DE1400966A1 - Lagermaterial,vorzugsweise in Streifenform - Google Patents

Description

NWA

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HElMUT GDRTt

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Ge/Pr·

Dr. Expl.

Clevite Corporation, Cleveland, Ohio, USA

Lageriöaterial, vorzugsweise in Streifenform

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues und neuartiges Lagermaterial für ein Buchsenlager,eine Reib- oder Schleifplatte, Druckscheibe oder dergleichen*

Sin Ziel der vorliegenden Erfindung ic-t die Schaffung eineD neuen Lagermaterials sowie aus diesem hergestellter Lager, wobei ein in äußerst dünner Schicht aufgebrachter HilfsÜberzug oder eine Ifikrodeekachieht benutzt wird, um die (Kite und Lebensdauer des Lagere während des Betriebes erheblich zu verbessern*

Bisher wurden dünnwandige Lager aus einem starken metallischen Träge rt eil mit einor oder mehr or en auf-diesem auf go brachten .',chichten aus Lagermetall auf Zinn- oder Bleigrundlage aufgebaut» und außerdem wurden sie auch aus einem starken metallischen Srägerteil hergestellt, auf das eine gesinterteporöse Schicht aufgebracht wurde, auf die wiederum eine Lagermetaliechicht auf Zinn- oder Bleigrundlage aufgebracht wurde,

Bekannt war es weiter» auf das Lager eine dünne Oberflächenschicht aus eine» gutext Lage material aufzubringen, um die gute des Lagere während des JSinlaiifene su T<srbeei3*m tmcl «in rasches AnfreoeÄn de· Lagere bu

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Die vorliegende Erfindung ist daher auf ein Lager einer dar vorerwähnten AufjfUhrungearten gerichtet, bei dem auf die Oberfläche der Ii&gersohioht eine äußerst dünne Eilfseohiaht oder ein Hikroüberzug oinea Metalls aufgebracht wird, dae nicht als gutes Lagermaterial bekannt ist, und die Schicht so dünn ist, daß sie tatsächlich im wesentlichen seihet keine unabhängige Eigenart besitzt, aber genügend diok ietj daß sie über eine längere Zeitspanne die Funktion des Lagsratateriale selbst dann begünstigt, wenn die Lagerwandüng dem Verschleiß in einem Ausmaß unterworfen iat» das viel größer als die ursprüngliche Bicie der Mikrodeckeciiioht oder des -Überzugs ist* Eine solche dünna MIkroüberzugaechiöht hat wahrscheinlich das Beetreben» in die Lagersohicht hinein su diffundieren und dabei mit dieser Schicht ein Mischsystem su bilden·

Dement epr eehaxtd ißt eine AuBführungafona der vorliegenden Brfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ©in Strei»» f«n Lagenaaterial sowie aue diesem hergestellte Lager ein metalllschöa Trägerteil, ε·Β· aua Stahl, Alusiiniuia oder dergleichen» aufweisen, an dem eine oder mehrere Schichten eines Lagorraateri&Xß angebracht sind, die aus einem Lagermetall auf Blslgrundlagö oder Zinngrundlsge oder aue Blei-Zinn-Kupfer oder dergleichen gebildet, z.B. auf gegossen, aiif gesintert oder auf plattiert sind, und der Schicht aus Lagermetall eine Mikrottberzugsschichi aus Zink oder'Zink-Zinn-Legierung überlagert wird, die reich an Zink ist und deren Dicke swlschen etwa 0,00013 und 0,00026 α-liagt« Der Mikroüberaug aus Zink oder 2ink-3inn~Legierung wird vorsugsweieo auf die Schiebt auf? Lagermaterial auf plattiert, obwohl er ebenso auch durch Takixumaufdämpfung aufgebracht v?or.l::.-. kann. Um eine Adhäsion au steigern, kann eine dünne Sohi-üc :v.·, plattiertem Kupfer auf das Lagermaterial abgeschieden

OHlGlNÄt

bet-or die SolmtBBChiüht aufgebraoht wird· Wird dar Müter&Übersug mittels Elektroabscheidung unmittelbar auf die LagerßohißSit aufgebracht* ist es an» beeten, daß er aus einem 2inkf3.uorboratbad aufgebracht wird«

Die Dicke des MikroÜberzugs iet kritisch. Unterhalb etwa 0_S00013 cm eind die erstrebten Yoretige ßweifelhaft, während oberhalb etwa 0,00026 en dia Torherracherid eue Zink bestehende Schicht einen eigenetSndigen Charakter annimmt, anstatt den öharaicfcor der darunter liegenden Schicht auu Lagermaterial zu modifizieren, Dies let aber nicht gut, weil das Zink kein gutes Lagermatsrial iet. Folglioh jnuß öiö Schicht dünn genug nein, um das Sink an der Auewirkung eoiner eigenen Eigenschaften zfa lilndern₃ soll gleichwohl aber dick genug sein, daß das Zink die Wirkung der darunter liegenden Schioht aus IiageriaEterial

Dae lager nlt dem Mikroüberäsug kann so benutzt werden wie ee ist oder auch in einer inerten Atmosphäre geglüht werden. Hundert Stunden Glühen in öl bei etwa 204⁰C »eretörte nicht die Fähigkeit der Hilfosohicht, die BetrlebeeigenBchaften des Lagers erheblich au verbeeeem.

Es wurde wetter gefunden, daß dao Aufbringen der Zink- odor Sink-2inn~Scbicht die Betriebseigenaciiaften des Lagers erheblich verbaeoert, und zwar lange nacMei durch Verschleiß H»tall in einem Auercaß entfernt worden ist, dae gleich der oder größer als die Dicke des Mikroübersuge ist« Der genaue Mechanismus dieser weitgreirunden Güteeigeneohßft ist nicht bekannt, doch könnt» goseigt werdeiif daß die aufgebrachte Schicht den Emüdungawider-Btand dea darunter liegenden Ijagermaterials erheblich steigert

BAD ORIGINAL

und einen TereohleiS r*riOgert. Yereuohe ergaben* dafl ·· sogen· •eheinlioh dme Zink iet, welohee die Lagerelgeneohaftea verbessert, to da* der KDcr©über*tte reich an Sink «ein sollt·· Om je· dooh die Tsredelungaleistuag de· Plattierbade *u verbessern, empfiehlt ea «ich, Zinn in einer Kenge ron nicht «ehr «1« 25 J* tttiueetsen·

Weitere Merksale, Vortolle und Anwendungaaugllohkeiten der neuen Erfindung ergeben β ich aue den beiliegenden Daretellungen Ton Aueführungebeiepielen eowie aus der folgenden Beschreibung.

i «©igt ein typieohee Lager aus dea Material geaafi der τογ-liegenden Erfindung. Dae Lager iet ein Buoheenlager für Automobile oder dergleichen«

Di« in den figuren 2, 5 und 4 wiedergegebenen Werte etewen τοη Laufveseuohen an Buoneenlagern ffir KraftfabrseugBotoren oder dergleichen« über die inegeeant alt 1 bezifferte, aue Stahl oder AlUBiniu» bestehende rückwärtige Trägerschicht iet eine Schicht 2 aue Lageraaterial aufgebracht, auf die wiederum eine dünne elnkreiohe Öohioht 3 aufgebracht let·.Die graphieche Daretellung der flg. 2 selgt die Srgebnleee β ine β Lebensdauerverauche Bit Zeltraffung an Lagern alt und ohne die eobützende Mikrodeokechloht aue Zink oder Zink-Zinn« Die Lager waren identiech» abgeeehen ron der den Hilfesweok dienenden Mikrodeckechioht, und sie wiesen eine aue Stahl bestehende rückwärtige Trftgeriohioht auf, auf die eine erete oder Zwiecheneohioht aus Xupfer-Blei (etwa 75 & Kupfer, etwa 25 £ Blei, Spuren Zinn) aufgebracht war, auf der wiederum eine Deckechloht aue Blei-Zinn-Kupfer (etwa 10 £ Zinn, etwa 2,5 t Kupfer, Reet Blei) aufgebracht war« Die sur Gewinnung der in Fig. 2 wiedergegebenen Werte benutzten

• 098(16/0 680 bad original

Versuoheleger hatten tin· Ubereugaechioht, die 0,0026 e» dick war« Si· wurden ait etwa 257 leg/cm belastet und bei einer Temperatur ron etwm 149⁰O bei 3500 V/eis ait Inhibitorfreie« Ol getrieben« Die graphische Darstellung seigt den Verlust in Tausendstel eines Zolle τοη der Wandung eines Verbindung»» stangenlsgere, wobei jede graphische Darstellung den größten Verlust angibt, d«h. wo das Lager an einer Reihe τοη Stellen gemessen wird, wird vom größten Verlust Gebrauoh gemacht« Die obere Kurve 10 zeigt den Verlust von etwa 0,00228 ob an eine» Lager, das keine Zink- oder Zink-Zinn-Oberflache hatte, während Kurve 11 einen Verlust von nur etwa 0,0013 cm für ein vergleichbares Lager zeigt, das eine Oberflächenschicht aus Zink aufwies.

Pig. 5 und 4 lassen Kurven aus Versuohewerten erkennen, die von Lagern einer Aueführungeart gewonnen wurden, die von der Aue* fUhrungsart etwas abweicht, die but Gewinnung der Kurven naoh der fig. 2 benutzt wurde« Jedes zur Gewinnung der in Figuren 3 und 4 veranschaulichten Werte benutzten Lager besaß einen aus Stahl bestehenden Träger, auf den das Überzug bildende Lagermaterial ohne eine Zwischenschicht aufplattiert wurde. Die zur Gewinnung der in Fig. 3 veranschaulichten Ergebnisse benutzten Lager besaßen eine Obereuglagerschioht, die 0,005 ca dick war und mit Inhibitoröl geprüft wurden. Die zur Gewinnung der in Fig. 4 veranschaulichten Ergebnisse benutzten Lager besaßen eine ttberzuglagersohicht? die 0_r0076 cm dick war und mit inhibitorfreiem öl geprüft wurde» Bei jedem Beispiel zeigt die untere Kurve Ergebnisse von Lagern, die eine Mikrodeckschioht aus Zink besaßen*

Die Überzugsßhicht sollte eine Dioke zwiechen 0,0013 und 0,013 cm habea und sollte, falls eine Zwischenschicht benutzt wurde,

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eine Dicke «wischen 0,013 und 0,063 cm haben. Falls die über- zugschicht dünner ale etwa 0,0013 om ist, ist ihro VeranJcerungsf&higkeit gering, und falls eie 0,013 om Dicke überschreitet, treten Ermttdungaprobleme auf, die sich nicht durch die mit Hilfe einer Zink-Mikrodeckachioht ausgleichen oder wesentlich verbesoern lassen«

Obwohl in den Unterlagen. Auaführungaformen beschrieben worden sind, die ale bevorzugte Ausführungsformen anzusehen Bind, leuohtet dem Durchschnitt Bsachverständigen ein, daß sich auch mannigfaltige .Änderungen und Aowo^idlungen. vornehaen lassen, ohne hierdurch vom Sinn und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie οίο in den beiliegenden Ansprüchen umrissen sind·

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   1« Lagersaterial, vorzugsweise in Streifenform, gekennzeichnet fiuroh ein lletallträgerteil, mindestens eine an diesem Jrägarteil anhaftende Schicht aus Lagermetall mit einer "übereug* eohiclit aus Lagermaterial einer Dicke von nioht mehr ale etwa 0,013 om eowie durch eine auf diese eine Schicht aus Lagermaterial aufgebrachte und an ihr anhaftende Mikroüberzugschioht aus Metall mit mindestens etwa 75 % Zink und einer Dicke fcwisohen etwa 0,00013 und 0,00026 cm«
2. 2. Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Mikroübersugschicht, abgesehen von Verunreinigungen, aus Zink besteht.
3. 3« Lagermaterial nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet _t daß die Mikroüberzugechicht aus Zink und Zinn besteht.
4. 4c Lagermaterial nach Ansprüchen 1-3, daduroh gekennzeichnet, daß die Hikroüberzugaohicht mindeotens atwa 90 ^ Zink, Heat Zinn enthält«
5. 5· .Lagermaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet »^ daß das Lagermetall mit einer Blei-Zinn-£upfer-Legierung mit vorherrschend Blei plattiert ist.
6. 6. Lageraatorial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ls.germötall mit eiüor Slei-Zinn-Legiei-ang mit vorherrschend Blei, plattiert ist*

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   • s ·
7. 7. X*ger»*t«rial nach Anspruch 1, dadurch gekennseioh&et, daB da« Lagnreetall au· einer Sxuppe ausgewählt iet, die mvm •in·» gegossenen Lager»·tall auf Blei- und ZIna-Ba*is beeteht.
8. 8. L*4*rm*t*rial nach Anspruch 1» gekennzeichnet durch i*ne dünne Sohloht aue plattierte» Kupfer, die ewieohen der Schicht aus lAgeraatcrial und der Mikroüberzugschioht vorgesehen 1st und beiden anhaftet.

   9» Lageraiaterial, gekennzeichnet durch ein aus Metall bestehen· dee Trägerteil, «ine 2wieoh»nachloht aus Lagermaterial aus Kupfer-Bl«i, 41o an dem Trägerteil Anhaftet und zwischen etna 0,013 und 0,063 cm dick ist, eine Überzugsiehleht aus pl«ttiertOM Bl»i-Zinn-Kupfer_$ die an der Zwischenschicht anhaftet und «wischen βtwft 0,0013 und 0,013 cm dick ist, sowie eine Mikroübersugeohioht aus zinkreichem Material mit aind«et«n· 75 H Zink, die an der Überxugechicht anhaftet.

   BADORSGtNAL