DE1421830B - Lubricants for bearings - Google Patents

Lubricants for bearings

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DE1421830B
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Inventor
Robert John Cleveland Ohio MacDonald (V St A )
Original Assignee
Clevite Corp , Cleveland, Ohio (V St A )

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Description

4545

4040

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Bleioxid als Schmiermittel für Lager.The invention relates to the use of lead oxide as a lubricant for bearings.

Bleioxid weist bei erhöhten Temperaturen einen solchen Reibungskoeffizienten auf, daß es als Schmiermittel oder Gleitmittel für Lager geeignet ist. Hierzu werden feste Filmüberzüge aus Bleioxid auf besonderen Materialien, beispielsweise auch auf Stahl aufgebracht. Ein derart aufgebautes Lager ist jedoch nur brauchbar, solange der dünne Bleioxidfilm auf den stählernen Laufflächen des Lagers vorhanden ist. Da der überzug ganz dünn sein muß, reibt er sich während einer ziemlich kurzen Zeit ab, so daß die Lebensdauer eines solchen Lagers kurz ist. Für viele Anwendungszwecke ist das nachteilig.Lead oxide has such a coefficient of friction at elevated temperatures that it can be used as a lubricant or lubricant is suitable for bearings. For this purpose, solid film coatings made of lead oxide are applied to special Materials, for example also applied to steel. A warehouse constructed in this way is only useful, however, as long as the thin film of lead oxide is present on the steel running surfaces of the bearing. Because the coating must be very thin, it rubs off for a fairly short time, so that the life of a such camp is short. This is disadvantageous for many purposes.

An Schmiermittel und Gleitmittel für Lager müssen je nach dem Verwendungszweck und nach den Umgebungsbedingungen verschiedenartige Anforderungen gestellt werden. So soll beispielsweise die Gleitfläche eines Lagers außer einem möglichst geringen Reibungskoeffizienten in vielen Fällen ein gewisses Einbettungsvermögen für Schmutz aufweisen. Unabhängig davon, ob äußerlich zugeführte Schmiermittel in dem Lager verwendet werden oder nicht, darf keine Korrosion und Oxydation auftreten. Der Verschleiß oder der Abrieb soll gering sein, im besonderen wenn das Lager während einer längeren Zeit betrieben werden soll. Falls das Lager nur einmal kurzzeitig verwendet wird, beispielsweise in einer Rakete, dann ist die Abriebgeschwindigkeit von untergeordneter Bedeutung. Auch die Umgebungstemperatur und die Betriebsweise des Lagers, beispielsweise Dauerbetrieb oder Kurzbetrieb, haben auf die an ein Lagerschmiermittel gestellten Anforderungen Einfluß. Ferner verlangt man, daß ein Lager unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen ist, eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist und daß die thermische Ausdehnung seiner Lauffläche derjenigen der benachbarten Teile angepaßt ist. Weitere allgemeine Gesichtspunkte sind ein geringes Lagergewicht und -volumen sowie eine leichte Bearbeitbarkeit der Lagerflächen.Lubricants and lubricants for bearings need to be used depending on the intended use and the Ambient conditions different requirements are made. For example, the In addition to the lowest possible coefficient of friction, in many cases a certain sliding surface of a bearing Have embedding capacity for dirt. Regardless of whether the lubricant is supplied from the outside Whether or not they are used in the warehouse, corrosion and oxidation must not occur. the Wear or abrasion should be low, especially if the bearing has been running for a long time should be operated. If the warehouse is only used once for a short time, for example in a Missile, then the abrasion speed is of secondary importance. Also the ambient temperature and the mode of operation of the warehouse, for example continuous operation or short-term operation, have to do with Requirements placed on a bearing lubricant influence. It is also required that a bearing be insensitive is against temperature fluctuations, has good thermal conductivity and that the thermal Extension of its running surface is adapted to that of the adjacent parts. More general Aspects are a low storage weight and volume as well as easy workability of the Storage areas.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Schmiermittel zu schaffen, das eine lange Lebensdauer des Lagers garantiert und hinsichtlich seiner Schmier- (\ fähigkeit den verschiedensten Anforderungen genügt. <; The object of the invention is to create a lubricant which guarantees a long service life for the bearing and which satisfies a wide variety of requirements with regard to its lubricity (\ ability. <;

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die Verwendung eines Materials, bestehend aus Bleioxid als Hauptbestandteil und aus mindestens einem anderen Oxid, mit welchem eine auf der Oberfläche eines Lagers ausgebildete poröse Trägerschicht imprägniert wird, deren freie Oxidbildungsenergie positiver als die von Bleioxid ist, als Schmiermittel für Lager.This object is achieved according to the invention through the use of a material consisting of lead oxide as the main ingredient and from at least one other oxide, with which one on the surface a bearing formed porous carrier layer is impregnated, the free energy of oxide formation is more positive than that of lead oxide, as a lubricant for bearings.

Dabei ist dem Bleioxid zur Bildung des als Schmiermittel dierienden Materials eines oder mehrere Oxide der Elemente Silicium, Aluminium, Wismut, Vanadium, Arsen, Molybdän, Wolfram, Antimon, Titan, Zinn, Kupfer, Bor, Eisen und Chrom beigemengt. Auf diese Weise ergibt sich eine große Gruppe von Lagerschmiermitteln, die die verschiedensten Anforderungen erfüllen. Durch die Wahl und Menge des dem Bleioxid beigemengten Oxids bzw. der beigemengten Oxide kann man entsprechend den gestellten Forderungen einige Schmiermitteleigenschaften herausarbeiten und andere unterdrücken.The lead oxide is one or more oxides for the formation of the material used as a lubricant of the elements silicon, aluminum, bismuth, vanadium, arsenic, molybdenum, tungsten, antimony, titanium, Tin, copper, boron, iron and chromium mixed in. This results in a large group of Bearing lubricants that meet a wide variety of requirements. By the choice and amount of the dem Lead oxide admixed oxide or the admixed oxides can be made according to the requirements work out some lubricant properties and suppress others.

Die poröse, von dem Oxidgemisch getränkte Trägerschicht besteht vorzugsweise aus Kupfer oder Silber. % Um eine lange Lebensdauer des Lagers zu gewährleisten, wird eine verhältnismäßig große Menge des Oxidgemischs in die Trägerschicht eingebracht, so daß an den Laufflächen des Lagers stets eine ziemlich große Schmiermittelmenge vorhanden ist.The porous carrier layer impregnated with the oxide mixture is preferably made of copper or silver. % In order to ensure a long service life for the bearing, a relatively large amount of the Oxide mixture introduced into the carrier layer, so that on the running surfaces of the bearing always a fairly there is a large amount of lubricant.

Eine Schwierigkeit beim Einbringen des als Hauptbestandteil Bleioxid enthaltenden Oxidgemischs in die sehr kleinen Poren der Trägerschicht besteht darin, daß dabei das Bleioxid zu Blei reduziert werden kann. Um die Trägerschicht mit dem Oxidgemisch zu tränken, muß das Tränkmittel in einem gewissen Maß das Material der Trägerschicht benetzen. Wenn die Trägerschicht aus Kupfer besteht, muß das Oxidgemisch derart zusammengesetzt sein, daß es bei den Tränktemperaturen die Oberfläche des Kupfers benetzt und in die kleinen Poren und Zwischenräume der Trägerschicht hineinfließt. Die Imprägniertemperatur und die anderen Bedingungen sind derart zu wählen, daß das Bleioxid nicht in beträchtlichem Maße zu Blei reduziert wird. Hierzu muß das Oxidgemisch eine gewisse flüssige Löslichkeit im Kupfer aufweisen. Geschmolzenes Bleioxid benetzt bei oder oberhalb einer Temperatur von 8880C Kupfer sehr gut undOne difficulty in introducing the oxide mixture containing lead oxide as the main constituent into the very small pores of the carrier layer is that the lead oxide can be reduced to lead. In order to impregnate the carrier layer with the oxide mixture, the impregnating agent must wet the material of the carrier layer to a certain extent. If the carrier layer consists of copper, the oxide mixture must be composed in such a way that it wets the surface of the copper at the soaking temperatures and flows into the small pores and spaces in the carrier layer. The impregnation temperature and other conditions are to be chosen so that the lead oxide is not reduced to lead to any significant extent. For this, the oxide mixture must have a certain liquid solubility in copper. Molten lead oxide wets copper very well at or above a temperature of 888 ° C. and

dringt daher bei dieser Temperatur leicht in eine poröse Kupfermasse ein. Bleioxid hat jedoch einen ziemlich hohen Reibungskoeffizienten, so daß es im Vergleich zu anderen Stoffen als Schmiermittel für Lager nur begrenzte Verwendung findet. Um den Reibungskoeffizienten herabzusetzen und in zahlreichen Fällen die Viskosität bei höheren Temperaturen zu verringern, werden die anderen genannten Oxide dem Bleioxid zugesetzt. Um die Schmiermitteleigenschaft beträchtlich zu verbessern, müssen in allen Fällen die anderen Oxide in einer solchen Menge dem Bleioxid beigemengt werden, daß die Mischung eine niedrigere Schmelztemperatur als Bleioxid aufweist. ' · ·therefore easily penetrates a porous copper mass at this temperature. However, lead oxide has one fairly high coefficient of friction, so that it is compared to other substances as a lubricant for Warehouse only has limited use. To reduce the coefficient of friction and in numerous Cases to decrease the viscosity at higher temperatures are the other mentioned Oxides added to lead oxide. In order to improve the lubricant property considerably, in in all cases the other oxides are added to the lead oxide in such an amount that the mixture has a lower melting temperature than lead oxide. '· ·

Oft hat das dem Bleioxid zugesetzte Oxidmaterial eine höhere Schmelztemperatur als Bleioxid. Die Mischungen, die als Schmier- oder Gleitmittel verwendbar sind, haben jedoch stets eine niedrigere Schmelztemperatur als die einzelnen Oxide. Fast alle dem Bleioxid beigemengten Oxide bilden mit ihm ein oder mehrere Eutektika. Die verwendeten Anteile sind jedoch nicht auf die zur Bildung eines Eutektikums notwendige Menge beschränkt. Viele Mischungen können als Keramiken bezeichnet werden. Andere bilden Gläser, von denen einige eine feinverteilte, glasige Phase und andere eine entglaste Phase aufweisen können.Often the oxide material added to the lead oxide has a higher melting temperature than lead oxide. the Mixtures that can be used as lubricants or lubricants, however, always have a lower one Melting temperature than the individual oxides. Almost all oxides added to lead oxide form with it one or more eutectics. The proportions used, however, are not limited to those used to form a eutectic required amount limited. Many mixtures can be referred to as ceramics. Other form glasses, some of which have a finely divided, glassy phase and others a devitrified phase be able.

Für das Schmiermittel nach der Erfindung braucht man keinen Stützkörper, beispielsweise Stahl, Aluminium, Kunststoff od. dgl. Falls jedoch ein solcher verwendet wird, ist auf dem Stützkörper eine Trägerschicht aus Kupfer oder Silber aufgelegt. Zur Bildung einer Trägerschicht mit oder ohne Stützkörper stehen an sich bekannte Verfahren zur Verfügung. In der USA.-Patentschrift 2 902 748 ist ein Beispiel für ein Verfahren zum Aufbringen einer Trägerschicht aus gesintertem Kupfer auf einem streifenförmigen Material, beispielsweise aus Stahl, beschrieben. Eine wesentliche Eigenschaft der Trägerschicht besteht darin, daß sein Oberflächenmaterial eine freie Oxidbildungsenergie aufweisen muß, die positiver als die des Bleioxids ist, so daß die Trägerschicht das Bleioxid nicht reduziert, wenn es in Form des Oxidgemisches in die Trägerschicht eingebracht wird. Kupfer und Silber erfüllen dieses Erfordernis. Es können aber auch andere Stoffe als Trägerschicht verwendet werden, wenn gewisse Vorsichtsmaßregeln befolgt werden. So können beispielsweise gesinterte Eisen- oder Aluminiumteilchen die Trägerschicht bilden, wenn die pulverförmigen Eisen- oder Aluminiumteilchen mit einem Material, z. B. Kupfer oder Silber überzogen werden, so daß die mit dem Tränkmittel in Berührung stehende Trägerschicht eine freie Oxidbildungsenergie aufweist, die positiver als die des Bleioxids ist.For the lubricant according to the invention you do not need a support body, for example steel, aluminum, Plastic or the like, however, if such is used, a carrier layer is on the support body made of copper or silver. Stand to form a carrier layer with or without a support body methods known per se are available. U.S. Patent 2,902,748 is an example of a Method for applying a carrier layer made of sintered copper on a strip Material, for example steel, described. There is an essential property of the carrier layer in that its surface material must have an oxide free energy which is more positive than that of lead oxide, so that the carrier layer does not reduce the lead oxide when it is in the form of the oxide mixture is introduced into the carrier layer. Copper and silver meet this requirement. But it can other materials can also be used as a backing if certain precautionary measures are followed. So For example, sintered iron or aluminum particles can form the carrier layer if the powdered iron or aluminum particles with a material, e.g. B. copper or silver plated so that the carrier layer in contact with the impregnating agent has a free energy to form oxide which is more positive than that of lead oxide.

Nachdem die Trägerschicht in an sich bekannter Weise ausgebildet ist, wird das Oxidgemisch in die Zwischenräume und Poren eingebracht. Das dem Bleioxid beigemischte Oxid ist stets derart zu wählen, daß die Mischung einen niedrigeren Schmelzpunkt als Bleioxid aufweist, selbst wenn der Schmelzpunkt des zusätzlichen Oxids oberhalb des Bleioxidschmelzpunktes liegt.After the carrier layer is formed in a manner known per se, the oxide mixture is in the Introduced spaces and pores. The oxide added to the lead oxide must always be selected in such a way that that the mixture has a lower melting point than lead oxide even if the melting point of the additional oxide is above the lead oxide melting point.

Das Oxidgemisch kann in die Trägerschicht durch ein Warmgußverfahren eingebracht werden oder in Pulverform aufgebracht und anschließend erwärmt werden, bis es schmilzt und in die Poren der Trägerschicht hineinfließt.The oxide mixture can be introduced into the carrier layer by a hot casting process or in Powder form is applied and then heated until it melts and enters the pores of the carrier layer flows into it.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird aufFor a better understanding of the invention, refer to

die Figur hingewiesen, die die Beziehung zwischen der Prüfdauer und der Lagertemperatur eines Kupfer-Blei-Lagers und eines Lagers zeigt, in dem das Schmiermittel der Erfindung benutzt wird.the figure noted showing the relationship between the test duration and the storage temperature of a copper-lead bearing and Fig. 11 shows a bearing in which the lubricant of the invention is used.

Die Taballe I enthält außerdem die Daten einer größeren Anzahl von Mischungen gemäß der Erfindung. Am Kopf der Tabelle I stehen Bezugsdaten für Bleioxid zu Vergleichszwecken.Table I also contains the data for a large number of mixtures according to the invention. At the top of Table I are reference data for lead oxide for comparison purposes.

Für alle oxidischen Additive sind die dem Bleioxid hinzugefügte Menge, die eutektischen Punkte, die Schmelztemperatur der Mischung bei den eutektischen Punkten, die Schmelzbedingungen und der Reibungskoeffizient der verschiedenen Mischungen angegeben. ' For all oxide additives, the amount added to the lead oxide, the eutectic points, the melting temperature of the mixture at the eutectic points, the melting conditions and the coefficient of friction of the various mixtures are given. '

Tabelle I Pb O-GrundmischungenTable I Pb O masters

AdditivAdditive Bereich
0/
Area
0 /
Eutektikum
0/
Eutectic
0 /
Schmelz
temperatur
Enamel
temperature
Geschmolzener ZustandMolten state ReibungskoeffizientCoefficient of friction (niedrigster)(lowest)
/0/ 0 /0/ 0 °C° C (mittlerer)(middle) PbOPbO 888888 zähflüssigviscous 0,600.60 SiO2 SiO 2 1 bis 281 to 28 88th 733733 flüssigfluid 0,270.27 0,230.23 1515th 733733 zähflüssigviscous 0,270.27 2828 733733 sehr zähflüssigvery viscous - 0,450.45 Al2O3 Al 2 O 3 1 bis 41 to 4 44th 865865 sehr zähflüssigvery viscous 0,680.68 - Bi2O3 Bi 2 O 3 1 bis 491 to 49 2828 580580 flüssigfluid 0,380.38 0,220.22 PbO — CrO3 PbO - CrO 3 1 bis 251 to 25 88th 785785 zähflüssigviscous 0,310.31 0,280.28 V2O5 V 2 O 5 1 bis 491 to 49 1313th 759759 flüssigfluid 0,380.38 - 4545 482482 zähflüssigviscous 0,930.93 - As2O5 As 2 O 5 1 bis 491 to 49 55 804804 flüssigfluid 0,960.96 - 1717th 815815 flüssigfluid - 0,140.14 3333 787787 flüssigfluid 0,240.24 0,450.45 PbO-MoO3 PbO-MoO 3 1 bis 331 to 33 1818th 787787 flüssigfluid 0,730.73 0,160.16 PbO — WO3 PbO - WO 3 1 bis 451 to 45 2929 725725 flüssigfluid 0,220.22

Fortsetzungcontinuation

AdditivAdditive Bereich
O/
Area
O/
Eutektikum
o/
Eutectic
O/
Schmelz
temperatur
Enamel
temperature
496496 Geschmolzener ZustandMolten state ReibungskoeffizientCoefficient of friction (niedrigster)(lowest)
/O/O YoYo ■-C■ -C 815815 (mittlerer)(middle) 0,170.17 Sb2O3 Sb 2 O 3 1 bis 491 to 49 (unvolls(incomplete ändigesändiges 855855 flüssigfluid 0,230.23 Phasendiagramm)Phase diagram) 815815 0,310.31 B2O3 B 2 O 3 1 bis 491 to 49 1212th 844844 flüssigfluid 0,440.44 - TiO2 TiO 2 1 bis 31 to 3 33 815815 flüssigfluid 0,700.70 •—• - SnO2 SnO 2 1 bis 21 to 2 1,51.5 682682 sehr zähflüssigvery viscous - - P2O5 P 2 O 5 1 bis 7.51 to 7.5 55 flüssigfluid 0,390.39 - 99 - - - 25 bis 4925 to 49 2525th flüssigfluid 0,500.50 0,180.18 Cu2OCu 2 O 1 bis 301 to 30 1818th sehr zähflüssigvery viscous 0,310.31

Tabelle I (Fortsetzung) Pb O-GrundmischungenTable I (continued) Pb O masters

Zusammensetzungcomposition SiO2 SiO 2 SchmelzEnamel GeschmolzenerMelted ReibungskoeffizientCoefficient of friction (niedrigster)(lowest) PbOPbO AI2O3 AI 2 O 3 %% temperatur
0C
temperature
0 C
ZustandStatus 0,220.22
%% %% 2828 (mittlerer)(middle) 7171 11 1616 721721 flüssigfluid 0,330.33 8383 11 13 .13th 705705 flüssigfluid 8585 22 99 705705 flüssigfluid 4040 11 44th 692692 flüssigfluid 9191 55 66th 771771 flüssigfluid 9393 11 692692 /flüssig/fluid

PbOPbO B2O3 B 2 O 3 SiO2 SiO 2 482
532
482
532
flüssig
flüssig
fluid
fluid
0,30
0,33
0.30
0.33
0,190.19
85
93
85
93
11
5
11
5
4
2
4th
2

PbOPbO V2O5 V 2 O 5 TiO2 TiO 2 872872 flüssigfluid 0,320.32 0,170.17 —1
89,5
-1
89.5
—10
7,3
-10
7.3
1—5
3,2
(kein Eutektikum)
1-5
3.2
(no eutectic)

PbOPbO SiO2 SiO 2 P2O5 P 2 O 5 755755 zähflüssigviscous 0,380.38 0,360.36 ι
85
ι
85
—30
12,5
-30
12.5
1—30
2,5
(kein Eutektikum)
1-30
2.5
(no eutectic)

PbOPbO SiO2 SiO 2 Fe3O4 Fe 3 O 4 dünnflüssigthin 0,340.34 0,270.27 8585 1010 5
(kein Phasen
diagramm verfügbar)
5
(no phases
diagram available)

Um reproduzierbare Prüfresultate zu erhalten, sind die Proben, die die Angaben nach Tabelle I liefern, aus gesintertem Kupfer hergestellt, ohne daß einIn order to obtain reproducible test results, the samples that provide the information according to Table I, made from sintered copper without a

Trägerelement aus Stahl od. dgl. verwendet wird. Das Kupferpulver, aus dem die Form hergestellt wird, ist eine homogene Mischung mit einem weitenSupport element made of steel or the like. Is used. The copper powder from which the mold is made, is a homogeneous mixture with a wide

Bereich der Partikelgröße, die bei einem Druck von 840 kg/cm2 kalt verfestigt und in Wasserstoff bei einer Temperatur von 10000C gesintert wird. Die sich ergebende Form weist etwa 30% Hohlräume je Raumeinheit auf.Particle size range that is cold-solidified at a pressure of 840 kg / cm 2 and sintered in hydrogen at a temperature of 1000 ° C. The resulting shape has about 30% voids per unit of space.

ι Das Tränkmittel wird in den gewünschten Anteilenι The impregnating agent is used in the desired proportions

gemischt und auf seine Schmelztemperatur erwärmt, worauf die poröse Kupferform in die geschmolzene Oxidmischung so lange eingetaucht wird, bis die Poren der Form gefüllt sind. Alle Proben werden unmittelbar nach Verlassen des Schmelzbades mit Wasser abgeschreckt.mixed and heated to its melting temperature, whereupon the porous copper mold into the molten one Oxide mixture is immersed until the pores of the mold are filled. All samples will be Quenched with water immediately after leaving the weld pool.

Die Reibungsprüfungen werden bei Raumtemperatur und bei einer auf 40% aufrechtzuerhaltenden Luftfeuchtigkeit ohne Schmiermittel ausgeführt, wenn man von dem Schmiermittel absieht, das von dem Gleitflächenmaterial selbst zugeführt wird. Ein Prüfgerät gemäß Falex wird mit einem Prüfdorn aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt verwendet, der mit 192 Umdrehungen/Min, umläuft und mit Gewichten zwischen 31,5 und 256 kg belastet wird. Beim , · Prüfvorgang wird das Gewicht 5 Minuten lang auf FY einer vorgegebenen Höhe gehalten und dann vergrößert. The friction tests are carried out at room temperature and at a sustained level of 40% Humidity run without lubricant, apart from the lubricant that is from the Sliding surface material itself is supplied. A test device according to Falex is equipped with a test mandrel made of steel with a low carbon content, rotating at 192 revolutions / min, and with weights between 31.5 and 256 kg is loaded. During the, · testing process, the weight is on for 5 minutes FY held a predetermined height and then enlarged.

Wenn auch einige Mischungen auf der Basis von Bleioxid (PbO) einen Reibungskoeffizienten besitzen, der wahrscheinlich zu hoch ist, als daß sie gewöhnlich für die Gleifläche eines Lagers verwendet werden können, besitzen sie doch kompensierende Eigenschaften und können ebenfalls als Reibungsmaterialien in Kupplungsplatten u. dgl. verwendet werden. Alle Materialien weisen den Vorteil auf, der aus der Kurve der Figur zu ersehen ist.Although some mixtures based on lead oxide (PbO) have a coefficient of friction, which is probably too high to be usually used for the sliding surface of a bearing can, they have compensating properties and can also be used as friction materials be used in clutch plates and the like. All materials have the advantage of being out of the curve the figure can be seen.

Wenn die Temperatur eines typischen Kupfer-Blei-Lagers über einen kritischen Punkt hinaus anwächst, versagt das Lager (ausgezogene Linie). Ein Lager mit ; einer Trägerschicht gemäß der Erfindung kann zu Anfang eine auf die Reibung zurückzuführende höhere Temperatur als das Kupfer-Blei-Lager zeigen; kurz nachdem seine Temperatur einen vorgegebenen Punkt erreicht, fällt sie ab und wird etwa konstant mit der Zeit beibehalten. Hier zeigt sich eine sehr wichtige Eigenschaft der Gruppe von Lagermaterialien gemäß ,, tY der Erfindung.If the temperature of a typical copper-lead bearing rises above a critical point, the bearing will fail (solid line). A warehouse with ; a carrier layer according to the invention can initially exhibit a higher temperature due to friction than the copper-lead bearing; shortly after its temperature reaches a given point, it drops and is held roughly constant over time. This shows a very important property of the group of storage materials according to the invention.

Wegen dieser Eigenschaft kann das Material unter gewissen Bedingungen infolge der Bildung einer Glasur oder eines oxidischen Oberflächenüberzuges auf der angreifenden rotierenden Welle ungeschmiert laufen. Solange dieser Oberflächenfilm unversehrt bleibt und nicht durch Pressen usw. zerstört wird, ist der Reibungskoeffizient niedriger, als wenn die Welle an einer nicht glasierten Oberfläche laufen würde. Daher kann man erwarten, daß das aufeinander arbeitende Material keine große Wirkung auf die Reibung mit diesem Lagermaterial ausübt. Tatsächlich haben einige Testversuche gezeigt, daß diese glasurbildende Eigenschaft des mit Oxiden durchdrungenen Kupfers sogar ein einwandfreies Reiben an einem umlaufenden Körper aus rostfreiem Stahl zuläßt. In diesem Fall ist der Reibungskoeffizient so niedrig wie der, der an einer Stahlwelle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt beobachtet wird. Diese Beobachtung ist äußerst bedeutsam im Hinblick darauf, daß die meisten Metalle nicht brauchbar sind, wenn sie ungeschmiert an rostfreiem Stahl gleiten sollen; gewöhnlich fressen oder schweißen sich die Bestandteile beträchtlich aneinander fest.Because of this property, the material can under certain conditions as a result of the formation of a Glaze or an oxidic surface coating on the attacking rotating shaft without lubrication to run. As long as this surface film remains intact and is not destroyed by pressing etc., the coefficient of friction is lower than when the shaft is running on a non-glazed surface would. Hence, one can expect that the interacting material will not have a great effect on the Exerts friction with this bearing material. In fact, some tests have shown that this glaze-forming Property of the copper permeated with oxides even a perfect rubbing on one revolving body made of stainless steel. In this case, the coefficient of friction is as low as the one observed on a low carbon steel shaft. This observation is extremely significant in view of the fact that most metals are unusable when they should slide unlubricated on stainless steel; the components usually eat or weld together considerably stuck together.

Wie man erkennen kann, besitzt die Gruppe der Mischungen auf der Basis von Bleioxid eine höhere Temperaturstabilität als Kupfer-Blei-Materialien.As can be seen, the group of mixtures based on lead oxide has a higher one Temperature stability than copper-lead materials.

Ein weiterer Vorteil, der sich durch Prüfungen an einer Kupferform ergibt, in die eine Mischung auf der Basis von Bleioxid und anderen Oxiden eingedrungen ist, liegt darin, daß das Gleitflächenmaterial in einer reaktionsunfähigen Atmosphäre und in Luft ungeschmiert laufen kann. Beim Laufen in Argon zeigt sich ein niedrigerer Reibungskoeffizient als beim Laufen in Luft. Viele Stoffe scheinen besser in Luft als in einer reaktionsunfähigen Atmosphäre zu laufen, was vielleicht auf die Bildung eines Oxidfilms während des Betriebs zurückzuführen ist. Eine Oxydation des Kupfers scheint jedoch seinen Reibungskoeffizienten zu vergrößern.Another advantage that results from tests on a copper mold in which a mixture is based penetrated the base of lead oxide and other oxides is that the sliding surface material can run unlubricated in an unreactive atmosphere and in air. While running argon has a lower coefficient of friction than running in air. Lots of fabrics seem better in Air than running in an unreactive atmosphere, which may indicate the formation of an oxide film during operation. An oxidation of the copper seems, however, to reduce its coefficient of friction to enlarge.

Wenn auch der Reibungskoeffizient ein bedeutsamer Faktor ist, wählt man für einen vorgegebenen Zweck mitunter ein Material mit einem höheren Reibungskoeffizienten, wenn dieses andere wünschenswerte Eigenschaften aufweist. In vielen Fällen soll das Gleitflächenmaterial der Korrosion widerstehen. Wenn auch nur eine begrenzte Anzahl von Versuchen in einem normierten Bad zur Auswertung der Korrosion aus Xylol, Laurinsäure und Nitrobenzol durchgeführt worden sind, zeigt sich doch, daß die geprüften Oxidmischungen im Vergleich zum Bezugsmaterial aus Kupfer und Blei hervorstechen.If the coefficient of friction is also an important factor, one chooses for a given one Occasionally use a material with a higher coefficient of friction when that other is desirable Has properties. In many cases, the sliding surface material should be resistant to corrosion. When also only a limited number of tests in a standardized bath to evaluate the corrosion have been carried out from xylene, lauric acid and nitrobenzene, it turns out that the tested Oxide mixtures stand out in comparison to the reference material made of copper and lead.

Tabelle IITable II

Ergebnisse der KorrosionsauswertungResults of the corrosion evaluation

Materialmaterial Gewichts
änderung
g/h [Quadratzoll]
Weight
modification
g / h [square inch]
40
Cu-Pb
40
Cu-Pb
-0,120
-0,005
-0,005
-0.120
-0.005
-0.005
Cu — (PbO — 10% SiO2 — 5%A12O3)
Cu — (PbO — 12% B2O3)
Cu - (PbO - 10% SiO 2 - 5% A1 2 O 3 )
Cu - (PbO - 12% B 2 O 3 )

Mechanisch scheinen die Materialien auf der Basis von Bleioxid einen Vorteil gegenüber einer Kupferform zu haben, die mit Blei getränkt ist. Zum Beispiel ' weist mit 30% bleigetränktem, gesintertem Kupfer eine Zugfestigkeit von 910 kg/cm2 und eine Druckfestigkeit von 2870 kg/cm2 auf. Dieselbe gesinterte Kupferform, in die ein Gemisch aus 85% PbO, 10% SiO2 und 5% Al2O3 eingedrungen ist, weist eine Zugfestigkeit von 1190 kg/cm2 und eine Druckfestigkeit von 6020 kg/cm2 auf. Die stark vergrößerte Druckfestigkeit ist ein großer Vorteil bei Lagern, die bei starken Belastungen schnell laufen sollen. Ein Tränkmittel aus 85% PbO, 10% SiO2 und 5% Al2O3 in einer ungesinterten Kupferform bringt dieselbe Zugfestigkeit und eine etwas vergrößerte Druckfestigkeit im Vergleich zum gesinterten Kupfer mit sich, in das Blei eingedrungen ist; es zeigt sich also, daß es nicht von Bedeutung ist, eine gesinterte Form zu verwenden.Mechanically, lead oxide-based materials seem to have an advantage over a copper form that is impregnated with lead. For example, sintered copper soaked in lead with 30% has a tensile strength of 910 kg / cm 2 and a compressive strength of 2870 kg / cm 2 . The same sintered copper form, into which a mixture of 85% PbO, 10% SiO 2 and 5% Al 2 O 3 has penetrated, has a tensile strength of 1190 kg / cm 2 and a compressive strength of 6020 kg / cm 2 . The greatly increased compressive strength is a great advantage in bearings that are supposed to run quickly under heavy loads. An impregnating agent made of 85% PbO, 10% SiO 2 and 5% Al 2 O 3 in an unsintered copper form brings the same tensile strength and a somewhat increased compressive strength compared to the sintered copper, into which lead has penetrated; so it turns out that it does not matter to use a sintered mold.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

109 584/365109 584/365

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung eines Materials, mit welchem eine auf der Oberfläche eines Lagers ausgebildete poröse Trägerschicht aus Kupfer oder Silber oder aus einem anderen mit Kupfer oder Silber überzogenen Stoff imprägniert wird, bestehend aus1. Use of a material with which a formed on the surface of a bearing porous support layer made of copper or silver or another layer coated with copper or silver Fabric is impregnated, consisting of 1. Bleioxid als Hauptbestandteil und1. Lead oxide as the main ingredient and 2. einem oder mehreren Oxiden der Elemente Silicium, Phosphor, Aluminium, Wismut, Vanadium, Arsen, Molybdän, Wolfram, Antimon, Titan, Zinn, Kupfer, Bor, Eisen und Chrom2. one or more oxides of the elements silicon, phosphorus, aluminum, bismuth, Vanadium, arsenic, molybdenum, tungsten, antimony, titanium, tin, copper, boron, and iron chrome als Schmiermittel für Lager.as a lubricant for bearings. 2. Verwendung eines Materials nach Anspruch 1, bestehend aus2. Use of a material according to claim 1, consisting of 2020th 1. Bleioxid als Hauptbestandteil und1. Lead oxide as the main ingredient and 2. a) I bis 28% SiO2 2. a) I to 28% SiO 2 oderor b) 1 bis 49% Bi2O3, V2O5, As2O5, Sb2O3 oder B2O3 b) 1 to 49% Bi 2 O 3 , V 2 O 5 , As 2 O 5 , Sb 2 O 3 or B 2 O 3 oderor c) 1 bis 4% Al2O3
oder
c) 1 to 4% Al 2 O 3
or
d) 1 bis 25% CrO3 oder d) 1 to 25% CrO 3 or e) 1 bis 33% MoO3
oder
e) 1 to 33% MoO 3
or
f) 1 bis 45% WO3 f) 1 to 45% WO 3 oderor g) 1 bis 3% TiO2
oder
g) 1 to 3% TiO 2
or
h) 1 bis 2% SnO2 h) 1 to 2% SnO 2 oder
i) 1 bis 30% Cu2O
or
i) 1 to 30% Cu 2 O
oder
k) 1 bis 7,5 oder 25 bis 49% P2O5
or
k) 1 to 7.5 or 25 to 49% P 2 O 5
als Schmiermittel für Lager.as a lubricant for bearings.

Family

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2923579A1 (en) * 1979-06-11 1980-12-18 Mitrofanova Geb Zaprudskaja Cold-setting lubricant pastes based on epoxy! resin - contg. molybdenum di:sulphide, graphite, aluminium, copper, aluminosilicate and poly-amine
DE3128412A1 (en) * 1981-09-11 1983-01-27 Institut mechaniki metallopolimernych sistem Akademii Nauk Belorusskoj SSR, Gomel Self-lubricating composition material

Cited By (2)

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DE3128412A1 (en) * 1981-09-11 1983-01-27 Institut mechaniki metallopolimernych sistem Akademii Nauk Belorusskoj SSR, Gomel Self-lubricating composition material

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