichten
durch Walzen auf dem Stützm aterial, z.B. Blechen oder Bändern aufgebracht worden
sind, in der üblichen Weise durch Abteilen entsprechender Streif7eng die im Gesenk
oder auf andere Weise verformt werden. Gegebenenfalls kann eine spanabhebende Nachbehandlung
angeschlossen werden.
-
Die Erfindung sei an folgenden Beispielen erläutert: Beispiel
1
Ein 1.5 mm dickes Stahlblech ( Tiefziehblecht weich wurde
mit einer 1 mm dicken Schicht aus einer pulveirförmigen Alilminilinteiliziumlegierung
( 20 % Si ) gespritzt u. bei 500 0 0 in einem ersten
Stich auf 2 mm abgewalzt.
-
Das Blech wurde in zwei weiteren Stichen auf 1 mm abgewalst,
wobei es zwischen den Walzatichen jeweils wieder auf 500 0 0
vorgewärmt wurde.
Nach dem Abwalzen haftete die aufgespritzte Schicht vorzüglich auf dem.Grundmaterial.
Eine mechanische Ablösung war.-, nicht mehr möglich.
-
Beispiel 2
Ein 4 mm dickes Stahlblech wurde mit einer
0,65 mm dicken Al-Spritzschicht versehen. Als Denkschioht wurde eine
AI-Sn-.Legierung mit,20 % Sn in einer Dicke von 0,75 mm 'ierepritzt..
Das
Blech wurde im ersten Stich nach vorheriger Glühung der Spritzschicht bei 200
C auf 4.8 mm abgewalzt. Die weitere Verformung erfolgte in mehreren Stichen
mit Zwischenglühung bei 2000 0 auf eine Blechdicke von 2 mm. Die jeweilige
Stichabnahme betrug 10-15 Yo. Nach dem Walzen wurde eine Schichtdicke von
0,2 bis 0,3 mm für die Al-Sn-Deckschicht und 0,2 mm für die Al-Zwischenschicht gemessen.
Die Verschweissung ist sehr gleichmäseig und ohne Bindungefehler.
-
Die gewalzten Bleche wurden anschliessend zu lagerschalen geschlagen.
Patentansprüche