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Verfahren zur Herstellung von Gleitoberfldchen auf Stahigegenstönden
01eZrfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gleitoberflöchen auf Stahigegenstönden.
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Es Ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen,
durch das man Stahigegenstönde mit Gleitoberflöchen versehen Kahn.
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Zur Herstellung von Gleitoberflöchen auf Stahigegenstönden wurden
bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen, Beispielsweise konn
man
den Stahigegenstand mit einem aus Nietalltelichen, beispielsweise Bronzetellcheng
bestehenden Haftgrund überziehen, dessen Zwischenrdume man anschließend mit einem
Kunststoff ausfüllt. Als verwenabare Kunststoffe wurden Polyoxymethylen und Polytetrafluordthylen
genannt. Die Beschichtung mit dem Kunststoff erfolgt bei den bekannten Verfatiren
durch Verwolzen des pulverförmigen oder In Form einer Folie aufgebrachten festen
Kunststoff bei erhöhter Temperatur. Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei weichem
das dazu verwendete PTFE aus einer Disperslon ausgeflockt und mit einem Wietallpulver
vermischt wird. Noch
der tellweisen Trocknung wird diese Mischung dann auf
den Haftgrund aufgewalzte Durch die bekannten Verfahren Ist es jedoch nicht niögl
Ich" eine konstante Störke der Oberflüchenschicht zu erzielen, Insbesondere dcun
nicht, wenn die Oberflöche nicht eben, sondern konpliziert gekrümmt Ist, bzwe wenn
die Innenseiten ode7r andere schwer zugÜngilche Teile von Gegenstönden überzogen
worden sollen.' Gerniiß der Erf Indung worden diese Schwierigkeiten dadurch
be-
hoben, daß der Stahlgegenstand zundchst ganz oder teilweise mit einer
wdßrlgen Arnrnonlurnhalogenidlösung benetzt wird, daß darauf Bronzepulvor oder ein
pulverförrniges Motollgernisch" weiches beim Zusaawnensintern Bronze bildet, aufgestreut
wird, welches durch Sinterung mit der Oberflöche verbunden wirc4und daß auf diesern
Haftgrund eine wüßrige Dispersion von Polytetrafluordthylen und einem obriebtesten
Metalioxyd aufgebracht wird, weiches beirn Erhitzen eine ganz oder teilweise vorhandene
Gleitoberflöche bildet, Die Bronzelegierung hat vorzugsweise folgende Zusanwnensetzung:
5 bis 15 Gew.-% Zinn, 95 bis 80 Gew.-% Kupfer und weniger
als 5 Gew.-% Nickel, Silber, Nangan oder Blei. Ferner kam auch Phosphorbronze,
mit weniger als 2 Gew.-% Phosphor, 5 bis 15 Gew.-% Zinn und dern Rest
Kupfer verwendet werden*
Die wdßrige Dispersion enthält
30 bis 95 Gewo-% festes Polytetrafluordthylen (nachfolgend als PTFE
abgekürzt) und 5 bis 50 Gew.-"/. Cadrniumoxyd oder Aluminiumoxyd.
Die besten Ergebnisse werden mit einer aus 50 bis 70 Gew.-#Yo festem
PTFE und 20 bis 45 Gew.-Yo Cadmiumoxyd oder Aiminiunmxyd bestehenden wößrigen Dispersion
erzielt.
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Die wij3rige Dispersion kann auch Mvlybdönsulfid und/oder Bielmonoxyd
und/oder entweder Elsen(III)oxya oder Chrornsesquioxyd enthalten, (Der Molybdönsultidantell
kann zwischen 0 bis 10 Gew.-%*, der Anteil an Bielmonoxyd
0 bis 20 Gew.-%, an Eisenoxyd oder Chromsesquioxyd 0 b 1 s
30 Gew. -% betragen.
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Die Bronzetelichen werden durch Erhitzen der Stahloberflöche In einem-
Inerten Gas oder in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen
750 bis 950 0 C aufgesintert. Anschl leSend wird durch Beschichten
mit der genannten (Dispersion und durch Erhitzen auf eine Temperatur von
300 bis 400 0 C die Gleitoberflöche erzeugt.
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Die Bronzetelichen sollen vorzugsweise einen solchen Durchn-*sser
aufweisen, dad eine Stärke des Haftgrundes zwischen 0, 04 und 0, 20
nyr, resultiert. Die Konzentration der Armioniumhalogenidiösung kann zwischen
5 bis 30 Gew.-% betragen.
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Mittels des erfincungsgen-idßen Verfahrens können Oberflöchen von
Stahigegenstönden, beispielsweise von Platten, Barren, Dröhten, Rohren, Preßtellen
und dergleichen behandelt weraen. Dabei spielt es keine Rolle, ab die Oberflächen
eben oder gekrümmt sind. Es empfiehlt sich, die #Dtahloberflöche vor der Behandlung
mit der Anxnoniumhalogen1dIösung zu reinigen.
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Mit Hilfe des erfindungsgemdßen Verfahrens kann man die Oberfidche
von ##tohlgegenstönden ganz oder teilweise mit einer ausgezeichnet gleitfdhigen
Oberfläche versehen, ungeachtet, ob man es mit ebenen oder konip 11 z
1 ert gewöl bten Oberff kichen zu tun hat.
(Das erfindungsgemöße
Verfahren gestattet es ferner, anstelle der oben genannten Bronze und Phosphorbronzen
auch von entsprechenden Mischungen der Einzelmetalle auszugehen.
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In bezug auf die oben genannte Telichengröße wird Bronzepulver verwendet,
weiches ASTM Sieb Nr. 150 (0,094 mm 1 Ichte Maschenwelte) passiert
und durch ASTM Sieb Nr. 320 (0,042 mm lichte Miaschenweite) zurückgehalten
wird.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der mit einer Gleitoberflüche
zu versehende Stahlgegenstand zunöchst gründlich durch Entfetten und Entoxydieren
gereinigt, Hierauf wird er durch Aufbringen eines extrem dünnen Films einer wößrigen
5 bis 30%Igen Ammoniumchlor 1 di ösung benetzt. Anschl 1 eßend
werden trockene Bronzete 11 chen aufgestreut, welche an der benetzten Oberflöche
kleben bleiben. Nach dem Aufstreuen wird die Oberflöche des Eitahlgegenstandes unter
sanftem Schütteln schrög gestellt, beispielsweise In Vertikalrichtung oder umgedreht.
Dabei bleiben nur diejenigen Metallteilchen, weiche direkt auf der Stahloberflöche
aufliegen, haften. Überschüssige Teilchen, ohne direkten Kontakt mit dem -1Otahlgegenstand,
fallen beim Schütteln von der Stahloberfidche fast volistöndig ab« Zur Herstellung
von Überflöchen mit ausgezeichneter Gleitföhlgkeit, ist es wichtig, aa3 auf den
Stahlgegenstand nur eine einzige Lage von Bronzetelichen aufgebracht wird., Das
heißt, die Störke dieser Pulverschicht darf nur so groß sein, wie der Durchmesser
der Pulvertellchen, welche die E#chicht bilden. Beim Aufstreuen des Pulvers bleiben
kaum darüber hinaus zusötzllche Pulvertelichen haften. Dadurch wird es ermöglicht,
eine Einzelschicht aus Bronzeteilchen auf die gewünsc!hten Stellen des Stahlgegenstandes
aufzubringen, ohne daß Fehischlöge In Kauf genommen werden müssen.
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Der oben beschriebene Aufbau einer Einzellage Ist nur dann mög-I ich,
wenn die aufzustreuenden Körner sehr trocken gehalten worden. Trockene Bronzetelichen
kleben nicht zusammen, daher fallen die überschüssigen Teilchen beirn Schrögstellen
oder Umdrehen des Gegenstandes
beim sanften Schütteln
ab. Andererseits werden die Teilchen auf der benetzten Stahloberflöche mit
dieser verbundene Es sollte somit sorgföltig vermieden werden, daß nach dem Behandeln
der Oberflöche mit der genannten wößrigen Lösung keine überschüssige Lösung darauf
zurückblelbt. In diesem Fall kann es vorkommen, daß mehr als eine Einzellage der
Bronzetellchen auf die Stahloberflöche aufgebracht wird.
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Bringt man gut getrocknete Bronzetellchen mit einem durchschnittl
Ichen Durchmesser von 0,04 bis 0,10 mm auf die Stahloberflöche auf, so erhölt
man SInterschichten mit einer Stürke von 0,04 bis 0, 20 mm.
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Das erfindungsgemöße Verfahren Ist nicht auf ebene Oberflöchen beschrönkt.
Es kann vielmehr auch auf'die beiden Seiten von Stahlplatten, auf Oberflüchen In
der Peripherie von Barren und Dröhten, die Außen- und die Innenflöchen von Zylindern,
auf vollkommen gewölbte Oberflöchen von Preßtellen etc. übertragen werden" Dabei
Ist es mögl Ich, selbst auf kompl iziert gekrümmten Oberflöchen, bedingt durch die
Tatsache, daß nur Bronzeteilchen mit direktem Kontakt zur Oberflöche beim anschließenden
Schütteln haften bleiben, praktisch eine EInzeischicht aufzubringen.
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Für das erflndungsge"i-idße Verfahren Ist Ammoniumchlorid vorzuziehen-.
Es kann aber auch Ammoniumbromid und Ammoniumiodid entweder als solche oder als
Zusatz zur Ammoniumchloridlösung eingesetzt werden.
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Da das Ammoniumhalogenid sogar nach dem Verdampfen des Wassers
als Bindemittel wirkt, ist es zweckmü31g, die Konzentration der Lösung auf
5 bis 3054 zu beschrönken.
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Wöhrend der Sinterung subl Imlert das Ammoniumhalogenid. Die Optimaltemperatur
betrögt beim Ammoniumchlorid 3350, beim Ammoniumbromid 542 0 C und
beim Ammoniumlodid 5510 C,
wementsprechend sollte dieser
Vorgang so aurchgeführt werden, dad die Linterung des #Aohls mit der Eironzelegierung
bereits weit vor der vollständigen Sublimation aeb als Bindernittel wirkenden Ammoniunihalogenids
beginnt.
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Es Ist offensichtlich, da3 - wenn uas gesamte Am.,r.oniumhologenid
bereits vor derr, Versintern wegsublimlert ist - die Pulverteilchen von der
Stahloberflüche abfallen können, besonders aann, wenn eE, sich um -reilchen handelt,
die sich auf einer gekrümmten oder vertikalen Oberflöche oder auf der Unter- una
an der Oberfläche einer ebenen Flöche befinden.
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Üas auf der ##tahloberflüche vorliegende 4.trrr.oniurrhalogenla dient
wöhrend aer --interung auch als 1-'iußrr.ittel. Ferner wird bei Verwendung von Phosphorbronze
mit einem Phosphorgenalt unter 2>o durch den Phosphoranteil aie Legierungsreaktion
zwiscnen dem E#tahl und der Bronze beschleunigt.
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Aus nachfolgenden Grüncien -soll die Konzentration der verwendeten
Animon lumhal ogen i di ösung zw 1 schen 5 b i s 30149 1 legen.
Ist ai e Ammoniumhalogenidiösung schwücher als 557o, so kann es vorkommen, da3 die
Bronzetelichen der Linzellage auf den nicht ebenen Gberflüchen zumindest teilweise
abfallen, bevor die Sublimationstemperatur erreicht ist. Steigt die Konzentration
der Ammoniumhalogenidlösung über 30'#o an, so wird bei der Sinterung soviel /-.%n-imoniak-
una Hologenwasserstoffgas entwickelt, da3 die Bronzeteilchen von solchen Oberflöchen
weggeblosen werden können. Zur Erzlelung der besten Ergebnisse ist es aoher vorteilhaft,
eine Ammoniurr,halogenidkonzentration zwiscf##n 5 und 35'Y* zu wählen.
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Die Anwesenheit von Phosphor beschleunigt aie Leglerungsreaktion der
Bronze mit aerri Stahl. Dadurch werden die Bronzetelichen sogar an den gekrümmten
Sztellen mit der Stahloberfldche fester verbunden.
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Die Sinterterriperatur I legt vorzugsweise zwischen 750 bis
950 0 C.
Dabei werden Bronzen mit einem hohen Zinngehalt bei verhöltnismö;31g
nledrigen
Temperaturen dieses Bereiche£, und solche mit einem niedrigen
Zinngehalt bei hÖheren Temperaturen dieses Bereichs gesintert. In der Praxis können
Bronzen mit 5 bis lb% Zinn und Phosphorbranzen mit weniger als 2*>' Phosphor
zu den 5 bis 15Vo Zinn zufriedenstellend bei einer Temperatur Im Bereich
von 750 bis 950 0 C versintert werden.
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Die Sinterungszeit höngt von der Größe, der Gestalt und vorn
Umfang der zu behandelnden #_tahloberf 1 öche ab. !D ie
1 iegt Im al Igemelnen zwischen 10 und 90 Minuten.
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Durch Untersuchungen konnte bestütigt werden, daß beirr; Durchführen
der oben beschriebenen ##Interung eine 1-törke der gesInterten Einzellage von 0,04
biL- 0,20 n,.n-. erhalten wird.
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Zur Verwendung zur endgültigen Beschichtung wird eine wji3-rige Dispersion
von PTFE mit gepulverten Cadrr.lumoxya oder Aluminiumoxyd versetzt. Diese Dispersion
wird anschlie3end auf die rauhe aufgesinterte Eironzeschicht mit der genannten L)icke
aufgebracht. Dadurch wird die gesinterte ##,chicht mit der Jisperslon ausgefüllt
und schileL3-1 ich mit eInem Film dieser Dispersion überzogen. Nacn dem Trocknen
wird der Filni auf eine Te-nperatur zw%ischen 300 und 400 0 C erhitzt,
auf diese *.t--ibe erhölt n an die ge%%ünschte mit der -1tahlOLerflüche fest verbundene
t31eitfidche.
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Die genannte wdßrige Dispersion enthcilt 1,r ollgen einen
60 3ew.-#* PTI-2E. Das t-;aa-niu-roxyd oder aas Aluf-riniurroxyzi #_lollte
vor der Zugabe zur wöt3rigen L)isper!:ion fein pulverisiert .%eraen; aer mittlere
Durcntresser der Teilchen_betrögt vorzugsweise 0,1 nis 20§G /ue Die >,i:#-cnalspersion
kann auf aen k-aftgruna durcn geeignete Verfahren, beispielsv#eibe durch Aufstreicnen
ri It #-i-i#eln, aurcn Aufsprühen, aurcti l'auc-icn oaer o# -gleichen aufgebrazznt
#,%erce-i. Die Ltörke dej auf diese #.%ei--e aufgebracnten Dispersionsfiln-s Kann
0,02 bis 0,05 mm betragen. Eine geeignete Technik zur Erzielung aieser bestinirnten:Etörke
kann durch Vorver5uche, aufgebaut auf "Trial und Error'O, ausgearbeitet %,%erden
*
Eisen(III)oxyd oder Chrornsesquioxyd der wößrigen Dispersion,
in einem Anteil unter 30#o' zugegeben, verbessert die Abriebbestöndigkeit der Gleitoberflöche,
Die Zugabe von weniger als 10Yo Molybdönsulfid und von weniger als 20'Yo Bleimonoxyd
verringert den Reibungskoefflzienten der Gleitflöche.
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Wie vorstehend beschrieben, wird der wößrigen Dispersion, welche 60Yo
festes PTF-:L: enthölt und die auf den gesinterten Haftgrund aufgebracht werden
soll, Irn allgemeinen pulverförmiges Kadmlurnoxyd und/oder Aluminiumoxyd und andere
geeignete Bestandteile jeweils In bestimmten vorzuziehenden Verhöltnissen zugesetzte
Es Ist jedoch offensichtlich, da,3 sich das Verhöitnis der festen Bestandteile nach
dem Aufbringen der Dispersion auf den Haftgrund und dem Entfernen der Flüssigkeit
veröndertee Beispielsweise erhölt man aus einer Mischung, weiche 80% der genannten
wdßrigen Dispersion mit einem Festgehalt von GO% PTFE- und 20'Y., pulverisiertem
Cadmiumoxyd enthölt, nach dem Trocknen eine Gleitoberflöche, weiche zu 70,6154 aus
festem PTFE und zu 29,41Y6 aus Cadmiumoxyd besteht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung mehrerer In den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele.
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Fig. 1 ist eine teilweise -"-chnittansicht, die den Aufbau
der Gleitoberflöche zeigt, die auf einer Stahiplatte getnöß dem Verfahren nach der
Erfindung aufgebracht wurde.
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F lg. 2 -A und -B bezeichnen eine Schnittansicht und Draufsicht
von Lagerplatten mit einem Überzugsfilm auf beiden Seiten In Form einer ringförmigen
zylindrischen Stahlplatte.
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Fig. 3 -A und -B zeigen einen senkrechten Schnitt und eine
-Leitenansicht eines Stahizyilriders, auf dern der F-:!irr, an den Inneren und öußeren
peripheren Oberflöchen eines Stahlrohres angebracht ist.
Fig. 4
Ist eine Schnittansicht eines trichterförmigen Stahlrohres, welches an den Außen-
und Innenflöchen des ausgeweiteten Teils mit einer erfindungsgemöß aufgebrachten
Gleitschicht versehen 1 st.
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Fig. 5 Ist eine Kurve, die das Verhöltnis zwischen den Mischungsverhöltnissen
(Prozent) von Cd0 und Al 2 0 3 zu einem Abriebveriust In mg/cm 2 darstellt,
und Fig. 6 sind Kurven, die die Verönderung der Abriebverluste zeigen, wenn
das Nlischungsverhöltnis von Cd0 und AI C) veröndert wird. 2 3
In Fig.
1 bezeichnet aus Bezugszeichen 1 einen aufgebrachten Film, der eine
Gleitflöche bildet, 2 Ist eine Lage von Bronzelegierungspulvertelichen
3, die eine rauhe Oberflöche auf dem Stahimaterial 4 bil-
den. In Fig.
2 -A und -b Ist ein bestimmter Teil beider Oberflöchen einer kreistÖrrrilgen
Stahiplatte 6 mit einer aufgerauhten Einzellage 2 be-
deckt; auf der
Oberflöche der Schicht Ist der Überzugsfilm 1 angebracht. Diese Platte kann
für verschiedene Unterlegschelben, Abdichtplatten, Gleitplatten usw. verwendet werden.
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In Fig. 3 -A und -B wird eine Bronzeschicht 2 und ein Überzugsfilm
1 auf den Inneren und dußeren Oberflöchen eines Stahlrohres 8 ausgebildeti
dieses Rohr kann als Zylinder, Lagerbüchse usw. verwendet werden, wenn die Ausbildung
der Gleitflöche nur auf der inneren Oberflöche erfolgt bzw. als Kolben, Gleitrohr
usw. In dem Falle, daß das Aufbringen nur'auf der öußeren Oberflöche erfolgt.
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Fig. 4 zeigt einen ausgebauchten Teil 9 eines Stahlrohres,
bei dem auf den Inneren und öußeren Oberflöchen das trichterförmigen Teils eine
Telichenschicht 2 und ein Überzugsflim 1 ausgebildet sind. Eine solche Form
kann durch Gießen hergestellt werden, Wird darauf erfIndungsgemdß eine Gieltoberflöche
erzeugt, so kann sie vielgestaltig verwendet werden.
Fig,
5 und 6 zeigen die rrit Hilfe einer Abriebprüfvorrichtung erhaltenen
Ergebnisse, bei der Bestimmung des Abriebveriustes des 2 Überzugsflims. Ein
Dauertrockenabriebtest wurde bei 10 kg/crr, Eielastung, 1,0 m/sec.
Gleitgeschwindigkeit 20 Stunden lang durchgeführte Die Probe wurde durch Überziehen
einer Stahlplatte von 1,0 mm Stärke mit Phosphorbronze aus 10 Gew.-%
Zinn, 0,2 Gew.-Yo Phosphor und cierri Rest Kupfer sowie durch anschlieJendes Aufbringen
einer wödrlgen E#uspension von PTFE (W Gewichtsprozent Feststoffe) hergestellt,
Die Teilchengröße des Bronzepulvers war so bemessen, daß die Teilchen ein
Sieb mit einer W.aschenwelte von 0,074 rrwr-, (Sieb Nr. 200 B.S.) passierten und
von einem -lieb mit einer tv-aschenwelte von 0,048 mni ('Sieb Nr. 300 zurückgehalten
wurden. Die einzelnen Dispersionen wurden durch Zugabe verschiedener Anteile einer
Cadmiumoxyd- und Aluminlunioxydmischung zur wößrigen, 6054, PTFE: enthaltenen
Dispersion hergestellt und zur Erzeugung einer Gleitoberflöche von 0,05 mm
Dicke auf den Haftgrund aufgebracht.
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F ig. 5 zeigt die Abfidngigkeit des Abriebveriustes von der
f, enge aes dem PTFL zugesetzten Cadmitxr.oxyds und Aluminlumoxyds. Bei einem Cockmiumexyci-oder
Aluminiumoxydgehalt der Dispersion von 5 bis 50'Yo Ist ein minimaler Abrieb
festzustellen. Ein Zusatz unter 5Y* bzw. über 50'Y" bringt derrnach zur Erzielung
eines niedrigen Abriebs keine Vorteile.
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Aus Fig, 5 geht hervor, daß die günstigsten Ergebnisse bei
einem Gehalt von 20 bis 50 Gew«-% Cadmiumoxyd bzw. 20 bis 40 Gew.-Y" Aluminiumoxyd
erhalten werden. Schi leßl ich zeigen mit den optimalen Bestandteilen durchgeführte
Versuche, daß die Abriebfestigkeit der Gleitoberfläche weiterhin durch die Zugabe
von weniger als 30 Gew,-% E lsen(III)oxyd, weniger als 30 Gew.-%
Chromsesquioxyd, weniger als 10 Gew.-% Molybdönsulfld und weniger als 20
Gew.,-% Bielmonoxyd verbessert wurde,
Fig. 6 zeigt den Einfluß
der Zugabe von Aluminlurrioxyd auf zwei verschiedene Dispersionen. Die erste besteht
aus 10 Gew.-% Cadmium-. oxyd und derr, Rest PTFE, wöhrena die zweite aus
30 Gew.-1,# Cadmiumoxyd und dem Rest PTFE besteht. Der Abriebveriust eines
Films mit der Zusammensetzung 70149 PTFE und 30% Cadmiumoxyd betrug
1 bis 4 mg/cm 2 dieser Abriebverlust glei3 sich durch die Zugabe von
5 Gew.-Yo Aluminiumoxyd stark verringem,-Ein minimaler Abrieb ergab sich
bei einer Alumlniumoxydzumischung zwischen 5 bis 10 Gew.-#Y". Ein
Ansteigen des Aluminlunioxydgehalts über lee hinaus bewirkte jedoch wiederum die
Erhöhung des Abriebs.
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Beim Einbau des Aluminiumoxyds in eine Gleitflöche mit 10 Gew.-/>ö
Cadmiumoxyd stellte man fest, daß sich der Abriebveriust schrittweise bis zu einem
Aluminiumoxydantell von 20% verringerte. Bei einer Zugabe über 30% mußte ein betröchtl
Icher Anstieg des Abriebveriustes festgestellt werden. Es erscheint zweckmödig,
einen GesanAgehalt von Cadmiumoxyd und Alunilnitimoxyd unter 50% zu wöhlen.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, da3 die Abriebbestündigkeit aes
Gleitfilms verbessert wird, wem man dem PTFE Caamiurnoxyd und/ oder Alurniniu-noxyd
zusetzt. Es Ist weiterhin zweckmöSig, f-'olybdönsulfid undioaer i31einionoxyd als
Hilfskor-.ponenten zur Verringerung des ReibungsKoeffizienten, urr. die Entstehung
von Reibungswdrrne zu verhindern, zuzu!#.etzen.
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L)a auf aie beschriebene Weise Gleitoberflöchen mit uer guten Abriebfestigkeit
erzeugt werden können, ist der L)berflöchenfiln; auch dann genügena bestdnaig, wenn
auf eine Schmierung- aer Gle itiage verzichtet w ird. ##elbstverständl Ich Ist es
auch mögl ich Sch,i-Jermittel einzusetzen. Die Erfindung soll anhand folgender Beispiele
erörtert vveraen: Beispiel 1
LJn Betriebsbeispiel, bei dem eine Sieitoberflüche
auf einer Eeite einer ausgebiloet wira, v.ira nacrifolgend beschrieben:
1
. E Ine kal tgewal zte Stahlplatte von 1 50 mm Störke , 160 mm
Breite und 1,000 mm Lönge wurde dem Oberflöchenbehandlungsverfahren unterzogen,
wie etwa Entfetten, Entoxydieren, Waschen mit Wasser usw., und In einer Trockenkammer
getrocknet.
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2. Die so behandelte Platte wurde In ein Bad getaucht, das die wößrige
Lösung von 25Yo NH 4 CI und 75>#o Wasser enthielt.
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3. Ein Überschuß von Wasser wurde von der Stahiplatte abtropfen
gelassen, die aus dem Bad herausgezogen worden war, und Phosphorbronzelegierungspulver
wurde gleichmößig auf eine Oberflöche der Etahlplatte aufgestdubt. Ein Sieb von
260 Maschen wurde verwendet, um das Pulver aufzustreuen, In dem das
Sieb gerüttelt wurde. Die Teilchengröße des verwendeten Pulvers betrug
260 bis 320 Maschen mit einem Mitteldurchmesser von 0,04 bis
0,07 mme Die Zusammensetzung der Phosphorbronzelegierung betrug 9,5Ce(" Sn,
0,20!Y" P und 90,301,7, Cue 4. Die Stahiplatte wurde senkrecht gehalten, damit der
anhattende Pulverüberschuß abfallen konnte.
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5, - Die Stahlplatte mit dem aufgestöubten Pulver darauf wurde
auf ein Transporthand gelegt, um In einen \&obserstoff-Elektroofen eingeführt
zu werden. Nach Erhitzen bei 850 0 C wöhrend 30 Minuten bei einer
Transportgeschwindigkeit von 100 mm/Minute wurde die Platte aus dem uff-n
heraus aurch eine Kühlkan-mer geführt.
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t11 Eine gemischte F-;lüsE>Igkeit, die aus 77#7o wößriger PTFE-Suspension
(60Yo Feststoffe) und 23179 CdO-Pulver bestand, wurde auf der rauhen Oberflöche,
die durch die anhaftenden Teilchen gebildet wurdet durch Sprühen aufgebracht. Die
Menge der verwendeten gemischten Flüssigkeit betrug 300 g/rn 7, Nach
dem TroCKnen erfolgte die Erhitzung auf 370 0 C. 8. Die Platte wurde
auf 1,55 mm Störke gewalzt.
Durch die oben beschriebenen
Verfahren ergab sich eine Platte von 1,55 mm Störke, 160 mm Breite
und 1,000 mm Lönge. Die mittlere Störke des Überzugsfilmes, der die Gleitoberflöche
der Stahlplatte bildete, betrug 0,03 mm, die mittlere Störke der Phosphorbronzetellchenschlcht
betrug 0,05 mm und die Störke der Stahiplatte 1,47 mm, Die Zusammensetzung
des Überzugsfilmes betrug 67'Yo PTFE und 33yo Cd0. Beispiel 2
Ein Betriebsbeispiel,
bei dem Stahldraht mit einem Durchmesser von 2,99 bis 3,01 mm einer Überzugsbehandlung
unterzogen wurde, Ist nachstehend beschrieben: 1 Der Draht wurde durch die
Behandlung der Entoxydierung, Entfettung und des Wasserwaschens geführt und In eine
Trockenkammer eingebracht, um getrocknet zu werden.
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2. Er wurde durch ein Bad geführt, das eine wößrige Lösung von
1 5% N H 4 CI, 5Y" NH 4 Br und 80% Wasser enthielt.
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3. [Der Droht wurde senkrecht durch eine Sprühkommer für Phosphorbronze
geführt, die an dem Draht zum Anhatten kam. Das Bronzepulver ging durch ein Sieb
von 320 Maschen und die Zusammensetzung der Legierung betrug 12,0% Sn und
88% Cu, Der Durchschnittsdurchmesser der Teilchen betrug 0,05 mm höchstense
4. [Der Draht W'f'urde In einen senkrechten Wasserstoff-Elektroofen eingebracht,
wöhrend auf 800 0 C 30 Minuten gehitzt nach unten 1 lef und
aus dem Ofen austrat, nachdem er durch eine Kühlkammer gelaufen war. 5. Der
Draht wurde waagerecht durch ein Bad gemischter Flüssigkeit geführt und die überschüssige
FlüssIgkelt wurde durch eine Bürste entfernt. Die gemischte Flüssigkeit besteht
aus 80 Gew.-% wößriger PTFE-Suspension (60#7* Feststoffe) und 20 Gew,-%
Al 2 0 3 .
51 Der Draht wurde dann In eine Trockenkammer
eingebracht" auf 360 0 C In einem Heizofen erhitzt, aus dem Ofen ausgebracht
und auf einen Haspel gewunden.
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71 Der Draht wurde durch ein Zieh-Hole von 3,14 mm hindurchgeführt,
um den Durchmesser zu korrigieren.
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So hatte der Uraht, der einen Durchmesser von 3,00 mm hatte,
nach der Behandlung einen solchen von 3,14 mm und die -Summe der Phosphorbronzetelichenschicht
und des Oberflöchenüberzuges betrug 0,07 mm Im Durchschnitt. Die Zusammensetzung
des Überzugsfilmes betrug 67,7Y* PTFE und 32,314o Al 2 0 3
Beispiel
3
Eine Abdichtplatte, wig in Fig. 2 gezeigt, wurde wie folgt hergestellt:
1 . Eine Stahlplatte von 150 mm Durchmesser und 4,00 mni -"--ptijrke
wurde entfettet und entoxydiert, um sömtliche Oberflöchen zu reinigen, 2. Eine wößrige
Lösung von 25#Yo NH 4 CI wurde auf einem Teil überzogen, an dem eine Gleitoberflöche
gebildet wurde, und zwar mit Hilfe eines Pinsels, und der Fiüssigkeitsüberschui3
wurde abtropfen gelassen, 39 E In Phosphorbronzepul ver , das aus
1 t 501,7, P 9 8% Sn und dem Rest Cu bestand, wurde auf den benetzten
Teil durch ein Sieb von 100 Wnschen hindurchgesttiubt, Die Größe der Pulvertelichen
betrug 100 bis 150 ?viaschen. Nach dem Aufsprühen wurde die Stahiplatte
senkrecht gehalten, um den Pulverüberschuß abfullen zu lassen.
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4, Die Platte wurde In einen Wasserstoff-Elektroofen eingebracht,
ohne In Berührungsbringen mit dem Teil, der mit Pulverteilchen behaftet war, und
wurde 60 Stunden lang auf 850 0 C erhitzt.
5.
Die Platte wurde mit einer gemischten Flüssigkeit überzogen, die aus 70'Y. wäßriger
PTFE-Suspension (600/a Feststoffe), 20% CcK.), 5*/o Pb0 und 5Y» Al 2 0 3
bestand. Dieses Uberziehen erfolgte mIt einem P Insel, worauf ein Trocknen durchgeführt
wurde.
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i5. ErhItzung auf 380 0 G.
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-7. Die beiden Oberflöchen der Platte wurden mit einem Druck
von 1, 000 kg/cm 2 gepreßt, um die Gleitoberflöche glatt zu machen und die
Stärke einzustellen. Die erzielte Stärke; betrug 4,40 mm.
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Bei der Abdichtgrundplatte, bei der die Überzugsbehandlung
am notwendigen Teil angebracht wurde, war die mittlere Stärke der Phosphorbronzetelichenschlcht
0,17 nini und die mittlere Stürke des Überzugsflirnes 0,03 mm. Die
Zusaträrnensetzung des Überzugsflinies war 58% PTFE, 28,>/. Cd0, 77o PbC
una 70/" Al 2 0 3
Beispiel 4
Gleitoberflöchen wuraen auf den
Inneren und äußeren Oberflöchen eineb #-,tahlrohres ausgebildet, wie In Fig.
3 gezeigt.
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1. Üie inneren und äußeren Oberflöchen eines- z:#tahlrohres
von 30,20 mr.-. Innencurchrresber, 319,80 ri-rn Außendurchrresser und
100 mm Lunge wurden auf der Drehbank bearbeitet, um die Abrressungstoleranz
von 0,01 zu haben.
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2, Das Rohr wuroe entfettet und entoxydiert, um die L,berflöche zu
reinigen.
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3. Das Rohr %Nuroe In eine wU3rige Lösung getaucht, die 1:j%
NH 4 CI und 514 P%H 4 1 enthielt, und der Überschu3 aer Fiüssigkeit wurde abtropfen
gelassen, nacnce-T'. d02# i-#ohr herausgeno-i#men war,
4, Ein Phosphorbronzelegierungspulver
wurde auf die Inneren und öußeren Oberflöchen durch ein Sieb von 150 Maschen
aufgestdubt, das Rohr wurde gewalzt und senkrecht gehalten, damit der Pulverüberschui3
abfallen kann. Die Durchschnittsgröße der Pulvertelichen betrug 200 bis
150 Maschen und der Durchschnittsdurchmesser 0,10 bis 0,07
mm. Die Zusammensetzung des Phosphorbronzepulvers betrug 1,0#7" P, 10% Sn und 8(-:r/o
Cu.
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J 0 Das Rohr wurde 30 Minuten auf 800 0 G in
einem Wasserstoff-Elektroofen erhitzt, 6. E3elde Cberflöchen des Rohres wurden
mit einer gemischten Flüssigkeit überzogen, die aus ö517o wößriger PTFE-Suspension
(60% Fest-Stoffe), 20#Y. AI 2 0 3 und 1514 Cd0 bestandund auf
380 0 C erhitzt, nachdem es getrocknet worden war., 7. Die Inneren
und öußeren Oberflöchen des überzogenen Rohres wurden bearbeitet, um die Gleitoberflöche
zu glötteryund der Innendurchmes!#>er betrug 30,00 mm und der Außendurchmesser
40,00 mm.
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In der der Gleitbehandlung unterzogenen Büchse war die -citörke der
behandelten #1#- chicht 0, 10 mm und die Zusammensetzung des Überzugsfilmes
betrug 52,7*/* PTFE, 27Y" Al 2 0 3 und 20,3#o' CdOt Beispiel
5
Innere und öußere Oberflöchen der Öffnung eines gegossenen Erzeugnisses
in Trichterform, wie In Fig. 4 gezeigt, wurde wie folgt behandelt, um Gleitoberflöchen
zu bilden: 1 0 Ein Stahlrohr von 2,5 mm Störke wurde gepreßt, um einen
trichterartigen Gegenstand herzustellen, wie in Fig. 4 gezeigt. Das Gewicht betrug
4,2 kg und der Außendurchmesber der Öffnung 150 mm.
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2. [Der Gegenstand wurae entfettet und entoxydiert, um die Gesamtoberflöche
zu reinigen.
3. lDie Teile zum Schaffen der Gleitoberflöchen
wurden in eine wö,z3rige Lösung getaucht, die 20Va NH 4 Ci enthielt, und nach dem
Herausnehmen wurde die überschüssige Lösung abtropfen gelassen.
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4. Ein Phosphorbronzelegierungspulver mit einer Durchschnittsgröße
von 320 Maschen wurde sowohl auf die Inneren als auch auf die dußeren Oberflöchen
gestreut. Das überschüssige Pulver wurde abfallen gelassen.
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5. Der Gegenstand wurde In einen Wasserstoff-Elektroofsn eingebracht
und 50 Minuten lang auf 820 0 0 erhitzt.
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6. Eine gemischte Flüssigkeit von wöf3r!ger PTFE-Suspension,
die einen Filmüberzug ergibt, der aus 77,5Yo PTFE, 19,5#,1, AI 2 0 3 und
3, O'Yo Mos 2 besteht, wurde aufgebracht, um eine rauhe Oberflöche zti schaffen,
auf die Pulverteilchen zum Anhaften gebracht wurden, und noch dem Trocknen erfolgte
ein Erhitzen auf 380 0 C.
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7. Der so mit einem Film überzogene Gegenstand wurde In eine
Matrize eingebracht und wiederholt gepreßt, um die Inneren und öußeren Oberflöchen
zu glötten und die Abmessung richtig zu korrigieren»