DE2038707C - Gesintertes poröses Lagermetall und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Gesintertes poröses Lagermetall und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE2038707C DE2038707C DE2038707C DE 2038707 C DE2038707 C DE 2038707C DE 2038707 C DE2038707 C DE 2038707C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- metal
- silicon
- sintered
- bearing
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 9
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N Tetrafluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft ein gesinti -tes poröses Lagermuall
auf der Basis Aluminium und Silizium sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es sind die verschiedensten Lagermetalle auf AIuminiumbusis
bekannt. Diese werden jedoch, anders als Lagermetalle auf Kupferbasis, rasch abgenutzt,
und außerdem wird die Lageroberfläche stark aufgerauht. In der praktischen Anwendung von Lagermetallen
auf Aluminiumbasis ergeben sich daraus verschiedene Probleme, trotz der günstigen Eigenschaften
wie leichtes Gewicht, gute Lagergeschwindigkeitseigenschaften und Billigkeit.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 160 194 ist bereits ein Sintermetall auf Aluminiumbasis mit einem
Siliziumgehalt von mehr als 20% bekannt, das als Wahlkomponenten unter anderem noch Kupfer, Magnesium
und Zinn enthalten kann.
Die hierin beschriebene Legierung ist jedoch hinsichtlich der Sinterfähigkeit, der Festigkeit und des
Ausschwitzens von verh.'''tnismäßig niedrigschmelzenden
Bestandteilen beim Sintern noch nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellend. Der Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, ein gesintertes poröses Lagermetall auf der Basis von Aluminium und Silizium
zu schaffen, welches gegenüber dem bekannten Sintermetall verbesserte Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein gesintertes poröses Lagermetall auf der Basis Aluminium
und Silizium gelöst, das aus 5 bis 50% Silizium, 0,5 bis 6% Kupfer, 1 bis 4% Zinn, 0,3 bis
2% Magnesium, 0,3 bis 2% Antimon und zum Rest aus Aluminium besteht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist das gesintertΐ poröse Lagermetall mit einem
weichen Metall imprägniert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform
der Erfindung ist das Lagermetall mit einem synthetischen Harz niedriger Reibung imprägniert.
Die Erfindung stellt auch ein Vorfahren zur Herstellung eines derartigen Lagermetalls zur Verfügung,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Gemisch, bestehend aus 5 bis 50% Siliziumpulver, 0,5 bis 6%
Kupferpulver, 1 bis 4% Zinnpulver, 0.3 bis 2% Magnesiumpulver, 0,3 bis 2% Antimonpulver und
Fest-Aluminiumpulver, unter einem Druck von zwischen
0,5 bis 3 t/cm2 bei einer Temperatur zwischen 480 und 550 C gesintert wird.
Hierbei wird vorzugsweise ein solches Gemisch verwendet, welches 20 bis 40 Gewichtsprozent
Siliziumpulver enthält. Der Zeitraum Tür die Sinterung beträgt zweckmäßigerweise 5 bis 60 Minuten. In
Metallen, die auf diese Weise gesintert worden sind, dient das Silizium, welches eine verhältnismäßig hohe
Vickers-Härte von 1800 aufweist, als hauptsächlicher lasttragender Bestandteil, wodurch die Neigung der
Aluminiumlegierungen verringert wird, sich aufGrund von Wärme festzufressen, und wodurch gleichzeitig
ein Zusammensinken der Sinterstruktur verhindert und die Verdichtbarkeit des zu sinternden Metallgemisches
verbessert wird. Beispielsweise wird verhindei t, daß Metallformen beim Verdichtungsvorgang
beschädigt werden.
Die gesinterte Struktur kann mit einigen Gewichtsprozent Schmieröl oder mit einem weichen Metall,
wie z. B. Blei oder Zinn, oder mit einem synthetischen Harz, das eine niedrige Reibung ergibt, wie z. B.
Tetrafluorälhylen, imprägniert werden, um die Poren in der porösen Struktur des Lagermetalls aufzufüllen,
wodurch die Sitzqualität der Lagerstruktur verbessert und die Selbstschmierungseigenschaften erhöht
werden.
In der Foige werden einige praktische erfindungsgemäße Beispiele beschrieben.
Gewichtsprozent
Si
Bestandteil
| Cu | Sn | Mg | Sh |
| 4 | 3 | 0,5 | 0,5 |
Al
Rest
ölgchalt
1,0
Das Aluminiumpulver, welches eine Teilchengröße von weniger als 0,073 mm aufwies, das Siliciumpulver,
welches eine Teilchengröße von weniger als 0,058 mm aufwies, und das Kupfer-, Zinn-. Magnesium- und
Antimonpulver, welche eine Teilchengröße von weniger als 0,073 mm aufwiesen, wurden gleichförmig
gemischt, und das erhaltene Gemisch wurde unter einem Druck von 1.5 t/cm2 verdichtet und
60 Minuten in einem Temperaturbereich von 530 bis 540" C in einer nicht oxydierenden Atmosphäre aus
Stickstoffgas gesintert, wobei eine gesinterte poröse
Legierung erhalten wurde.
Die Legierung wurde mit SAE-30-Motorol imprägniert
und hierauf auf Härte und auf die Radiilberstfestigkeitskonstante
(K) geprüft. Diese Konstante errechnet sich aus folgender Formel:
K (kp/mm2) = '^2Il.
Hierin bedeutet
D den Außendurchmesser eines Lagers (mm).
L die Länge des Lagers (mm),
P die Druckbetastung des rohrförmigen Lagers
(M,
T die Dicke des Lagers (mm).
T die Dicke des Lagers (mm).
Bei dem verwendeten Versuch war D= 16,L= 10, T = 3.
Es wurde eine Rockwell-Zahl F 110 und ein KWert von 18 kp/mnr erhallen.
Die Rockwell-Härte F wird dureli Bestimmung
der Tiefe des Eindruckes ermittelt, der sich im Versuchsstück
durch die Kompression einer Stahlkugel mit einem Durchmesser von 0,25 cm bei einer Last
von 60 kp bildet.
Die Rockwell-Härte F wird Tür die Bestimmung der Härte von gesinterten Metallpulvern verwendet,
während die Rockwell-Härten C und B zur Messung der Härte von Stahlbarren eingesetzt werden.
Das Lagermetall wurde dann einer kumulativen
to Belastung in einer Drucklagerreibungsabnutzungsprüfvorrichtung bei einer Umfangsgeschwindigkeit
von 23 m/min ausgesetzt, wobei ein passendes Stück aus einem Kohlenstoffstahl JIS 45 C, bestehend aus
0,42 bis 0,48% C, 0,15 bis 0,35% Si, 0,60 bis 0,90 Mn, weniger als 0,030% P, weniger als
0,035% S, Rest Eisen, verwendet wurde. Die Belastung wurde alle 10 Minuten urr>
10 kp/cm2 erhöht. Es wurde ein Reibungskoeffizient von 0.12 und eine
maximale Lasttragekapazit; . von 60 kp cm2 erhalten.
| Cu | B e i s ρ | iel 2 | Sb | AI | Olgehall | |
| Si | 4 | E Sn |
(estandteil Mg |
0.5 | Rest | 2.0 |
| 10 | 3 | 0,5 | ||||
'. icwichtsprozent
Die Teilchengrößen der Pulver und die Sinter- und Testbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1.
Die durch Sintern des Metallpulvergemisches de" obigen Zusammensetzung erhaltene poröse Legierung zeigte
folgende Prüfwerte: ,
Rockwell-Zahl F 115, K = 19,5 kp/mm2. Reibungskoeffizient 0,10, maximale Lastiragekapazität 80 kg/cirr.
| Si | Cu | Beisp | iel 3 | Sb | Al | Olgehalt | |
| 20 | 4 | I Sn |
kstandteil Mg |
0.5 | Rest | 3.0 | |
| Gewichtsprozent | 3 | 0.5 | |||||
Die Teilchengrößen der Pulver und die Sinter- und Testbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1.
Die durch Sintern des Metaüpulvergemisches der obigen Zusammensetzung erhaltene poröse Legierung zeigte
folgende Prüfwerte: ,
Rockwell-Zahl F 100, K = 17,5 kp/mm2, Reibungskoeffizient 0,10, maximale Lasttragekapazität 120 kp/cm-.
| Si | Cu | B e i s ρ | i e 1 4 | Sb | Al | ölgehalt | |
| 30 | 4 | I Sn |
lcsiandteil Mg |
0,5 | Rest | 4,0 | |
| Gewichtsprozent | 3 | 0,5 | |||||
Die Teilchengrößen der Pulver und die Sinter- und Testbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1.
Die durch Sintern des Metallpulvergemisches der obigen Zusammensetzung erhaltene poröse Legierung zeigte
folgende Prüfwerte:
Rockwell-Zahl F 98, K = 15 kp/mm2, Reibungskoeffizient 0,10, maximale Lasttragekapazität 160 kp/mm2.
| Si | Cu · | B e i s ρ | iel 5 | Sb | Al | ölgehall | |
| 40 | 4 | I Sn |
lcstandteil Mg |
0,5 | Rest | 6,0 | |
| Gewichtsprozent | 3 | 0,5 | |||||
Die Teilchengrößen der Pulver und die Sinter- und Testbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1.
Die durch Sint;m uc3 Metallpulvergemisches der obigen Zusammensetzung erhaltene poröse Legierung zeigte
folgende Prüfwerte:
Rockwell-Zahl F 70, K= 10 kp/mm2, Reibungskoeffizient 0,12, maximale Lasttragekapazität 120 kp/cm2.
| 5 | Cu | 2 038 707 Beispiel 6 |
kstandlcil Mg |
Γ | Sb | 6 | ΛΙ | Olgehalt | |
| Si | 4 | I Sn |
0.5 | 0,5 | Rest | 7,5 | |||
| Gewichtsprozent | 50 | 3 | |||||||
Die Teilchengrößen der Pulver und die Sinter- und Testbedingungen waren die gleichen wie im
Beispiel 1. Die durch Sintern des Metallpulvergemisches der obigen Zusammensetzung erhaltene
poröse Legierung zeigte folgende Prüfwerte:
Rockwell-Zahl F 55, K = 8,0 kp/mm2, Reibungskoeffizient
0,12, maximale Lasttragekapazität lOOkp/cm2.
Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß die Porosität
der Metallegierung (diese äußert sich in der prozentualen ölaufnahme bei der Imprägnierung) und
die Lasttragekapazität von aus solchen Legierungen hergestellten Lagern steigt, wenn der darin enthaltene
Prozentsatz Silizium zunimmt, während die Härte und die Radialberstfestigkeitskonstante des Metalls
ein Maximum erreicht, wenn der Siliziumgehalt ungefähr 10 Gewichtsprozent beträgt. Außerdem wird
durch das in der Aluminiumlegierung enthaltene Silizium die Neigung zum Festfressen verringert und
das Zusammensacken der Oberflächenstruktur der Legierung verhindert.
Die Teilchengröße des verwendeten Siliziumpulvers sollte so klein wie möglich sein. Wenn man ein Siliziumpulver
mit einer Teilchengröße von weniger als 0,058 mm verwendet, dann wird eine bessere
ölimprägnierung (annähernd 40% oder mehr) wie auch eine hohe Gleichmäßigkeit der Legierungsstruktur erzielt. Bei einem Lagermetall, das unter
Verwendung eines Siliziumpulvers mit einer Teilchengröße von 0,23 bis 0.32 mm hergestellt worden war.
waren diese Eigenschaften nicht zufriedenstellend.
F i g. 1 der Zeichnungen stellt eine Mikrophotographie des gemäß Beispiel 3 erhaltenen gesinterten
Lagermetalls dar. In diesem Beispiel wurde ein Gemisch verwendet, das 20 Gewichtsprozent Siliziumpulver
mit einer Teilchengröße von weniger als 0,058 mm enthielt. Das Silizium wird durch die
fleckigen dunklen Bereiche dargestellt.
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Resultate von Reibungsabnutzungstests zeigt,
die mit dem Lagermetall von Beispiel 3 durchgeführt wurden. Es ist ein Vergleich mit einer ölimprägnierten
gesinterten Legierung auf Kupferbasis beigefügt. Die ι Versuche wurden auf einer Lagerdruckreibungsabnutzungsprüfvorrichtung
bei einer Gleitgeschwindigkeit von 23 m/min ausgeführt, wobei ein passendes Stück aus dem Kohlenstoffbaustahl JIS S 45 C unter
einer kumulativen Belastung verwendet wurde, die alle 10 Minuten um lOkp/cm2 erhöht wurde. "
Die Teststücke enthielten 20 Gewichtsprozent Silizium,
wie es oben im Beispiel 3 angegeben ist. In F i g. 2 stellen die Kurven A und B Testresultate
dar, die mit Lagermetallen erhalten wurden, welche unter Verwendung von Siliziumpulver mit einer
Teilchengröße von weniger als 0,058 mm bzw. mit einer Teilchengröße von 0,23 bis 0,32 erhalten wurden.
Die Kurve C zeigt zum Vergleich die Resultate, die mit einer gesinterten, ölimprägnierten Legierung auf
Kupferbasis, besiehend aus 8 bis 11 % Sn, weniger als 3% C, weniger als 0,5% andere Elemente, Resi
Kupfer, erhalten wurden.
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Lagermetalle einen etwas höherer
Reibungskoeffizienten als die gesinterte, ölimprägnierte
Legierung auf Kupferbasis besitzen, diest aber in der Lasttragekapazität bei weitem hintei
sich lassen. Weiterhin betrug die Abnutzung de; Gegenstücks, wenn das erfindungsgemäße Lagermetall
verwendet wurde, 0,012 g nach einer Reibungstestzeit von 160 Minuten, wogegen bei dem Metal
auf Kupferbasis die Abnutzung 0,015 g nach einei Reibungstestzeit von 120 Minuten betrug.
Bezüglich des Anteils des Silizium im zu sinternder Metallgemisch wurde gefunden, daß ungefähr 10 Gewichtsprozent
Silizium dem Lagermetall maximale Härtewerte und eine maximale Radialberstfestigkeitskonstante
erteilen und daß, v/enn der Siliciumgehall uicscn optimalen Punkt übcisciireiiei, die Werte
allmählich abnehmen. Wenn der Siliciumgehalt annähernd 50 Gewichtsprozent erreicht hat, dann entsprechen
diese Werte den üblichen Werten, die erhalten werden, wenn kein Silizium eingesetzt wird
Der ölgehalt steigt praktisch linear, wenn dei
Gewichtsprozentsatz des Siliziums bis auf 10% steigt Die Zunahme des ölgehalts ist erwünscht, da hierdurch
der Reibungskoeffizient verringert wird, die Gefahr eines Festfressens durch Wärme vermieden
wird, und die Lebensdauer des Lagers und die Lasttragckapazität
des Lagers erhöht wird.
Bei der Bestimmung des Siliziumgehalts sollte auch auf die mechanische Festigkeit, wie z. B. die
Radialberstfestigkeitskoiistante, und außerdem aul
die Tatsache geachtet werden, daß Siliziumgehaite von weniger als 5 Gewichtsprozent nicht nur unzureichend
sind, um die Abnutzung zu \^rringern oder um die Neigung zum Festfressen in der Wärme
zu vermeiden, sondern auch das Zusammensacken der Oberflächenstruktur nicht ausreichend verhindern
und keine ausreichende Verbesserung der Verdichtbarkeit (wie weiter unten erörtert) ergeben. Es sollte
auch darauf hingewiesen werden, daß Siliciumgehalte von mehr als 50 Gewichtsprozent zu Festigkeitsproblemen Anlaß geben und praktisch nicht verwendet
werden können.
Es ist angeraten, Siliziumgehalte im Bereich von 5 bis 50 Gewichtsprozent und vorzugsweise von
20 bis 40 Gewichtsprozent zu verwenden.
Einer der auffallensten Effekte des Zusatzes von Silizium ist die Verbesserung der Verdichtbarkeit
d. h., daß das Abschälen von Metallformen, die beim Verdichten des zu sinternden Metallpulvergemisches
verwendet werden, verhindert wird. Wenn kein Silizium verwendet wird, dann besitzt das Metalipulvei
bei der Verdichtung die Neigung, an der Metallform iu haften und diese stark zu beschädigen. Der Zusati
von Silizium bewirkt, daß die Haftung an den Metallformen verhindert w.;-d, was eine Verlängerung dei
Gebrauchsfähigkeit zur Folge hat. Der Grund, warurr
das Abschälen der Form durch den Zusatz von Silizium verhindert wird, ist nicht klar, aber diese Wirkung
des Zusatzes von Silizium wurde experimentell bestä'.gt und stellt einen überraschenden Effekt dar.
Es wird darauf hingewiesen, daß Kupfer, wenn es in einer Menge zwischen 1 und 6 Gewichtsprozent
zugesetzt wird, die Festigkeit der gesinterten Metallstruktur erhöht. Wenn jedoch sein Anteil 6 Gewichtsprozent
überschreitet, dann steigt die Schrumpfung der Lager während der Sinterung, und außerdem
wird das Lagermaterial spröde. Wenn das Kupfer in einer Menge von weniger als ! Gewichtsprozent
vorliegt, dann wird kein merklicher Effekt erhalten. Zinn verbessert die Sitzqualität des Lagermaterials
und steigert seine Festigkeit sehr wirksam, wenn es in einer Menge von 1 bis 4 Gewichtsprozent zugesetzt
wird. Weniger als 1 Gewichtsprozent Zinn besitzt keine Wirkung auf die hergestellte Legierung; mehr
als 4 Gewichtsprozent verringern die Festigkeit.
Magnesium und Antimon verbessern sowohl die Sinterfähigkeit des Metallgemisches als auch die
mechanische Festigkeit des gesinterten Produkts.
Auch in einer Stickstoffatmosphäre von handelsüblicher Reinheit können die Gemische, welche
Magnesium bzw. Antimon enthalten, sehr leicht gesintert werden, wobei ein glattes und schönes Aussehen
der Oberfläche des gesinterten Produkts erhalten wird, wenn das Magnesium bzw. Antimon
in einer Menge von 0,6 Gewichtsprozent vorliegt. Wenn keine Stickstoffatmosphäre verwendet wird,
dann kann das Gemisch nicht zufriedenstellend gesintert werden, da ein Aluminiumoxidfilm auf der
Oberfläche des zu sinternden Metalls während des Sinterprozesses gebildet wird.
Die Wirkungen von Magnesium und Antimon beginnen, wenn der Gewichtsprozent eines der Bestandteile
0,3% erreicht. Mengen von mehr als 2% besitzen einen umgekehrten Effekt; die Festigkeit
des hergestellten Lagermaterials wird verringert, und außerdem ist die Verbesserung der Sinterbarkeit
des zu sinternden Metallgemisches weniger ausgeprägt.
Schließlich ergibt Antimon den weiteren Effekt,
e bereits erwähn^ das —sgerr^
sehen Harzen "»ednger Reibung oder rm
ölen imprägniert werden um <£ Poren der P
Struktur a.uf™rJIm p^JStfpSg u?d Selbst-Stoffen
erhöht dieerwunschte ™5™| ; mit
• schmierung des Metalls. Die J.3^ f, des
festen Stoffen verringert natürlich den Jnlei[ °
Schmieröls, ^^.^^^^^η^.
weshalb die Lebensdauer des Lagers .vernnS^ d
Sie ist be»p.elswe,se nicht «ggg£ verwendet
Lagermetall lange Zeit ohne schmierung
WeDieseSfesten Stoffe, wie z.B. weiche Metalle und
synthetischc Harze niedriger Reibung, sollen nicht an Stelle von flüssigen Schmiermitteln verwendet
werden. Sie ergeben eine Verbesserung der Passungscigenschaflen des Lagermetalls und verleihen diesem
eine gewisse Selbstschmierung.
Demgemäß sollten feste Schmierstoffe, wie sie oben erwähnt wurden, in einer richtigen Menge verwendet
werden, die sich nach dem beabsichtigten Zweck oder der späteren Verwendung des Lagers
richtet. Wenn das Metallager mit einer beträchtlichen Menge eines solchen festen Stoffes unter einrr
hohen Geschwindigkeit imprägniert worden ist, dann ist es nötig, das Metall in positiver Weise zu schmieren. .
Beispielsweise kai;n das gesinterte Metall der Zusammensetzung von Beispiel 3 mit mehr als 10 Gewichtsprozent
bis über 20 Gewichtsprozent Blei imprägniert werden. Zum Vergleich wurde ein solches
gesintertes Metall, welches mit annähernd 20 Gewichtsprozent Blei imprägniert war (wobei der ölgehalt
demgemäß auf 1 Gewichtsprozent oder weniger reduziert war) und eine Phosphorbronzeschiene aus
einer Bronze, bestehend aus 5,5 bis 7,0% Sn, 0,03 bis 0,35% P. insgesamt mehr als 99% Zinn, Phosphor
und Kupfer, in Testproben verarbeitet und in SAE-30-Motoröl getestet, wobei ein Gegenstück aus einem
Kohlenstoffbaustahl S 45 C und eine Gleitgeschwindigkeit von 83,3 m/min unter einer Lagerbelastung
von 30 kp/u-iTi2 verwendet wurde {die Belastung wurde
zwischen den sich berührenden Endflächen der zylindrischen Stücke angewendet). Nach 60 Stunden
kontinuierlicher Laufzeit zeigte das Metall der vorliegenden Erfindung einen Reibungskoeffizienten von
0.05. während das Phosphorbronzestück einen Reibungskoeffizienten von 0,10 besaß. Nach der gleichen
Testzeit wurde die Abnutzung des ersteren Teststücks zu 0.015 g gefunden, während sie beim letzteren
Teststück 0,075 g betrug. Wegen der Tatsache, daß das erstere Lagermetall, das mit 20 Gewichtsprozent
Blei imprägniert war, ein viel geringeres spezifisches Gewicht im Verhältnis von 1 :4 besaß, ist es klar,
daß das erstere erfindungsgemäße Lagermetall eine weit bessere Abnutzungsbeständigkeit aufweist, insbesondere
wenn man den Unterschied des spezifischen Gewichts zwischen dem ersteren und dem letzteren
in Rechnung stellt.
Aus dem Obigen geht hervor, daß das gesinterte.
Aus dem Obigen geht hervor, daß das gesinterte.
311121U111UC1319 riV.ll. lUllviiv^uiuuwi iiwn^........ —
Lagermetallen auf Aluminiumbasis und anderer Lagermetallen aufweist, und zwar beispielsweise einf
verbesserte Verdichtbarkeit des zu sinternden Metall gemisches, eine wesentlich verringerte Abnutzung
eine beträchtlich erhöhte Lasttragekapazität unc verbesserte Schmierei^enschaften. Weiterhin könnei
55 gemäß der Erfindung Lager für die verschiedenste. Anwendungen leicht hergestellt werden, indem mar
das gesinterte erfindungsgemäße Metall mit geeignete! festen Stoffen imprägniert, wie z. B. mit weiche:
Metallen und mit synthetischen Harzen niedrige
60 Reibung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
209 643/4!
Claims (4)
1. Gesintertes poröses Lagermetall auf der Basis Aluminium und Silizium, bestehend aus 5 bis
50% Silizium, 0,5 bis 6% Kupfer, 1 bis 4% Zinn, 0,3 bis 2% Magnesium, 0,3 bis 2% Antimon und
Rest Aluminium.
2. Gesintertes poröses Lagermetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit
einem weichen Metall imprägniert ist.
3. Gesintertes poröses Lagermetall nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
mit einem synthetischen Harz niedriger Reibung imprägniert ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines Lagermetalls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet
daß ein Gemisch, bestehend aus 5 bis 50% Siliziumpulver, 0,5 bis 6% Kupferpulver,
1 bis 4% Zinnpulver, 0,3 bis 2% Magnesiumpulver, 0,3 bis 2% Antimonpulver und Rest
Aluminiumpulver, unter einem Druck von zwischen 0,5 bis 3 t/cm2 bei einer Temperatur zwischen
480 und 550 C gesintert wird.
25
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4105657C2 (de) | Gleit- bzw. Schiebematerial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE3520068C2 (de) | Zusammensetzung für gleitende Teile | |
| DE102005032544B4 (de) | Abriebsresistente gesinterte Aluminiumlegierung mit hoher Festigkeit und Herstellugsverfahren hierfür | |
| DE4106001C2 (de) | Gleit- bzw. Schiebematerial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE4308371C2 (de) | Verschleißbeständige Legierung eines Gleitmaterials | |
| EP0340839A2 (de) | Werkstoff für Verbundlager und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| EP0852298A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagerwerkstoffes | |
| AT394826B (de) | Schichtwerkstoff fuer gleitlagerelemente mit antifriktionsschicht aus einem lagerwerkstoff auf aluminiumbasis | |
| DE102007033902B3 (de) | Bleifreier gesinterter Gleitlagerwerkstoff und Sinterpulver zur Herstellung desselben | |
| EP1716263B1 (de) | Gleitlagerwerkstoff | |
| DE1248305B (de) | Gleit- oder Reibwerkstoff auf Al-, Mg- oder Ti-Basis mit oxydischer Fuellmasse | |
| DE4231862A1 (de) | Metall-lager fuer grossmotoren | |
| EP1412112B1 (de) | Vollmateriallager und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE102010004398B4 (de) | Gleitelement | |
| DE962561C (de) | Gleitlager aus mindestens an der Oberflaeche poroesem Metall, das eine reibungsvermindernde Substanz enthaelt | |
| DE1280516B (de) | Verfahren zur Erzielung eines hohen Zinngehalts in einem Verbundmetallstreifen fuer Gleitlager | |
| DE4413954A1 (de) | Lagermaterial auf der Basis einer Kupfer-Bleilegierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| DE2106391A1 (de) | Aluminium Legierung als Lagermatenal | |
| DE2545876B2 (de) | Sinterkörper mit Selbstschmierverhalten und verminderter Oxidationsempfindlichkeit | |
| DE2038707B1 (de) | Gesintertes poroeses Lagermetall und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2038707C (de) | Gesintertes poröses Lagermetall und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE4328612A1 (de) | Gleitlager für ein Gehäuse aus einer leichten Legierung | |
| WO2017127858A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines gleitlagerelementes | |
| DE1458351C3 (de) | Verwendung und Verfahren zur Herstellung eines Sinterwerkstoffes aus metallischen und oxidischen Bestandteilen für auf Reibung beanspruchte Flächen | |
| DE19753639C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagerwerkstoffes |