DE1696116A1 - Verfahren zum Aufbringen einer Gleitlagermetallschicht auf einen Eisenwerkstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufbringen einer Gleitlagermetallschichto auf einen Eisenwerkstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten cines .Zison#ier.",süoffes, beispielsweise von Stahl mit löherem Kohlenstoffgehalt oder vorzugsweise von Gußeisen, insbesondere Sphäro-##uß, wit einem Gleitlagermetall, vorzugsweise Bronze. Gleitla,--er werden für viele Fälle zur Lagerung von Wellen als .Pra--la#,er oder als Spurlager, fÜr die Achslagerung bei Eisenbahnwa,--en und fÜr andere Zwecke verwendet. Dabei ist es Üblich, "##Lnen Zisenwerkstoff als das Lager stützendes und tragendes Bauteil zu verwenden, auf das an der Stelle, an der die Relativ-.B(#we...#ung auf##enominen werden soll, eine Gleitlagermetallschicht a-ufi"c-,tra,--#c-n ist. Dieses Aufbringen erfolgt normalerweise daüu£,chj daß das Gleitlagerinetall im schmelzflÜssigen Zustand LD auf den Eisenwerkstoff aufge-ossen oder auf-eschleudert wird. U LD Dabei muß jedoch der Eisenwerkstoff einen niedrigeren Kohlenstoff -ehalt, und zwar im wesentlichen unter haben, weil andernfalls de--,r Kohlenstoff an der Verbiii.-un#-s-Oläche zwischen Eisenwerkstoff und Gleitlagern ietall aus-,ese,,iieu(-n wird und zu!eainer Porenbildun,-- führt, die das Gleitla -er.,ietall CZ) c# zumindest für höher beanspruchte Lager unbrauchbar macht. Das gilt besonders bei Gußeisen, bei dem wegen des relativ hohen Kohlenstoff-Anteiles durch Verdampfen von Kohlenstoff auf diese Weise die Poren in dem Lagermetall herbeigeführt werden. Ab--r auch bei Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt im metastabilen Eisen-Kohlenstoff-System, etwa beim Fe,C-Eisen'#:arbid, wird unter Einwirkung des schmelzflüssigen Lagermetalls Kohlenstoff teilweise aus solcher Bindung herausgelöst, , -"iobei der herausgelöste Kohlenstoff Anlaß zu der Porenbildung gibt. Der Zwang, einen Eisenwerkstoff mit riledrige.m Kohlenstoffgehalt zu verwenden, ist insbesondere dort störend, wo nicht nur eine relativ dünne, S-fs. in einem weiteren Gehäuse gestützte Lagerci CD schale, sondern ein größeres einheitliches Bauteil, das --fs. auch noch andere Funktionen, z*B. die Führung von HochdruckflÜssigkeit, übernehmen muß, als einheitliches Werkstück aus diesem Werkstoff gebildet wurden muß. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren CD zu schaffen, das es ermöglicht, auch auf einen Eisenwerkstoff 17,'ol-ilenstof f --chalt, vorzugsweise auf Gußeisen, ins-;3 besondere, 3-,)häro.#"uß, ein Gleitlagermetall porenfrei und mit Bindun-, zui-.i Grundwerkstof f aufzubringen.
• -u UleseL.* wird gemäß der Erfindung die nit aem Gleitla-.-erzu beschich-Gende Ober-fläche cies Eiserruerkstoffs, also -iiisiD----.3onderc des Gußeisens., mit einer Schicht aus Nickel oder .#inc-iii imi Sy # ---ei: U . üer chemischen Zlemente dem Nickel benachbarten T: -a11 o-e" einer 1-ickel-Le,#,#ierun- bzw. NickelverbindunL; Uber-1.e U zo i.#li und wird anach das Gleitla#;eri.ietall auf ##,ebrachIG. Versuche CD .,iaI>jul-l t3r"-,eo,-zn, ual die Nickelschicht das Eindrin,--en von "-asfUrli -,-o` lenstoff oder I'o"-lenstoffverbindun--,en #. 1.1 UD in den Gleitla--er- ID "er und dai;iit «i Porei-lbildun,-, in, Gleit' a-erweri#:stof f so üa.z# auch in iLni-,ittelbarer 1"'ähe- des Eisenwerkd.-h. in dür Grenzzone, in der das Gleiulagermetall auf auflie,--t oder so-;ar Iv-eil#.-ieise in diesen hineinti-*L:L'fuiidi.,ar";, eine einwandfreie, dichte, porenfreie S--,.rukt-ar des Gl.2i c-r--ielü wird, so daß hoch beanspruchbare jlc-ii;la#--er'L1'Iclien -.eschaffen werden. Beispiels-#,jeise kann die N#Lei«#--.-lschici--,4t, 7,/11 bis Über loo-Zu stark sein. Eine größere #,_rke der 1.-icl---elschicht ist jedoch nicht erforderlich. Schon eine --,J +- - -lickelschicht hat sich bisher in fast allen )/u s arize .
• Versuchen als hinreichend erwiesen. Aus Kostengründen wird man 1.Ti -v ä7n lior:-,ici-l#jr#leise die , ckelschicht so dünn wie möglich len, u.h. so d-#.ilul, daß durch diese Nickelschicht die Porenbildung

  .--erade

  i-.#i Gleitla,_-,er"-ietaliO'n-och mit Sicherheit verhindert wird. Das

  selbst kann in einer Schicht von -- bis 4 nim aufgegossen werden, wobei 2 bis 3 mm Bearbeitungszugabe sind, so daß für das fertige Lager eine etwa 1 mm starke GleitlaGermetallschicht verbleibt. Als Gleitla"ermetalle (Laufschicht kommen insbesondere Bronzen in Frage, besonders Blei-Bronzen und vorzugsweise ZinneBlei-Bronzen. Nickel kann von vornherein im Gleitlagermetall vorhanden sein, wie dies beispielsweise bei Zinn-Blei-Bronzen mit Über 5 v' Zinn möglich ist, um die Vergießbarkeit und die Dehnung des Gleitlagermetalls zu verbessern. Beispielsweise kann eine solche Blei-Bronze folgende Analyse haben: Kupfer etwa 77 bis 78 5b, Blei etwa 16 bis 17 tj, Zinn etwas Uber 5 %j Nickel etwa 1/2 %. Eisen o,25 bis 1 ",#. Auf eine Schicht aus Bronze kann dann auch in b--kanntc-r'ilcise beispielsweise eine dünne Zinnschicht zusätzlich aufgetragen sein. Ev'L-11. kommt auch eine Blei- oder Zinnle-r2ierurlr:,- an sich als Gleitla-errnetall in Frage.
• Es hat sich gezeigt, daß das Aufbringen des Nickels oder des dem Nickel im periodischen System verwandten M.etalls auf einen Eisenwerkstoff, der einen hohen Kohlenstoffgehalt aufweist, auf Zalvanischem Wege zwar mÖglich ist, aber bereits hierbei die er-C.# , wcoei die im Nickel bzw. nichelwähnte Forenbildung auftritt ähnlichem 1vIetall r;,ebildeten Poren dann spLter auch in das Gleit-CL _Jceit und lagermetall vordringen oder zumindest, tessen Festif Bindung mit dem Grundwerkstoff beeinträchtigen.
• In Weiterausgestaltung der Erfindung- ist deshalb vor#"esehen, C> Z# daß Nickel durch stromlose Reduktion aldie zu beschichtende Oberfläche des Eisenwerkstoffs aufgeträgen wird, also beispielsweise durch stromlose Reduktion des Nickels aus einer Hatrium-Hyperphosphit-Lösung als Reduktionsmittel. Derartige Verfahr= zum Beschichten mit Nickel sind im Zusammenhang mit den Warenzeichen "KANIGEN" und "NIRESTAN" bekannt. Auf die Zwischenschicht aus Nickel oder einem dem Nickel verwandten Metall bzw. einer Nickellegierung oder Verbindung kann das Gleitla#"ermetall in bekannter Weise aufgebracht werden, beispielsweise heiß durch Gießen des schmelzflÜssigeni Gleitlagermetalls oder Icalt, durch elektro-Galvanische Verfahren, Ob bei einerrLe.-arti"en Aufbringen, insbesondere Aufgießen, die Nickelschicht teilweise oder sehr weitgehend ganz in Lösung geht, ist dabei von unterl-leordneter Bedeutung, da für den angestrebten Erfolg genügt, daß während einer hinreichenden Phase zu Beginn des Aufbrinr-,verfahrens eine hinreichende derartige Zwischenschicht aus Nickel oder dergl. vorhanden ist. Besonders hoch beanspruchte Gleitlager mÜssen bei hydraulischen Ax-Jalkolbeneinheiten mit umlaufender Zylindertrommel dort ,_eschaffen werden, wo die Zylindertrommel mit den Bohrungen, durch die die Flüssigkeit den Zylindern zu - und von den Zy- lindern abcefÜhrt wird, ge-en das Gehäuse anliegt. Da das Ge-4D Z> häuse selbst die FlüssigkeitsfÜhrungen aufnehmen muß und jeweils in einer dieser beiden Flüssigkeitsführungen die Flüssigkeit unter hohem Druck steht und da darüber hinaus infolge der Akialkolben-Konstruktion in Richtung der Umlaufachse der Zylindertrommel erhebliche Kräfte aufzunehmen sind, muß der Gehäusewerkstoff eine große Festigkeit haben. Die Zylindertrommel läuft dabei mit hohen Drehzahlen um und da die Stirnfläche der Zy- lindertrommel, mit der diese gegen das Gehäuse anliegt, -einen beachtlichen Durchmesser hat, ergeben sich dabei hohe Gleitgeschwindigkeiten. Solange es nicht möglich ist, geeignete Werkstoffpaarungen an den gegeneinander laufenden Oberflächen von Zylindertrommel und Gehäuse zu schaffen , ist es erforderlichj am Gehäuse noch eine gesonderte Zwischenplatte anzubringen, die lediglich dazu dient, eine sauber bearbeitete Fläche mit einem geeigneten Werkstoff als Anlauffläche für die Stirnfläche der Zylindertrommel zu ermöglichen. Aber auch bei Radialkolbenmaschinen sowohl mit axialem Steuerdrehschieber als auch mit radialem Steuerdrehschieber treten ähnliche Bedingun gen auf* Ein wesentlicher weiterer Schritt der Erfindung ist deshalb die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Auftragen von Gleitlagermetall unmittelbar auf das gußeiserne Gehäuse einer hydraulischen Kolbenmaschine mit umlaufender r.iittelbar oder vorzugsweise unmittelbar gegen die Drehschieberfläche anliegender Zylindertrommel, Dadurch wird eine Zwischenplatte entbehrlich und ermöglichtpunmittelbar in dem aus einem hochfesten Eiserrierkstoff, beispielsweise Sphäroguß., geschaffenen Gehäuse eine i)i?ehseiiieberfläcllc- aus gleichmäßig festem porenfreien Gleitli lagerinetall aufzubringen,

Claims (2)

1. Patentansprüche Verfahren zum Beschichten eines Eisenwerkstoffes mit einem Gleitlagermetalls vorzugsweise Bronze, dadurch gekennzeichnetj daß der Eisenwerkstoff ein Eisenwerkstoff mit hohem Kohlenstoffgehalt, insbesondere x»x Gußeisen, vorzugsweise Sphäroguß, oder Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, ist und die zu beschichtende Oberfläche des Eisenwerkstoffes mit einer Schicht aus Nickel oder einem Im System der chemischen Elemente dem Nickel benachbarten Metall oder einer Nickelle- bezw. Nickelverbindung gierungMberzogen wird und danach das Gleitlagermetall auf- gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Nickel als Zwischenschicht aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel durch stromlose Reduktion aufgetragen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitlagermetall eine Blei-Bronze$ vorzugsweise Zinn-Blei-Bronze$ verwendet wird. 4.* Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Beschichten der Drehschieberfläche am Gehäuse einer hydraulischen Kolbenmaschine mit umlaufendem Drehsteuerschieberteils insbesondere gegen die Drehschieberfläche anliegender Zylindertrommel.