DE1458351B2 - Use and method for the production of a sintered material from metallic and oxidic components for surfaces subject to friction - Google Patents

Use and method for the production of a sintered material from metallic and oxidic components for surfaces subject to friction

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DE1458351B2
DE1458351B2 DE1458351A DE1458351A DE1458351B2 DE 1458351 B2 DE1458351 B2 DE 1458351B2 DE 1458351 A DE1458351 A DE 1458351A DE 1458351 A DE1458351 A DE 1458351A DE 1458351 B2 DE1458351 B2 DE 1458351B2
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    • Y10T428/12882Cu-base component alternative to Ag-, Au-, or Ni-base component

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gesintertes Material für auf Reibung beanspruchte Flächen, das für Lager, Kolbenringe, Dichtungen, Kupplungsplatten u. dgl. verwendet werden kann, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a sintered material for surfaces subject to friction, which Can be used for bearings, piston rings, seals, clutch plates and the like, as well as on a process for its manufacture.

Es ist bereits ein Material vorgeschlagen worden, dessen Grundgefüge aus einer Metallpulvermischung gebildet ist, die aus einem Material, dessen freie Energie bei der Bildung des Oxids positiver als die des Bleioxids PbO ist, also z. B. aus Kupfer oder Silber besteht; das Grundgefüge wird dabei von Teilchen durchsetzt, die vorherrschend von PbO gebildet sind. Dabei wird eine verhältnismäßig große Menge der Oxidteilchen zum Eindringen in das Grundgefüge veranlaßt, damit an den Gleitflächen der aufeinanderliegenden Materialien stets eine ziemlich große Menge an Teilchen vorhanden ist, die vorherrschend aus Bleioxid bestehen. Infolge der Tiefe des Grundgefüges widersteht das Gleitflächenmaterial über lange Zeit einem Abrieb und wirkt außerdem dahingehend, daß sich ein Lagermaterial an den aufeinanderliegenden Flächen bildet.A material has already been proposed whose basic structure consists of a metal powder mixture is formed from a material whose free energy in the formation of the oxide is more positive than that the lead oxide is PbO, so z. B. made of copper or silver; the basic structure is made up of particles interspersed, which are predominantly formed by PbO. This will be a relatively large one Amount of oxide particles caused to penetrate into the basic structure, thus on the sliding surfaces of the materials lying on top of one another, there is always a fairly large amount of particles present consist predominantly of lead oxide. Due to the depth of the basic structure, the sliding surface material resists Over a long period of time an abrasion and also acts to the effect that a bearing material forms on the surfaces lying on top of one another.

Wenn auch die Verwendung eines Verbundmaterials mit einem durchdrungenen Grundgefüge für bestimmte Zwecke wünschenswert sein kann, so ist dennoch eine derartige durchdrungene Struktur in anderen Fällen mit ausgeprägten Nachteilen verknüpft. Das Durchdringen ist nämlich eine Funktion der Viskosität des Materials, in diesem Falle des geschmolzenen Oxides; eine hochviskose, zähflüssige Schmelze dringt jedoch nicht immer in passender Weise in das Grundgefügematerial ein. Außerdem hat die binäre Bleioxidmischung einen gewissen Viskositätsbereich, der von einem legierenden Zusatz abhängt. Somit können nur gewisse Mischungen leicht eindringen. Fernerhin ist das Eindringen in manchen Fällen schwierig zu beeinflussen, insbesondere wenn die Eindringgeschwindigkeit ziemlich gering ist. Soweit das geschmolzene Bleioxid das Kupfer löst, kann ein verlängerter FlächenkontaktAlbeit the use of a composite material with a permeated matrix for may be desirable for certain purposes, such an imbued structure is nonetheless in other cases associated with pronounced disadvantages. The penetration is namely a function the viscosity of the material, in this case the molten oxide; a highly viscous, viscous one However, melt does not always properly penetrate into the matrix material. aside from that the binary lead oxide mixture has a certain viscosity range, that of an alloying additive depends. This means that only certain mixtures can easily penetrate. Furthermore, penetration into difficult to influence in some cases, especially if the penetration speed is quite high is low. As far as the molten lead oxide dissolves the copper, a prolonged surface contact can

3 43 4

zu einer beträchtlichen Flächenerosion und zu einer dann läuft er durch eine Kammer hindurch, in derto a considerable surface erosion and then one then passes through a chamber in which

strukturellen Schwächung führen. Eine durchdrun- die Pulverteilchen an ihren Berührungsflächen er-structural weakening. A penetrated powder particles on their contact surfaces

gene Struktur muß zusammenhängende Bereiche von neut zusammengesintert werden.The same structure has to be re-sintered together by coherent areas.

Bleioxidteilchen aufweisen, die eine schädliche Wir- Ein Verbundmetallkörper, wie er gemäß der Erfin-Have lead oxide particles which have a harmful effect on a composite metal body, as it is according to the invention

kung auf die Bearbeitung des Verbundmaterials mit 5 dung hergestellt wird, enthält eine Unterlage auskung is made on the processing of the composite material with 5 manure, contains a base from

der Maschine ausüben. Große zusammenhängende Stahl und eine an die Unterlage gebundene, bin-exercise of the machine. Large coherent steel and a bonded, binding

Bereiche des Bleioxids oder seiner Legierungen wer- dende Zwischenschicht gleichen Umfangs, die ausAreas of the lead oxide or its alloys become the intermediate layer of the same circumference that of

den nämlich unter gewissen Umständen von einem einem Metall besteht, dessen freie Energie bei derwhich under certain circumstances consists of a metal whose free energy is in the

Maschinenwerkzeug leicht auseinandergezogen, und Oxidbildung positiver als die des Bleioxids (PbO)Machine tool slightly pulled apart, and oxide formation more positive than that of lead oxide (PbO)

es verbleiben in der fertiggestellten Oberfläche zu- io und dessen Legierungen ist. Der Verbundmetallkör-it remains in the finished surface and its alloys are. The composite metal body

mindest in mikroskopischen Abmessungen Blasen per enthält außerdem eine fest gesinterte Lager- oderAt least in microscopic dimensions bubbles per also contains a firmly sintered bearing or

oder Hohlräume. Trageschicht, die sich genauso weit wie die Zwi-or cavities. Support layer that extends as far as the intermediate

Aus den deutschen Patentschriften 1 029 571 und schenschicht ausdehnt, an diese gebunden ist, überFrom German patents 1 029 571 and schenschicht expands, is bound to this over

1126 624 sind bereits Werkstoffe für elektrische dieser liegt und von einer Metallpulvermischung aus1126 624 are already materials for electrical this lies and from a metal powder mixture

Kontakte bekannt, die unter anderem aus Bleioxid 15 einem Grundgefügematerial gebildet ist, dessen freieContacts known, which is formed, inter alia, from lead oxide 15 a basic structural material, the free

und Silber bzw. 5 bis 20 % Bleioxid, Rest Kupfer Energie bei der Oxidbildung potisiver als die desand silver or 5 to 20% lead oxide, the remainder copper being more potent than the energy in oxide formation

oder Silber-Kupfer-Legierung bestehen, in denen Bleioxids (PbO) ist; dabei bilden die Pulverteil-or silver-copper alloy in which there is lead oxide (PbO); the powder distribution

das Bleioxid feinteilig und gleichmäßig im Grund- chen, die vorwiegend aus PbO bestehen, unabhängigethe lead oxide is finely divided and uniform in its base, which mainly consists of PbO, independent

metall eingelagert ist. und unterbrochene Bereiche, die in dem Material desmetal is embedded. and discontinuous areas in the material of the

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung 20 Grundgefüges eingebettet sind.The subject of the invention is the use of 20 basic structures are embedded.

eines Sinterwerkstoffes, bestehend aus 5 bis 20 % Zum besseren Verständnis der Erfindung seien dieof a sintered material, consisting of 5 to 20% For a better understanding of the invention are the

eines oxidischen Anteils, bestehend aus 8 bis 28 % Figuren näher erläutert.an oxidic component consisting of 8 to 28% figures explained in more detail.

SiO2, 4% Al2O3, 28% Bi2O3, 8% CrO3, 13 bis Fig. 1 ist eine 250fach vergrößerte Mikrofoto-SiO 2 , 4% Al 2 O 3 , 28% Bi 2 O 3 , 8% CrO 3 , 13 to Fig. 1 is a 250 times enlarged microphoto

45% V2O5, 5 bis 33% As9O3, 18% MoO3, 29% grafie, die zwecks Vergleich die metallurgischen45% V 2 O 5 , 5 to 33% As 9 O 3 , 18% MoO 3 , 29% graph, which for comparison is the metallurgical

WO3, 12% B2O3, 3% TiO9, 1,5% SnO,, 5 bis 25 Merkmale des bereits vorgeschlagenen MaterialsWO 3 , 12% B 2 O 3 , 3% TiO 9 , 1.5% SnO ,, 5 to 25 features of the material already proposed

25% P2O5, 15% Fe3O4 od"er 18% Cu2O, Rest zeigt, und25% P 2 O 5 , 15% Fe 3 O 4 or 18% Cu 2 O, remainder shows, and

PbO, die in nicht zusammenhängenden Bereichen in Fig. 2 ist eine in gleicher Weise vergrößerte Foto-80 bis 95 % einer metallischen Grundlegierung grafie und zeigt die metallurgischen Merkmale des verteilt ist, deren Zusammensetzung nur durch die Materials gemäß der Erfindung.
Bedingung eingeschränkt ist, daß ihre Affinität zum 30 Gemäß F i g. 1 bildet der oxidische Anteil des anSauerstoff geringer als die des Bleis bei der BiI- meldungsgemäß zu verwendenden Sinterwerkstoffs dung von PbO ist, als Werkstoff für auf Reibung im allgemeinen zusammenhängende Bereiche 10. beanspruchte Flächen. Wenn auch ein solcher Zusammenhang nicht im
PbO, which is distributed in non-contiguous areas in Fig. 2, is an equally enlarged photo 80 to 95% of a metallic base alloy and shows the metallurgical characteristics of the whose composition is only provided by the material according to the invention.
The condition is that their affinity for the 30 According to FIG. 1 forms the oxidic proportion of oxygen less than that of lead in the sintered material to be used in the form of PbO, as a material for areas 10 that are generally contiguous with friction. Even if such a connection is not in the

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Ver- vollen Maße sichtbar ist, besteht dieser dennoch inThe subject matter of the invention is furthermore a full measure is visible, this still consists in

fahren zur Herstellung derartiger Sinterwerkstoffe, 35 einer anderen Ebene. Ferner zeigt die Fig. 1 helledrive to the production of such sintered materials, 35 another level. Furthermore, Fig. 1 shows bright

das dadurch gekennzeichnet ist, daß die oxidische Bereiche 12, die das Material des Grundgefügeswhich is characterized in that the oxidic areas 12, which are the material of the basic structure

Komponente mit der Grundlegierung jeweils in Pul- darstellen und natürlich derartige ZwischenräumeComponents with the base alloy in each case in pulse form and of course such spaces

verform innig gemischt, bis zur grünen Dichte ge- oder Einschlüsse aufweisen.deform intimately mixed, up to green density or have inclusions.

preßt und danach oberhalb des Schmelzpunktes des Aus F i g. 2 sind die unabhängigen und unterbro-presses and then above the melting point of Aus F i g. 2 are the independent and interrupted

oxidjschen Anteils gesintert wird. 40 chenen Bereiche aus dem oxidischen Anteil 14 er-oxide portion is sintered. 40 different areas from the oxidic part 14

Bei dem dabei erhaltenen verbesserten Werk- sichtlich, die in der metallischen Grundlegierung 16In the case of the improved workmanship obtained in this way, which is in the metallic base alloy 16

stoff bilden die oxidischen Pulverteilchen, unter de- eingebettet sind.The oxidic powder particles form the substance under which they are embedded.

nen das Bleioxid vorherrscht, unabhängige und Der Grund, weshalb die die Grundlegierung bil-lead oxide predominates, independent and the reason why the base alloy

unterbrochene Bereiche, die in dem Grundgefüge- denden Metallpulver eine geringere Affinität zuminterrupted areas, which in the basic structure of the metal powder have a lower affinity for

material eingebettet sind, so daß die obenerwähnten 45 Sauerstoff aufweisen müssen, als die des Bleis beimaterial are embedded, so that the above 45 must have oxygen than that of the lead

Schwierigkeiten bei der Verwendung des Mate- der Bildung von PbO ist, daß das Material desDifficulties in using the material of the formation of PbO is that the material of the

rials ausgeschlossen sind. Grundgefüges sonst das Bleioxid zu metallischemrials are excluded. Basic structure otherwise the lead oxide to metallic

Eine besondere Aüsführungsform des Verfahrens Blei reduzieren würde, wenn beide Materialien zugemäß der Erfindung besteht in der Herstellung eines sammen gesintert werden. Die Metalle Kupfer und Metallfutters aus gesintertem Pulver auf einer festen, 50 Silber erfüllen diese Forderung. Silber kann darüber verstärkenden Stahlunterlage. Dabei wird eine Zwi- hinaus auch als legierendes Element angewendet schenschicht des bindenden Materials auf der etwa werden, um das Kupfer ohne nachteiligen Einfluß ebenen Fläche eines zusammenhängenden Streifens auf das PbO zu stärken. Auch Arsen kann als aus Stahl aufgebracht. Dann werden Pulverteilchen Legierungselement Anwendung finden; jedoch ist es aus dem Material, dessen freie Energie bei der Oxid- 55 als Grundmetall nicht unbedenklich. Alle Mengenbildung positiver als die des Bleioxids PbO ist, angaben gelten in Gewichtsprozent,
mit den Pulverteilchen des oxidischen Anteils, ver- Kupferpulver nahezu beliebiger Güte ist zur mischt, und die sich ergebende Mischung wird auf Durchführung der Erfindung brauchbar. Es hat sich die ebene Oberfläche des Streifens auf der Seite der jedoch eine bestimmte Pulvermischung als beson-Zwischenschicht ausgebreitet. Danach wird der 60 ders geeignet erwiesen, die sehr leicht fließt, wenn Streifen durch eine Sinterkammer hindurchgezo- sie mit dem feinen pulverförmigen oxidischen Anteil gen, in der die Pulverteilchen zusammengesintert wer- vermischt wird. Dies ist eine wichtige Eigenschaft, den, wobei bloß ein Punktkontakt zwischen den insbesondere wenn mit hoher Geschwindigkeit ar-Teilchen entsteht; darüber hinaus werden die Teil- beitende Verdichtungspressen Anwendung finden chen an die ebene Oberfläche des Streifens metallur- 65 sollen, die in der Pulvermetallindustrie im allgemeigisch gebunden. Der Streifen wird dann durch zwei nen verwendet werden. Die Analyse dieser bevor-Druckwalzen hindurchgezogen, die 80 bis 90% der zugten Kupfermischung mit genormten Sieben ertheoretischen Dichte· des Metallfutters herstellen; gibt die folgenden Werte:
A particular embodiment of the process would reduce lead if both materials are sintered together according to the invention to produce one. The metals copper and metal lining made of sintered powder on a solid, 50 silver meet this requirement. Silver can be used on top of a reinforcing steel base. In this case, an intermediate layer of the binding material is also used as an alloying element, on which, for example, the copper can be strengthened without any adverse effect on the flat surface of a coherent strip on the PbO. Arsenic can also be applied from steel. Then powder particles alloying element will find application; however, it is made from the material whose free energy is not harmless when the oxide is used as the base metal. All quantity formation is more positive than that of lead oxide PbO, data apply in percent by weight,
with the powder particles of the oxidic component, copper powder of almost any quality can be mixed, and the resulting mixture is useful for carrying out the invention. It has spread the flat surface of the strip on the side of the however a certain powder mixture as a special intermediate layer. According to this, the 60 ders is proven to be suitable, which flows very easily when strips are drawn through a sintering chamber with the fine powdery oxide component in which the powder particles are sintered together. This is an important property that there is merely point contact between the ar particles, especially when at high speed; In addition, the part-working compression presses will be used on the flat surface of the strip metallur- 65, which are generally bound in the powder metal industry. The strip will then be used by two nodes. The analysis of these pre-printing rollers, which produce 80 to 90% of the supplied copper mixture with standardized sieves of theoretical density · of the metal lining; gives the following values:

Prozentpercent

22
9
22nd
9

23
38
23
38

SiebgrößeSieve size

-100 +150
-150 +200
-200 +250
-250 +325
-325
-100 +150
-150 +200
-200 +250
-250 +325
-325

Dieses Kupferpulver wird mit dem oxidischen Anteil gemischt. Die Festigkeit des Verbundmaterials ist in erster Linie dem Grundkörper aus Kupfer zuzuschreiben, während die oxidischen Zusätze die Abriebeigenschaften bei der Reibung ergeben.This copper powder is mixed with the oxidic part. The strength of the composite material is primarily attributable to the base body made of copper, while the oxidic additives are the Abrasion properties result in the friction.

In der folgenden Tabelle sind die zulässigen Zusammensetzungen des oxidischen Anteils mit den dazugehörigen Schmelzpunkten und Viskositätsangaben für die Schmelze angegeben. In der Zeile 1 der Tabelle beziehen sich die Daten nur auf PbO, sie sind zum Vergleich aufgenommen.The following table shows the permissible compositions of the oxidic fraction with the associated melting points and viscosity data for the melt are given. In line 1 of the In the table, the data only relate to PbO; they are included for comparison.

PbO-B asismischungenPbO-base mixtures

ZusatzoxidAdditional oxide Eutektikum
bei Gehalt
an Zusatz
oxid
Eutectic
at salary
of addition
oxide
Schmelz
punkt
Enamel
Point
Geschmolzener
Zustand
Melted
State
(Vo)(Vo) (0C)( 0 C) PbOPbO 5151 888888 zähflüssigviscous SiO2 SiO 2 8
15
28
8th
15th
28
733
733
733
733
733
733
flüssig
zähflüssig
sehr zähflüssig
fluid
viscous
very viscous
Al2O3 Al 2 O 3 44th 865865 sehr zähflüssigvery viscous Bi2O3 Bi 2 O 3 2828 581581 flüssigfluid PbO-CrO3 PbO-CrO 3 88th 786786 zähflüssigviscous V2O5 V 2 O 5 13
45
13th
45
760
482
760
482
flüssig
zähflüssig
fluid
viscous
As2O5 As 2 O 5 5
17
33
5
17th
33
803
815
788
803
815
788
flüssig
flüssig
flüssig
fluid
fluid
fluid
PbO-MoO3 PbO-MoO 3 1818th 788788 flüssigfluid PbO -WO3 PbO -WO 3 2929 724724 flüssigfluid B2O3 B 2 O 3 1212th 496496 flüssigfluid TiO2 TiO 2 33 815815 flüssigfluid SnO2 SnO 2 1,51.5 855855 sehr zähflüssigvery viscous P2O5 P 2 O 5 5
9
25
5
9
25th
815
843
815
815
843
815
flüssig
flüssig
fluid
fluid
Cu2OCu 2 O 1818th 682682 sehr zähflüssigvery viscous Fe3O4 Fe 3 O 4 1515th 733733 flüssigfluid

Um ein Gleitmaterial mit einer möglichst günstigen Kombination der Gleiteigenschaften und der mechanischen Festigkeit zu erzeugen, muß das richtige Mischungsverhältnis gewählt werden. Bei einem Grundgefüge aus Kupfer werden durch einen Zusatz von z. B. 5 °/o eines oxidischen Anteils aus PbO mit 8«/o SiO2 die Gleiteigenschaften im Vergleich mit unlegiertem Kupfer wesentlich verbessert. Oberhalb 20% Oxid werden die Festigkeit des Verbundmaterials und außerdem der Abriebwiderstand während des Gleitens herabgesetzt. Der günstigste Bereich für die Oxide erscheint für die meisten Anwendungszwecke zwischen 10 und 15 °/o zu liegen.In order to produce a sliding material with the best possible combination of sliding properties and mechanical strength, the correct mixing ratio must be selected. In the case of a basic structure made of copper, the addition of z. B. 5% of an oxidic portion of PbO with 8% SiO 2 significantly improves the sliding properties in comparison with unalloyed copper. Above 20% oxide, the strength of the composite material and also the abrasion resistance during sliding are reduced. The most favorable range for the oxides appears to be between 10 and 15% for most applications.

Der Verbundmetallkörper wird nur bis zu einem Maß beträchtlich unter der theoretischen Dichte verdichtet, so daß er in üblicher Weise mit einem Schmiermittel getränkt werden kann, durch das sich der Gleitkörper selbst schmiert, wenn diese Eigenschaften erwünscht sind. Wie man herausgefunden ίο hat, kann bei einer 10%igen Porosität eines kompakten Grundgefüges etwas Öl zurückgehalten und ein gewisser Gleichförmigkeitsgrad innerhalb des Materials erreicht werden.The composite metal body is only compressed to an extent well below the theoretical density, so that it can be soaked in the usual way with a lubricant through which the sliding body itself lubricates when these properties are desired. How to find out ίο has a 10% porosity of a compact Basic structure retained some oil and a certain degree of uniformity within the Materials can be achieved.

Das Verfahren zur Herstellung des zuvor erläuterten Verbundmaterials als eines kompakten Sinterkörpers sei in zwei Teilen ausführlich beschrieben. Der erste Teil bezieht sich auf die gesinterte, feste Verbundstruktur als solche, während sich der zweite Teil mit dem Metallfutter beschäftigt, das aus diesem Material gebildet und an einem Stahlkörper als Unterlage gebunden ist. Grundlegend für die beiden Verfahren ist das Sintern des Grundgefügematerials in Gegenwart von PbO-Legierungen. Dieser Faktor ist von größter Wichtigkeit.The method of making the previously discussed Composite material as a compact sintered body will be described in detail in two parts. The first part refers to the sintered, solid composite structure as such, while the second is Part occupied with the metal lining that came out of this Material is formed and bound to a steel body as a base. Basic for the In both processes, the basic structure material is sintered in the presence of PbO alloys. This Factor is of the utmost importance.

Zur Herstellung der Verbundstruktur werden die Grundgefügematerialien zuerst völlig mit einem Schmiermittel durchmischt, um die Kupferteilchen zu überziehen und die Reibungskräfte herabzusetzen, die sich zwischen den Teilchen und der Wand eines Formwerkzeugs beim Pressen entwickeln. Diese Pulver können natürlich auch ohne Zusatz eines Schmiermittels gepreßt werden. Um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und die Preßgeschwindigkeit zu erhöhen, soll das Schmiermittel jedoch der Mischung zugesetzt werden. Wie man herausgefunden hat, werden die Kupferteilchen 1Ah lang vor dem Zufügen der Oxidbasismischung mit Stearinsäure gemischt, worauf das Mischen noch 3A h lang fortgesetzt wird. Dadurch, daß die Kupfer-To produce the composite structure, the basic structural materials are first thoroughly mixed with a lubricant in order to coat the copper particles and to reduce the frictional forces that develop between the particles and the wall of a mold during pressing. These powders can of course also be pressed without the addition of a lubricant. However, in order to extend the life of the tool and to increase the pressing speed, the lubricant should be added to the mixture. The copper particles are found to be mixed with stearic acid for 1 Ah prior to the addition of the base oxide mixture, and the mixing is continued for another 3 Ah. Because the copper

teilchen zuerst mit dem Schmiermittel vermischt werden, kann dieses das Kupferpulver besser überziehen, so daß die Neigung des Oxides, mit dem Schmiermittel zusammenzuballen, stark herabgesetzt wird.particles are mixed with the lubricant first, this can coat the copper powder better, so that the tendency of the oxide to agglomerate with the lubricant is greatly reduced will.

Die Mischung wird dann mit Hilfe üblicher, selbsttätiger Preßvorrichtungen verdichtet. Die »grüne« Dichte (im feuchten Zustand), zu der die Materialien zusammengepreßt werden, hat einige Bedeutung. Wie man herausgefunden hat, ist eine solche Dichte von 7,3 g/cm3 im feuchten Zustand am besten. Dies entspricht grob etwa 83 °/o der theoretischen Dichte des Verbundmaterials. Bei einer Dichte, die über 7,3 g/cm3 hinausgeht, besteht die Gefahr, daß das Oxid während des Sintervorgangs austritt. Dies erfolgt deshalb, weil die Oxide schmelzen und sich ausdehnen; wenn diese Ausdehnung nicht von den Innenporen kompensiert werden kann, tritt das Oxid aus der verdichteten Masse aus. Um diese »grüne« Dichte im feuchten Zustand zu erreichen, istThe mixture is then compacted with the aid of conventional, automatic pressing devices. The "green" density (when wet) to which the materials are compressed has some meaning. Such a density of 7.3 g / cm 3 has been found to be best when wet. This corresponds roughly to about 83% of the theoretical density of the composite material. If the density exceeds 7.3 g / cm 3 , there is a risk that the oxide will leak out during the sintering process. This is because the oxides melt and expand; if this expansion cannot be compensated for by the inner pores, the oxide emerges from the compacted mass. In order to achieve this "green" density when wet, is

ein Druck von etwa 3500 kp/cm3 erforderlich.a pressure of about 3500 kgf / cm 3 is required.

Die kompakte Mischung der Pulverteilchen wird dann in einem zweistufigen Verfahren gesintert.The compact mixture of powder particles is then sintered in a two-step process.

Der erste Schritt des zweistufigen Sinterverfahrens ist eine Voroxidation, bei der ein Film aus Kupfer-The first step of the two-step sintering process is a pre-oxidation, in which a film of copper

oxid um die Kupferteilchen entsteht. Im allgemeinen erfolgt diese Behandlung bei einer Temperatur zwischen 371 und 538° C, bevorzugt bei 426° C, bei der eine gesteuerte Oxidation möglich zu seinoxide is formed around the copper particles. In general, this treatment is carried out at a temperature between 371 and 538 ° C, preferably at 426 ° C, at which a controlled oxidation to be possible

scheint, ohne daß die Materialien lange dieser Temperatur ausgesetzt zu werden brauchen. In Abhängigkeit von der Masse des behandelten Stückes wird eine Zeitspanne in der Größenordnung von 10 bis 15 Minuten bei dieser Temperatur angewandt. Bei -5 höheren Temperaturen kann die Zeit natürlich verringert werden; bei Temperaturen oberhalb 426° C wird im wesentlichen Cuprooxid (Cu2O) gebildet. Dieser Überzug ist jedoch nicht so bruchfest und zäh wie der des Cuprioxides (CuO), und in allen Fällen löst er sich leicht vom Kupfer ab. Diese Voroxidation vor dem Sintern ist aus zwei Hauptgründen wünschenswert:appears without the materials needing to be exposed to this temperature for a long time. Depending on the mass of the treated piece, a period of time on the order of 10 to 15 minutes is used at this temperature. At -5 higher temperatures the time can of course be reduced; at temperatures above 426 ° C., cuprous oxide (Cu 2 O) is essentially formed. However, this coating is not as break-proof and tough as that of cuprioxide (CuO), and in all cases it easily separates from the copper. This pre-oxidation pre-sintering is desirable for two main reasons:

1. Freies Blei wird ausgeschaltet, das sich durch Zerfall des gepulverten Schmiermittels gebildet hat, und1. Free lead, which is formed by the breakdown of the powdered lubricant, is eliminated has, and

2. es bildet sich eine Oberflächenstruktur mit den günstigsten Reibungseigenschaften.2. A surface structure is formed with the most favorable frictional properties.

Bei einem Zusatz von Cu2O wird der Schmelzpunkt des PbO von 888 . auf 682° C gesenkt. Anscheinend muß eine ähnliche Beziehung auch für das PbO-CuO-System bestehen. Wenn ein FUm aus CuO auf allen Kupferteilchen vorhanden ist, führt das Sintern oberhalb 682° C zu einer Benetzung der gesamten Kupferoberflächen mit der an PbO reichen Mischung. Infolge dieses Verhaltens kann sich das Oxid nach dem Sintern an den Zwischenflächen des betreffenden Teils befinden. Daher kann das Teil nach einer anschließenden Prägung oder Preßglättung völlig brauchbar sein, ohne daß es mit einer Maschine bearbeitet zu werden braucht.When Cu 2 O is added, the melting point of PbO becomes 888. lowered to 682 ° C. Apparently a similar relationship must also exist for the PbO-CuO system. If an FUm of CuO is present on all copper particles, the sintering above 682 ° C leads to wetting of the entire copper surface with the mixture rich in PbO. As a result of this behavior, the oxide can be located on the interfaces of the part in question after sintering. Therefore, after a subsequent embossing or press smoothing, the part can be completely usable without the need to machine it.

Die Gegenwart eines Films aus CuO dient während des Sintervorgangs auch einer anderen Funktion. Alles metallische Blei, das sich infolge des Abbrennens des gepulverten Schmiermittels bildet, reagiert im geschmolzenen Zustand mit CuO, wobei eine Thermit-Reaktion abläuft, bei der metallisches Cu und PbO erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Gegenwart von Pb im zusammengesetzten Körper fast völlig vermieden werden.The presence of a film of CuO also serves another function during the sintering process. Any metallic lead that forms as a result of the powdered lubricant burning off, reacts in the molten state with CuO, whereby a thermite reaction takes place, in the case of the metallic Cu and PbO is generated. This allows the presence of Pb in the composite body can be almost completely avoided.

In der obigen Feststellung ist implizit enthalten, daß die Voroxidation keine strenge Forderung für das Erzeugen einer Zusammensetzung aus Cu und PbO ist. Damit jedoch eine Fabrikation mit den üblichen Pulvermetallvorrichtungen möglich ist und ein Endprodukt mit einer möglichst günstigen Festigkeit und Gleiteigenschaft entsteht, bietet diese Vorbehandlung beträchtliche Vorteile.In the above statement it is implicit that the pre-oxidation is not a strict requirement for is creating a composite of Cu and PbO. With that, however, a fabrication with the usual ones Powder metal devices is possible and an end product with the most favorable possible strength and sliding properties arise, this pretreatment offers considerable advantages.

der voroxidierte Preßling wird dann gesintert, um die Bindung zwischen den Kupferteilchen zu verstärken und eine Bindung zwischen dem oxidischen Anteil und den Kupferteilchen zu erhalten. Wenn auch die zum Sintern erforderliche Temperatur nicht kritisch ist, ist, wie man herausgefunden hat, das Sintern oberhalb des Schmelzpunktes des Oxidzusatzes am günstigsten. Ein Temperaturbereich von 760 bis 927° C führt im allgemeinen zu den erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzungen. Für PbO, das bei 888° C schmilzt, kann das Sintern zwischen 900 und 955° C erfolgen. Andererseits kann z. B. die binäre PbO-8 %-SiO2-Legierung, die zwischen 677 und 733° C schmilzt, bei 815 bis 843° C gesintert werden. Die bevorzugte Zeitspanne, während der die Zusammensetzungen auf der Sintertemperatur gehalten werden sollen, damit man reproduzierbare Festigkeitseigenschaften erhält, scheint bei etwa 15 min zu liegen, obwohl dies nicht allzu kritisch ist. Da PbO leicht zu metallischem Pb reduziert wird, darf das Sintern nicht in einer reduzierenden Atmosphäre, z. B. Wasserstoff, endothermen, exothermen oder dissoziierten Ammoniakgasen ohne Nachoxydation, wie unten angemerkt ist, erfolgen. Hierzu wird vorzugsweise ein reaktionsunfähiges Gas, z. B. Argon oder Stickstoff, angewendet. Wenn auch das Sintern des nicht legierten Kupfers in einer reaktionsunfähigen Atmosphäre normalerweise nicht annähernd so wirksam wie bei Anwendung eines reduzierenden Gases ist, so wird die Schwierigkeit durch Zusatz von PbO-Legierungen zum Cu-Pulver überwunden, insofern als während des Sinterns einiges PbO verdampft und mit etwa vorhandenem Cu oder Cu2O kombiniert, so daß eine saubere Kupferoberfläche zurückbleibt. Es können auch die Bleipartikeln zur Umwandlung in Bleioxid durch eine Thermit-Reaktion mit den Kupferoxidpartikeln nachoxidiert werden. Bei dem zuvor beschriebenen Sintern oder Nachoxidieren des Materials ist es wünschenswert, den Preßling erneut zu pressen oder zu prägen. Dies kann mit demselben Werkzeug erfolgen, das zur Verdichtung des ursprünglichen »grünen« Preßlings benutzt ist, da der Sintervorgang nur eine sehr geringe Änderung der Abmessungen mit sich bringt. Normalerweise kann derselbe Druck, der während des Verdichtungsvorganges angewendet wird, auch zur Prägung des gesinterten Preßlings angewendet werden. Die vorgeschriebene Dichte der endgültigen Zusammensetzung hängt von der Anwendungsart ab, die für den Gegenstand gedacht ist. Wenn die Bedingung der hydrodynamischen Schmierung besteht und ein dünner Schmiermittelfilm aufrechterhalten werden muß, ist ein Material in der Nähe der völligen Dichte erwünscht. Eine Zusammensetzung mit einer etwa 90%igen Dichte, bezüglich der theoretischen Dichte (7,93 g/cm3), scheint für diese Bedingungen am besten zu sein. Die in diesem Material verbleibende 10%ige Porosität erlaubt die Aufnahme von etwas öl. In das Verbundmaterial, insbesondere in dessen poröse Abschnitte, wird das Schmiermittel mit Hilfe üblicher Vakuumimprägnierverfahren eingebracht. Wenn die endgültige Dichte vermindert wird, kann die innere Ölaufnahme vergrößert werden, um ein sich selbst schmierendes Verbundmaterial herstellen zu können.the pre-oxidized compact is then sintered in order to strengthen the bond between the copper particles and to obtain a bond between the oxidic fraction and the copper particles. While the temperature required for sintering is not critical, it has been found that sintering above the melting point of the oxide additive is most beneficial. A temperature range from 760 to 927 ° C. generally leads to the compositions which can be used according to the invention. For PbO, which melts at 888 ° C, sintering can take place between 900 and 955 ° C. On the other hand, z. B. the binary PbO-8% -SiO 2 alloy, which melts between 677 and 733 ° C, can be sintered at 815 to 843 ° C. The preferred length of time that the compositions should be held at the sintering temperature in order to obtain reproducible strength properties appears to be about 15 minutes, although this is not overly critical. Since PbO is easily reduced to metallic Pb, the sintering must not be carried out in a reducing atmosphere, e.g. B. hydrogen, endothermic, exothermic or dissociated ammonia gases without post-oxidation, as noted below, take place. For this purpose, a non-reactive gas, e.g. B. argon or nitrogen applied. While sintering the unalloyed copper in an unreactive atmosphere is usually not nearly as effective as using a reducing gas, the difficulty of adding PbO alloys to the Cu powder is overcome in that some PbO evaporates and during the sintering combined with any Cu or Cu 2 O present, so that a clean copper surface remains. The lead particles can also be post-oxidized to convert them into lead oxide by means of a thermite reaction with the copper oxide particles. In the above-described sintering or post-oxidation of the material, it is desirable to press or emboss the compact again. This can be done with the same tool that was used to compact the original "green" compact, since the sintering process brings about only a very small change in the dimensions. Normally, the same pressure that is applied during the compaction process can also be used to emboss the sintered compact. The prescribed density of the final composition will depend on the type of application for which the article is intended. When hydrodynamic lubrication conditions exist and a thin film of lubricant must be maintained, a material close to full density is desired. A composition with about 90% density, based on theoretical density (7.93 g / cm 3 ), appears to be best for these conditions. The 10% porosity remaining in this material allows some oil to be absorbed. The lubricant is introduced into the composite material, in particular into its porous sections, with the aid of conventional vacuum impregnation processes. As the final density is decreased, the internal oil hold-up can be increased to produce a self-lubricating composite.

Das Verfahren zum Herstellen eines Metallfutters aus gesintertem Pulver auf einer festen, verstärkenden Metallunterlage folgt im allgemeinen den bereits aufgezeichneten Grundregeln. Um die Bindung des zusammengesetzten Materials an die Stahlunterlage zu erleichtern und eine unerwünschte Reaktion zwischen dem oxidischen Anteil und der Stahlunterlage auszuschalten, wird die letztere mit einem bindenden Material elektrolytisch überzogen oder plattiert, das dieselben Eigenschaften bezüglich der Oxidbildung aufweist wie die metallische Grundlegierung. Im allgemeinen wird der Stahlkörper mit einer Kupfer- oder Silberlage oder mit einer Legierung aus diesen Metallen plattiert; ein Kupferfilm im Dickenbereich von 0,0125 bis 0,05 mm erscheint für die meisten zuvor aufgezählten Zusammensetzungen ausreichend. Eine größere Dicke kann jedoch notwendig sein, wenn Materialien mit höheren Schmelztemperaturen Anwendung finden.The process of making a metal liner from sintered powder on a solid, reinforcing Metal underlay generally follows the basic rules already recorded. To bind the composite material to facilitate the steel base and an undesirable reaction between To eliminate the oxidic component and the steel base, the latter is bound with a binding Electrolytically coated or clad material having the same properties in terms of oxide formation like the metallic base alloy. In general, the steel body with a Copper or silver layer or plated with an alloy of these metals; a copper film in Thickness range of 0.0125 to 0.05 mm appears for most of the compositions enumerated above sufficient. However, a greater thickness may be necessary when using materials with higher Melting temperatures apply.

Die Pulvermischungen aus Kupfer und dem Oxid werden nach den bereits erläuterten Verfahren bereitet. Es wird jedoch kein Schmiermittel hinzugesetzt, da keine Verfahrensschritte auftreten, beiThe powder mixtures of copper and the oxide are prepared according to the processes already explained. However, no lubricant is added since there are no process steps involved

309 584/91309 584/91

9 109 10

denen eine Schmierung nötig ist. Die Pulvermischung möglichst günstigen Oxidverteilung zu besitzen. Aus wird dann auf der ebenen Oberfläche des Streifens diesem Grund kann die frei gesinterte Zusammenauf der Seite der Zwischenschicht ausgebreitet. Der setzung durch eine Behandlung im voraus oxidiert Streifen läuft durch eine Sinterkammer hindurch, werden, die mit der im zuvor beschriebenen Verderen Bedingungen so gewählt sind, daß die Pulver- 5 fahren angewandten Behandlung vergleichbar ist. teilchen zusammensintern, ein Punktkontakt mit be- Diese Voroxidation soll vorzugsweise vor dem RoIlgrenzter Kohäsion zwischen den Teilchen entsteht Vorgang stattfinden.which require lubrication. The powder mixture to have the most favorable oxide distribution possible. the end is then on the flat surface of the strip this ground can be freely sintered together the side of the intermediate layer. The settlement is oxidized in advance by a treatment Strip runs through a sintering chamber, which will be similar to that described in Verderen Conditions are chosen so that the powder treatment applied is comparable. particles are sintered together, a point contact with this pre-oxidation should preferably be carried out before the oil limit Cohesion between the particles results in the process taking place.

und die Teilchen an die ebene Oberfläche des Strei- Der frei gesinterte Streifen wird nun gewalzt, bisand the particles to the flat surface of the strip. The freely sintered strip is now rolled until

fens metallurgisch gebunden werden. Die Tempera- seine Dicke zumindest auf 75% herabgesetzt ist,fens are metallurgically bound. The tempera- its thickness is reduced to at least 75%,

tür zum Sintern des Streifens soll normalerweise für io damit er sich verdichtet und seine BindungsfestigkeitThe sintering process for the strip is normally intended to allow it to compact and maintain its bond strength

die verschiedenen bereits erläuterten Zusammenset- gesteigert wird. Der bevorzugte Bereich zur Verdich-the various composition already explained is increased. The preferred area for compaction

zungen zwischen 760 und 927° C liegen. Für eine tung der gesinterten Pulvermischung liegt zwischentongues are between 760 and 927 ° C. For a processing of the sintered powder mixture lies between

Cu-PbO-SiO2-Mischung scheint z. B. eine Tempera- der 80- und 95°/oigen theoretischen Dichte, DerCu-PbO-SiO 2 mixture appears to be e.g. B. a temperature of 80 and 95% theoretical density, Der

tür von etwa 815° C am besten geeignet zu sein. Streifen wird dann bei einer Temperatur zwischendoor of around 815 ° C to be best suited. Strip is then at a temperature between

Bei der Herstellung von bekannten Lagern mit 15 759 und 926° C erneut gesintert, um die Berüh-In the manufacture of known bearings, they were sintered again at 15,759 and 926 ° C in order to

Stahlgrundkörper aus Kupferblei, Lagerweißmetall rungsstellen der Teilchen zusammenzusintern undSteel base body made of copper lead, bearing white metal and sintering points of the particles together

oder Aluminium als Laufschicht wird die endgültige zu schmelzen und dabei die Bindung zu verstärkenor aluminum as an overlay will melt the final, thereby strengthening the bond

Abmessung durch Präzisionsbohren erreicht. Somit und zu verbessern. Beim erneuten Sintern desDimension achieved by precision drilling. Thus and to improve. When re-sintering the

ist der Oberflächenzustand des gegossenen oder ge- Streifens kann die Pulvermischung im Vakuum mitis the surface condition of the cast or strip, the powder mixture can be used in a vacuum

sinterten Streifens ohne Bedeutung. In einigen Fäl- 20 einem Schmiermittel imprägniert werden, das diesintered strip of no significance. In some cases 20 a lubricant are impregnated that the

len möchte man jedoch ein Lager aus einem Streifen verbleibenden Poren ausfüllt. Der fertige StreifenHowever, one would like to fill a bearing from a strip of remaining pores. The finished strip

bilden und die endgültige Bohrung durch Bemes- wird dann mit einer Maschine bearbeitet oder nachform and the final hole by dimensioning is then machined with a machine or after

sungs- und Rollpolierverfahren herstellen. In diesem üblichen Verfahren mit dem gewünschten Anstrichmanufacture sizing and roll polishing processes. In this usual process with the desired paint

Fall ist es wünschenswert, eine Fläche mit einer und der gewünschten Endstruktur versehen.In this case, it is desirable to provide a surface with one and the desired end structure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (11)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung eines Sinterwerkstoffes, bestehend aus 5 bis 20% eines oxidischen Anteils, bestehend aus 8 bis 28 % SiO2, 4 % Al2O3, 28 % Bi2O3, 8% CrO3, 13 bis 45"/O V0O5, 5 bis 33% As2O3, 18% MoO3, 29% WO3, 12% B2O3, 3% TiO2, 1,5% SnO0, 5 bis 25% P2O3, 15% Fe3O4 oder 18 % Cu2O, Rest PbO, die in nicht zusammenhängenden Bereichen in 80 bis 95% , einer metallischen Grundlegierung verteilt ist, deren Zusammensetzung nur durch die Bedingung eingeschränkt ist, daß ihre Affinität zum Sauerstoff geringer als die des Bleis bei der BiI-dung von PbO ist, als Werkstoff für auf Reibung beanspruchte Flächen.1. Use of a sintered material, consisting of 5 to 20% of an oxidic component, consisting of 8 to 28% SiO 2 , 4% Al 2 O 3 , 28% Bi 2 O 3 , 8% CrO 3 , 13 to 45 "/ OV 0 O 5, 5 to 33% As 2 O 3, 18% MoO 3, 29% WO 3, 12% B 2 O 3, 3% TiO 2, 1.5% SnO 0, 5 to 25% P 2 O 3 , 15% Fe 3 O 4 or 18% Cu 2 O, remainder PbO, which is distributed in non-contiguous areas in 80 to 95%, a metallic base alloy whose composition is only limited by the condition that its affinity for oxygen is less than that of lead in the formation of PbO, as a material for surfaces subject to friction. 2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleioxid enthaltende Material PbO-8% SiO2 ist. ao2. Material according to claim 1, characterized in that the material containing lead oxide is PbO-8% SiO 2 . ao 3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Mischung eine Dichte von mindestens 75% der theoretischen Dichte besitzt und daß die Poren dieser porösen in üblicher Weise mit einem Schmiermittel aus- as gefüllt sind.3. Material according to claim 1 or 2, characterized in that the finished mixture is a Has a density of at least 75% of the theoretical density and that the pores of this porous are filled with a lubricant in the usual way. 4. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in seiner ganzen Ausdehnung auf einer Zwischenschicht aufliegt und an diese gebunden ist, wobei die Zwischenschicht, die in ihrer ganzen Ausdehnung an eine Stahlunterlage gebunden ist, aus einem Metall besteht, dessen freie Energie bei Oxidbildung positiver als die von Bleioxid ist.4. Material according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the entire extent of the material rests on an intermediate layer and is bound to it is, the intermediate layer, which in its entire extent to a steel base is bound, consists of a metal whose free energy is more positive than the oxide formation of lead oxide is. 5. Material nach Anspruch 4, bei dem das Grundgefüge im wesentlichen aus Kupfer oder Silber besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Kupfer, Silber oder einer Legierung daraus besteht.5. Material according to claim 4, wherein the basic structure consists essentially of copper or Silver consists, characterized in that the intermediate layer consists of copper, silver or a Alloy consists of it. 6. Material nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke von 0,0125 bis 0,05 mm besitzt.6. Material according to claim 4 or 5, characterized in that the intermediate layer has a thickness of 0.0125 to 0.05 mm. 7. Verfahren zur Herstellung von nach den Ansprüchen 1 bis 6 zusammengesetzten und zu verwendenden Sinterwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Pulverpartikeln, die vorwiegend aus Bleioxid bestehen, mit Metallteilchen, deren freie Energie bei Oxidbildung positiver als die von Bleioxid ist, innig gemischt werden, bis zur grünen Dichte gepreßt und danach oberhalb des Schmelzpunktes des oxidischen Anteils gesintert wird.7. A process for the preparation of according to claims 1 to 6 composite and to sintered materials used, characterized in that powder particles, which are predominantly consist of lead oxide, with metal particles whose free energy is more positive than the oxide formation is of lead oxide, are intimately mixed, pressed to green density and then above the melting point of the oxidic component is sintered. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Cu, Ag oder deren Legierung bestehende Grundlegierung zumindest mit einem organischen Schmiermittel vermischt und daß dann die mit der Schutzschicht versehenen Partikeln mit den Pulverpartikeln vermischt werden, die vorherrschend Bleioxid enthalten.8. The method according to claim 7, characterized in that made of Cu, Ag or their alloy existing base alloy mixed at least with an organic lubricant and that the particles provided with the protective layer are then mixed with the powder particles containing predominantly lead oxide. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 zur Herstellung eines nach Anspruch 4 ausgebildeten und zu verwendenden Sinterwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Metall als Futter auf eine feste, versteifende Stahlunterlage aufgetragen wird, indem eine Zwischenschicht aus einem als Bindemittel dienenden Material auf eine im wesentlichen glatte Oberfläche eines . . ,ununterbrochenen Streifens aus nicht porösem Material aufgebracht wird, auf der man die Pulvermischung ausbreitet, die Pulverpartikeln an ihren Berührungsstellen gesintert und an die ebene Oberfläche des Streifens metallurgisch gebunden werden, der Streifen zur Herstellung einer vorgegebenen Dichte des Metallpulvers anschließend durch zwei Druckwalzen geführt wird und die Pulverpartikeln an ihren Berührungsstellen erneut gesintert werden.9. The method according to claim 7 or 8 for producing one designed according to claim 4 and to be used sintered material, characterized in that the sintered metal as Lining is applied to a solid, stiffening steel base by placing an intermediate layer of a material serving as a binder onto a substantially smooth surface of a . . , uninterrupted strip of non-porous material is applied to which the Powder mixture spreads, the powder particles sintered at their points of contact and attached to the flat surface of the strip to be metallurgically bonded to manufacture the strip a predetermined density of the metal powder is then passed through two pressure rollers and the powder particles are re-sintered at their points of contact. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das vorwiegend Bleioxid enthaltende Material aus PbO-SiO2 besteht und die zum Sintern der Mischung angewendete Temperatur zwischen 760 und 930° C liegt.10. The method according to claim 9, characterized in that the predominantly lead oxide-containing material consists of PbO-SiO 2 and the temperature used for sintering the mixture is between 760 and 930 ° C. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallfutter des Streifens beim Durchgang durch die Druckwalzen bis auf 80 bis 95% der theoretischen Dichte verdichtet wird und daß anschließend an das erneute Sintern die Poren durch Imprägnieren im Vakuum mit einem Schmiermittel ausgefüllt werden.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the metal lining of the Stripes when passing through the pressure rollers to 80 to 95% of the theoretical Density is compressed and that subsequent to the renewed sintering, the pores by impregnation be filled in a vacuum with a lubricant.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913201A (en) * 1968-07-05 1975-10-21 Siemens Ag Bonded material for electrical contact pieces
AT305000B (en) * 1970-06-29 1973-02-12 Mannesmann Ag Tool
US3893848A (en) * 1970-09-03 1975-07-08 Sumitomo Electric Industries Valve seat material for internal combustion engines and the similar material
US4141727A (en) * 1976-12-03 1979-02-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrical contact material and method of making the same
DE2933338C3 (en) 1979-08-17 1983-04-28 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Material for electrical contacts and process for their manufacture
US4235681A (en) * 1979-10-15 1980-11-25 Shreir Lionel L Anodes for cathodic protection and other electrolytic processes
BR9102714A (en) * 1990-06-28 1992-02-04 Sumitomo Metal Mining Co COMPOSITE MATERIALS OF SILVER-OR ALLOY SILVER COPPER-METAL OXIDE AND PRODUCTION PROCESS OF THE SAME
US7297367B2 (en) * 2004-01-28 2007-11-20 Honeywell International, Inc. Inorganic solid lubricant for high temperature foil bearing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2198253A (en) * 1936-06-15 1940-04-23 Gen Motors Corp Method of making composite metal bearing elements
US2200855A (en) * 1939-05-02 1940-05-14 Ruben Samuel Electrical contact
US2372202A (en) * 1940-05-08 1945-03-27 Mallory & Co Inc P R Bearing
US2831243A (en) * 1954-12-29 1958-04-22 Gen Motors Corp Sintered powdered copper base bearing
US3026200A (en) * 1956-10-11 1962-03-20 134 Woodworth Corp Method of introducing hard phases into metallic matrices
US3019514A (en) * 1959-12-30 1962-02-06 Bendix Corp Friction lining for brakes, clutches and the like

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Publication number Publication date
US3205565A (en) 1965-09-14
GB1001017A (en) 1965-08-11
DE1458351C3 (en) 1974-08-22
DE1458351A1 (en) 1968-12-19

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Legal Events

Date Code Title Description
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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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