DE2240829A1

DE2240829A1 - Festes schmiermittel

Info

Publication number: DE2240829A1
Application number: DE2240829A
Authority: DE
Inventors: Wataru Abe; Akira Sugafuji; Yasuyuki Terada
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1971-08-19
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE2240829B2; FR2149556B1; JPS4828867A; GB1409921A; GB1403621A; US3821111A; JPS5128786B2; DE2240829C3; FR2149556A1; SE380287B

Description

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Oiles Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo/Japan

FESTES SCHMIERMITTEL

Bisher sind feste Schmiermittel, die Graphit und Molybdändisulfid enthalten als repräsentative feste Schmiermittel verwendet worden. ■

Graphit neigt dazu, eine Erhöhung des Reibungskoeffizienten bei einer Atmosphäre von etwa 4OO°C und ebenso eine unterlegene filmbildende Fähigkeit zu zeigen, während Mo3ybdändi sulfid eine überlegene filmbildende Fähigkeit und eine Wanderungseigenschaft der aufeinanderliegenden Lageroberfläche auf-

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_ 2 —

weist. Die Schmiereigenschaft von Moüybdänsulfid ist jedoch bei hohen Temperaturen in Frage gestellt, da der oxidative Verschleiss des Lagers bei Atmosphärentemperaturen von höher als etwa 350⁰C beträchtlich wird. Viele Versuche sind durchgeführt worden, um die Schmiereigenschaften zu verbessern. Hierunter stellt einer ein Verfahren zum Überziehen von metallischen Oberflächen mit einer aus Molybdändisulfid und Fett bestehenden Paste dar, was bei wiederholter Rutschbewegung auf der Lageroberfläche nicht tragbar macht. Einen weiteren Versuch stellt ein Verfahren der Einbringung und Befestigung des festen Schmiermittels zusammen mit einem Bindemittel aus Kunstharz in Höhlungen, die auf der Lageroberfläche gebildet sind, dar, was zu einer Begrenzung der Nutzungstemperatur des Lagers infolge der Wärraewiderstandseigenschaft des Bindemittels führt.

Um die genannten Nachteile zu tiberwinden, sind verschiedene Verfahren, insbesondere Verfahren unter Zusatz eines Metalloxides zu Graphit oder eines Metallsulfides zu Molybdändisulfid versucht worden.

Ein festes Schmiermittel, das für Lager bei hohen Temperaturen von etwa 400 bis 5<
nicht gefunden worden.

ren von etwa 400 bis 500 C geeignet ist, ist bisher jedoch

Die vorliegende Erfindung betrifft ein festes Schmiermittel, das für die Verwendung bei einer Atmosphäre hoher Temperatur geeignet ist, und die folgenden Zusammensetzungen aufweist, insbesondere,

a) 55 - 97 Gew.-^ Graphit und 3-45 Gew.-^ Natriumfluorid,

b) weniger als 30 Gew.-% Wolframdisulfid, 3-45 Gew.-ji Natriumfluorid und eine restliche ( residual) Menge Graphit,

e) 55 - 97 Gew.-^ Graphit, 3-^5 Gew.-{S Natriumfluorid und 5-20 Gew.-^ NatriuBHnefcaphosphat als Bindemittel auf Basis

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des Gesamtgewichtesvon Graphit und Natriumfluorid,

d) weniger als. 30 Gew.-^ Wolframdisulfid, 3-45 Gew.-% Natriumfluorid und die restliche Menge Graphit, und 5-20 Gew.-$ Natriummetaphosphat als Bindemittel auf Basis des Gesamtgewichtes von Wolframdisulfid, Natriumfluorid und Graphit,

e) 3 -45 Gew.-^ Natriumfluorid und 55 - 97 Gew.-^ Graphit und 10 "bis 30 Gew.-fo von 77Cu-23Pb Legierungspulver oder 9OCu-5Sn-5Pt> Legierungspulver als Bindemittel auf Basis des Gesamtgewichtes von Natriumfluorid und Graphit,

f) weniger als 30 Gew.-^ Wolframdisulf id, 3 - 45 Gew.-^ Natriumfluorid und die übrigbleibende Menge Graphit und 10 30 Gew. -fo 77Cu-23Pb Legierungspulver oder 9OCu-5Sn-5Pb Legierungspulver als Bindemittel auf Basis des Gesamtgewichtes von VJolframdisulfidj, Natriumfluorid und Graphit,

g) 3 - 45 Gew.-fo Natriumfluorid und 55 - 97 Gew.-fo Graphit und 10 - 30 Gew.-fo 77Cu-23Pb Legierungspulver oder 90Cu-

■ 5Sn-5Pb Legierungspulver auf Basis des Gesamtgewichtes von Graphit und Natriumfluorid als Bindemittel und auch 5 - 20 Gew.-$ Wolframat-Metallsalz auf Basis des Gesamtgewichtes von Graphit, Natriumfluorid und der genannten Metallegierung,

h) weniger als 30 Gew.-% von Wolframdisulfid, 3-45 Gew.-% Natriumfluorid und die übrigbleibende Menge Graphit und 10-30 Gew.-fo 77Cu-23Pb Legierungspulver oder 90Cu-5Sn-5Pb Legierungspulver auf Basis des Gesamtgewichtes von Graphit, Wolframdisulfid und Natriumsulfid als Bindemittel und auch 5-20 Gew.-fo Wolframat-Metallsalz auf Basis des Gesamtgewichtes von Graphit, Wolframdisulfid, Natriumfluorid und der genannten Metallegierung.

Das erfindungsgemässe feste Schmiermittel besitzt Lager- bzw. tragende Eigenschaften bei Verwendung einer AtmqSphäre.,hoher Temperatur (Raumtemperatur bis_; etwa/50Q⁰C.),.und,, ye^cMedene

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BAD

andere Eigenschaften, die vor oxidativem Verschleiss schützen, wodurch die filmbildende Eigenschaft vergrössert und die Lebensdauer des Films verlängert wird.

Fig. 1 stellt ein Schema dar, in dem die Beziehung zwischen dem Verbindungsverhaltnis von Natriumfluorid zu Graphit und die Verschleissgeschwindigkelt des Lagers gezeigt ist.

Fig. 2 stellt ein Schema dar, in dem die Beziehung zwischen der wandernden Menge des festen Schmiermittels zu der aufliegenden Oberfläche unter den gleichen Bedingungen wie jene der Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 stellt ein Schema dar, in dem die Beziehung zwischen der Wandermenge des festen Schmiermittels gegenüber der Auflageoberfläche und der Reibungszeit unter den gleichen Bedingungen wie jenen der Fig. 1 gezeigt ist.

Durch die Erfindung wird ein festes Schmiermittel, das für die Verwendung bei hohen Temperaturen geeignet ist, und die vorstehend angeführten Zusammensetzungen a) bis h) aufweist, zur Verfügung gestellt.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Beispiele verständlich. Verschiedene Typen der festen Schmiermittel sind gemäss den nachstehend angeführten Verfahren hergestellt worden.

1. Das feste Schmiermittel des eingelassenen Typs (sogenannter "buried type") wird durch gleichförmiges Vermischen von Graphitblättchen einer TeilchengrÖese von weniger als 0.105 mm (150 mesh Tyler Standard Sieb) mit feinem Natriumfluoridpulver einer Teilehengrösse von weniger als 0.07^ mm (200 mesh) und ansohl!essende Verfor-

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_ 5 mung unter Druck des Gemisches in einer metallischen

.. „ ρ

Form unter einem Druck von etwa 1.000 kg/cm , hergestellt.

2. Das feste Schmiermittel des eingelassenen Typs wird durch gleichförmiges Vermischen der Graph!tblättchen einer Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh) mit feinem Wolframdisulfidpulver einer mittleren Teilchengrösse von 2 Mikron und Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.074 mm (200 . mesh) und anschliessendes Formen des erhaltenen Gemisches in einer metallischen Form unter dem Druck von

1.000 kg/cm hergestellt. '

J5. Das feste Schmiermittel.vom Pastentyp wird durch gleichmässiges Vermischen der Graphitblättchen einer Teilchengrösse von weniger als 0*105 mm (150 mesh) mit feinem Natriumfluoridpulver einer Teilchengrösse von weniger als 0.074 mm (200 mesh) und anschliessendes Einmischen einer wässrigen Lösung von Natriummetaphosphat (NaPO.,) als Bindemittel in das resultierende Gemisch hergestellt, um das feste Schmiermittel, das zur Bedeckung der gleitenden Oberfläche des Lagers geeignet ist, zu erzeugen.

4. Das feste Schmiermittel vcm Pastentyp wird durch gleichförmiges Vermischen yon Graphitblättchen einer Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh) mit feinem Wolframdisulfidpulver einer mittleren Teilchengrösse von 2 Mikron und Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.074 mm (200 mesh) und anschliessendes Mischen der wässrigen Lösung von Natriummetaphosphat ^laPO^) als Bindemittel in das resultierende Gemisch, hergestellt, um das feste Schmiermittel, das zur Bedeckung der gleitenden' Oberfläche des Lagers geeignet ist, zu erzeugen.

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5· Das feste Schmiermittel mit hoher Festigkeit wird durch Erhitzen der nach den Verfahren der Punkte 3·und 4. erhaltenen Paste zur Entfernung der Hauptmenge des darin enthaltenen Wassers und anschliessende Verformung der Paste in der metallischen Form unter einem Druck von 1.000 kg/cm und anschiiessendes Erhitzen der Paste in einem Ofen bei etwa 200⁰C hergestellt.

6. Ein zylindrisches festes Schmiermittel des eingelassenen Typs wird durch gleichmässiges Vermischen der Graphitflocken der Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh) mit Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.07¹I- mm (200 mesh) und Zufügung zu dem genannten Gemisch von Legierungspulvern die kleiner als 0.105mm (150 mesh) sind und aus 90 Gew.-% Cu, 5 Gew.-% Sn und 5 Gew.-% Pb bestehen, und nach gleichförmigem Vermischen, Vorformung unter Druck von 1.000 kg/cm und anschliessender Sinterung des erhaltenen Gemisches bei der Temperatur von etwa 800°C in Stickstoffgasatmosphäre erzeugt.

7. Das zylindrische feste Schmiermittel des eingelassenen Typs wird durch gleichförmiges Vermischen der Graphitblättchen einer Teilchengrösse von weniger als 0.I05 mm (150 mesh) mit feinem Wolframdisulfidpulver einer mittleren Teilchengrösse von 2 Mikron und Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.074 mm (200 mesh), ZufUgung zu dem Gemisch von Legierungspulvern von weniger als 0.105 mm (I50 mesh), die aus 90 Gew.-% Cu, 5 Gew,-$ Sn und 5 Gew.-^ Pb bestehen, und nach gleichförmigem Vermischen, Vorförmen unter dem Druck von 1.000 kg/cm und ansehliessendem Sintern des erhaltenen Gemisches bei einer Temperatur von etwa 800°C in Stickstoffgasatmosphäre erzeugt.

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8. Das- zylindrische feste Schmiermittel des eingelassenen Typs wird durch gleichförmiges Vermischen der Graphitblättchen einer Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh) mit Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.07^ mm (200 mesh), Legierungspulvern einer Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh), die aus 90 Gew.-^ Cu, 5 Gew.-^ Sn und 5 Gew.-^ Pb. und Natriumwolframat (NapWOj,) einer Teilchengrösse von weniger als 0.07²I- mm (200 mesh), Vorformung des erhaltenen

2 Gemisches unter dem Druck von 1.000 kg/cm und ahschliessende Sinterung des. Gemisches bei einer Temperatur von etwa 800 C in Stickstoffgasatmosphäre erzeugt;

9. Das zylindrische feste Schmiermittel des eingelassenen ■ Typs wird durch gleichförmiges Vermischen der Graphitblättchen einer.Teilchengrösse von weniger als 0.105 mm (150 mesh) mit feinem Wolframdisulfidpulver einer mittleren Teilehengrösse von 2 Mikron, Natriumfluorid einer Teilchengrösse von weniger als 0.07*1- mm (200 mesh), Legi.erungspulver einer Teilchengrösse von weniger als 0.l05mm (I50 mesh), die aus 90 Gew.-^ Cu, 5 Gew.-% Sn und 5 Gew.-% Pb bestehen, und Natriumwolframat (NapWOh) einer Teilchengrösse von weniger als 0.074 mm (200 mesh), Vorformung des erhaltenen Gemisches unter dem Druck von 1.000 kg/cm und anschilessendes Sintern des Gemisches bei einer Temperatur von etwa 800°C in Stickstoffgasatmosphäre erzeugt.

Die. dem festen Schmiermittel zuzufügenden Komponenten werden nachstehend aufgeführt:

a). Natriumfluoridpulver · ·

Pulver einer Moh'schen Härte grosser als 5 werden als Zusätze verwendet. Natriumfluorid hat keinen Einfluss auf die Schmiereigenschaften von Graphit, schützt jedoch vor

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Veränderung des Reibungskoeffizienten, selbst wenn Temperaturänderungen des festen Schmiermittels erfolgen, bei einer Verbindungsmenge von etwa 1 Gew.-^ Natriumfluorid und verbessert die Filmbildungsfähigkeit bei trockener Reibung, wenn etwa 3 Gew.-^ Natriümfluorid :.n den Graphit gemischt werden.

Werden etwa 10 Gew.-% Natriümfluorid dem Graphit zugemischt, erhöht sich die Wirkung des Zusatzes bemerkenswert .

Je mehr die Zusatzmenge von Natriümfluorid zunimmt, beispielsweise auf mehr als 50 Gew.-^, desto mehr wächst die wandernde Menge des festen Schmiermittels zu der aufliegenden Oberfläche an, wodurch ein umgekehrter Effekt angezeigt wird.

Demnach ist gefunden worden, dass eine bevorzugte Zumischmenge an Natriümfluorid weniger als 45 Gew.-% beträgt.

Die additive Wirkung von Natriümfluorid auf feste Schmiermittel aus Graph!t-WSg Materialien ist jenes auf Graphitmaterialien ähnlich.

b) Wolframdisulfidpulver

Diese Pulver zeigen eine überlegene Schmierwirkung, besitzen jedoch eine minderwertige Hitzresistenzei-genschaft.

Die Zusatzwirkung von Wolframdisulfid erzeugt eine Erhöhung der Schmiereigenschaft und eine Verbesserung der filmbildenden Fähigkeit in einem Bereich relativ geringer Temperatur. Die Hitzeresistenzeigenschaft von Wolframdisulfid selbst wird durch den Zusatz von Natriümfluorid in einem derartigen Ausmass verbessert, dass das feste Schmiermittel

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•in einem Hochtemperaturbereich/ beispielsweise 400 bis .ο -■■-'■

500 C oder höher verwendet werden kann.

Der zusätzliche Bereich oder Gehalt an Wolframdisulfid ist vorzugsweise geringer als ^O Gew.-%. -

Wolframdisulfid kann in einer nach oben begrenzten Menge, des genannten Bereiches bei "Verwendung bei relativ geringen Temperaturen zügefügt werden. Die Zusatzmenge von WoIfr amdisulfid kann entsprechend der Zunahme der Verwendungstemperatur allmählich abnehmen. Da in einem Hochtemperaturbereich von etwa.400 bis 500⁰C die Beständigkeit des Filmes gegenüber der Abnahme der Reibung ziemlich wichtig wird, trägt der Zusatz von Wolframdisulfid zu der Abnahme des Reibungskoeffizienten bei> wobei jedoch die Beständigkeit des Filmes ziemlich vermindert wird.

'Um die genannten Nachteile zu vermeiden_A muss der Zusatz von Wolframdisulfid in geringerem Ausmass geregelt werden. In Anbetracht-dieser Tatsachen kann das feste Schmiermittel* das kein Wolframdisulfid enthält, bei bemerkenswert hohen Temperaturen verwendet werden.

Tabelle I führt das erfindungsgemässe feste Schmiermittel in verschiedenen Zusammensetzungen auf.

c) N atr iumm e t apho sphat : .

Natriummetaphosphat kann für die Ausbildung des Filmes des festen Schmiermittels auf der Auflageoberfläche des Lagers als Bindemittel verwendet werden*.

Natriummetaphosphat kann zur Ausbildung eines festen Schmiermittels eines·Blocktyps durch Erwärmung der Paste

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- ίο -

zur Entfernung des Hauptteiles dea in der Paste enthaltenen Wassers, anschliessende Formung in der metallischen Form und nachfolgende Sinterung verwendet werden. Es kann w eiter für die Ausbildung des Filmes des festen Lösungsmittels auf der Auflageoberfläche des Lagers durch Überzug der Oberfläche mit der Paste des festen Schmiermittels, dessen Erhitzen auf etwa 200⁰C zur Entfernung des Hauptteils des darin enthaltenen Wassers und nachfolgendes Einb ringen des geformten Produkts in den Ofen bei einer Temperatur von 200⁰C, oder Verformen bei hoher Temperatur und unter hohem Druck in der Heisspresse verwendet werden. Da Natriummetaphosphat selbst keine Schmiereigenschaft aufweist, ist es bevorzugt, 5 bis 10 Gew*-$ Natriummetaphosphat für die Filmbildungsverwendung, gegenüber weniger als 20 Gew.-^ von Natriummetaphosphat für die Ver-

► wendung des festen Schmiermittels vom Blocktyp, zuzufügen.

Die Lagereigenschaften der festen Schmiermittel, die Graphit und Natriumfluorid oder Graphit, Wolframdisulfid und Natriumsulfid enthalten, sind in den Fig. 1 bis 3 wiedergegeben. In Fig. 1 wurde die Abriebmenge des Lagerr

über das feste Schmiermittel, das verschiedene Mengen Natriumfluorid enthielt dadurch gemessen, dass es in die Auflageoberfläche eines zylindrischen Bronzegusses (JIS BS 6) unter Verwendung eines gegenüberliegenden Auflagelagers S45C unter den Prüfbedingungen einer Temperatur von 500⁰C, einer Gleitgeschwindigkeit von 33 m/min und ·

2 dem Oberflächendruck von JO kg/cm bei jeweils 20 Stun» den, eingelassen war.

Die Zusammensetzung des genannten Bronzegusees entspricht 81.0 bis 87.0 Gew.-^ Cu, 4.0 bis 6.0 Gew.-$ Sn_# 4.0 bis 7.0 Gew.-# Zn und 3.0 bis 6.0 Gew.-^ Pb.

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Der Bereich des festen Schmiermittels gegenüber dem Gesamtbereieh der Auflageoberfläche entspricht J>0 Gew.-%. Aus den Prüfergebnissen der Fig. 1 wurde ermittelt, dass die Wirkung des Natriumfluoridzusatzes dann auftritt, wenn etwa 3 Gew.-% Natriumfluorid dem festen Schmiermittel zugefügt werden und als Gegensatz die Abriebmenge des Lagers sich bei einem Zusatz von mehr als 50 Gew.-% Natriumfluorid erhöht. -

Aus Fig. 2 geht hervor, dass die Wanderungsmenge des festen Schmiermittels beträchtlich anwächst, wenn die Zusatzmenge von Natriumfluorid mehr als 50 Gew.-% erreicht und der Reibungskoeffizient sich nicht erheblich verändert, sondern einen Wert von etwa 0.2 zeigt, wenn die Zusatzmenge weniger als 45 Gew.-% erreicht. Erreicht die Zusatzmenge an Natriumfluorid 50 Gew»-$, so erreicht der Reibungskoeffizient den Wert von O.k.

Wie vorstehend erwähnt wurde ist es offensichtlich, dass, sofern die Wandermenge zu gross ist, befriedigende Ergebnisse bei der Reibungs- und Verschleisswirkung nicht erreicht werden.

In Fig. 3 gibt die Kurve (A). das Prüfergebnis des festen Schmiermittels, das die Zusammensetzung der Prüfnummer 5 der Tabelle I aufweist, wieder, Kurve (B) zeigt jenes des festen Schmiermittels, das die Zusammensetzung der Prüfnummer 18 der Tabelle. I aufweist.,'und Kurve (C) zeigt das eines Filmes aus festem SchmiermitieL der Zusammensetzung der Prüf nummer 18, das mit 8 Gew.-^ NaPO., als Bindemittel vermischt ist. ■·"".-"-".·

Die Kurven (D) und (E) geben Vergleich-Prüfergebnisse von Graphit oder Graphit mit 10 Gew.-^ Wolframdisulfid wieder.

Es ist gefunden, worden, dass ein guter Film des festen Schmiermittels durch Wanderung des festen Schmiermittels zu der

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Auflageoberfläche des Lagers gebildet wird, wodurch eine Erhöhung des Gewichtes hervorgerufen wird. Der auf der Auflageoberfläche des Lagers gebildete Film kann mit dem blossen Auge als glatter und glänzender schwarzer Film beobachtet werden.

Der Reibungskoeffizient nach ²JO Stunden wurde bei den festen Schmiermitteln als gleich ermittelt, die die Zusammensetzungen wie in den Kurven (A) und (B) gezeigt ist, aufwiesen.

Der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung ,die durch die Kurven (A) und (B) wiedergegeben sind, betrug 0,15 bis 0.20 bis zum Verstreichen von 20 Stunden. 0.20 bis 0.25 nach 40 Stunden, während der Reibungskoeffizient der Zusammensetzung die in Kurve (C) gezeigt ist, 0.08 bis 0.10 bis zum Verstreichen von 20 Stunden betrug, wobei eine relative und glatte Wanderung zu der Auflage- bzw. Arbeitsoberfläche des Lagers beobachtet wurde.

Im Gegensatz ist jedoch ermittelt worden, dass die Wanderung des Film in festen Schmiermitteln, die Zusammensetzungen, die durch die Kurven (D) und (E) wiedergegeben sind, aufweisen, fast gleich 0 ist und dass viele Kratzer auf der Auflageoberfläche des Lagers unter Verminderung des Gewichts des Lagers gebildet wurden.

Bei den Versuchen der Fig. 2 und 3 belief sich der mittlere Wert der Dicke der gewanderten Überzüge auf 4 bis 6 Mikron, wenn der Gewichtszuwachs der Auflageoberfläche 50 mg erreichte, während der Wert weniger als 1 Mikron bei Erreichung einer Gewichtszunahme von 10 mg betrug.

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(A) Die Lagereigenschaften des festen Schmiermittels, das für einen Pellettyp der Graphit, Wolframdisulfid, Natriumfluorid und die metallischen Pulver als Bindemittel enthält, geeignet ist, werden wie folgt erklärt.

Im Falle der Verwendung der Metallpulver, insbesondere des Gemisches der Cu und Pb Pulver oder des Gemisches der Cu, Sn und Pb Pulver als Bindemittel, werden, die mechanische Festigkeit, die Härte,die Antireibungs- und AntiverschMsseigens.chaft des geformten festen Schmiermittels beträchtlich verbessert, ohne dass eine Erniedrigung der innewonnenden Schmiereigenschaft von Graphit, Wolframdisulf id und Matriumfluorid erfolgt.

Ein Grund für die Auswahl von Cu, Sn und Pb Pulvern als für die Bindemittel geeignete Legierungspulver liegt darin, dass diese Pulver Metallpulver mit niedrigem Schmelzpunkt darstellen, die eine geringere Temperatur als die Oxidationstemperatur oder der Schmelzpunkt des festen Schmiermittels, insbesondere Graphit, WS₂ und NaP aufweisen und zur Bildung einer festen Lösung hiervon geeignet sind und auch eine ähnliche Komponente zu der eines Grundmetalles des Bronzegusses (JIS BC6) aufweisen. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Legierungen aus 77 Cu-2^Pb oder 9OCu-5Sn-5Pb vorzugsweise verwendet.

Die Zusammensetzung und die Lagereigenschaft werden in der Tabelle II wiedergegeben. In der TabellelT wurde als festes Schmiermittel eine Zusammensetzung von 75 Graphit-15 Vfolframdisulfid- 10 Natriumfluorid -verwendet, welches di.e Legierungspulver als Bindemittel zusammenhielt. Die Prüfbedingungen sind nachstehend wiedergegeben.

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Die Pellets aus festem Schmiermittel, die die Zusammensetzung der Tabelle II aufwiesen, wurden in der Gleitoberfläche des zylindrischen Bronzegusses (JIS BC6) eingelassen. Der Bereich des festen eingelassenen Schmiermittels entsprach 30 Gew.-£ des Gesamtbereichs der Gleitoberfläche, während das gegenüberliegende Auflagematerial aus 13 Cr Stahl bestand und als Temperatur der Wärmebehandlung zur Bildung der Pellets 700 bis 850⁰C gewählt wurde.

Der Versuch wurde unter den Bedingungen eines Oberflächen-

2
druckes von 50 kg/cm und einer Gleitgeschwindigkeit von 3.5 m/min bei einer Temperatur von 500⁰C während 20 Stunden durchgeführt.

Wie aus Tabelle II hervorgeht, beträgt das Zumischverhältnis des metallischen Pulvers zu dem festen Schmiermittel vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-^. Liegt das Zumisehverhältnis des Metallpulvers unter diesem Bereich, nimmt die mechanische Festigkeit des gebildeten festen Schmiermittels ab, wodurch das eingelassene feste Schmiermittel zum Brechen während des GIeitVorgangs und zur Erhöhung des Reibungskoeffizienten neigt.

Liegt das Verhältnis jedoch höher als der angegebene Bereich, so erhöhen sich die mechanische Festigkeit des festen Schmiermittels und auch der Reibungskoeffizient, weshalb die Reibung anwächst. Der Reibungskoeffizient und die Abriebmenge des festen Schmiermittels vom Pellettyp hängen von der Behandlungstemperatur, selbst wenn die Zusammensetzung des festen Schmiermittels die gleiche ist, ab.^vDeshalb ist es wichtig, eine geeignete Temperatur für die Wärmebehandlung des festen Schmiermittels zu wählen, wobei die Temperatur von etwa 700 bis 850⁰C bevorzugt ist.

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Aus Tabelle II geht hervor, dass sich die erlaubbare Begrenzung der Abriebmenge des festen Schmiermittels auf 0.10 mm beläuft und dass, wenn die Abriebmenge des festen Schmiermittels über diese Begrenzung hinausgeht, plötzlich eine Fressreibung zunimmt/ wodurch der Reibungskoeffizient einen Wert von mehr als 0.30 erreicht.

Ähnliche Ergebnisse wurden mit dem festen Schmiermittel erreicht, das 70 bis 90 Gew.-% des Grundschmiermitteis einer Zusammensetzung von 55 bis 97 Graphit, 3 bis 45 Natriumfluorid und 10 bis 30 Gew.-% der genannten Legierungspulver enthielt, und ebenso bei dem festen Schmiermittel das 70 bis ^O Gew.-^ des Grundschmiermittels, das 3 bis 45 Gew.-$ Natrjumfluorid, iveniger als 30 Gew.-^ Wolframdisulf id und eine übrigbleibende Menge Graphit und 10 bis 30 Gewv-$ der genannten Legierungspulver enthielt.

Es wurden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wobei sich eine Abriebmenge von 0.050 bis 0.095 mm und ein Reibungskoeffizient von^0.20 bis 0.30 ergab.

(B) Die Lagereigenschaften des festen Schmiermittels, das die Zusammensetzung aus Graphit, Wolframdisulfid, Natriumfluorid und der Legierungspulver als Bindemittel und auch WoI-■ framat-Metallsalz aufweist, werden wie folgt 'erklärt. Die Legierungspulyer enthalten Cu und.Pb Pulver oder Ou, Sn und Pb Pulver, während das Wolframat Alkaliwolframatsalz /beispielsweise Natriumwolframat (Na₂WOj!,), Kaliumwolframat (KpVJOh) Erdalkaliwolf ramate, beispielsweise Bariumwolf ramat (BaWOh) und Wolframat-Metallsalze, beispielsweise Bleiv/olframat (PbWO^), Zinkwolf ramat (ZnVJOj₊), Kupferwolf ramat (CuWOh) und Cadmiumwoiframat (CdWO^) darstellt.

Es wurde gefunden, dass ein Starker Film oder Überzug auf der Reibungsoberfläche des Lagers sich insbesondere bei

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hoher Temperatur bildet, wodurch das Grundmetall geschützt und die Schmiereigenschaft des Graphits, Wolframdisulfids und Natriumfluorids unterstützt und auch die Lebensdauer des Lagers erhöht werden. In Tabelle III weisen die festen Schmiermittel die Zusammensetzung 90 (75 Graphit - 13 Wolframdisulf id - 10 Natriumfluorid)- 10 (90Cu-5Sn-5Pb) auf und es wurden verschiedene Arten von Wolframat Metallsalzen geprüft. Aus den Ergebnissen der Tabelle III geht hervor, dass das feste Schmiermittel mit niedrigem Reibungskoeffizient durch Zusatz von 5 bis 20 Gewichtsprozent Bleiwolframat zu dem Schmiermittel erzeugt wird. Die Ergebnisse der Tabelle III zeigen jedoch auch, dass die Versuche unter Verwendung von 5 Gew.-% anderer Metallwolframatsalze unter Erhalt ähnlicher Ergebnisse durchgeführt wurden.

Der Reibungskoeffizient und die Abriebmenge des Schmiermittels hängen von der Behandlungstemperatur des festen Schmiermittels des Pellettyps selbst bei gleicher Zusammensetzung des festen Schmiermittels ab. Es ist deshalb wichtig, eine geeignete Temperatur für die Wärmebehandlung zu wählen, wobei die bevorzugte Temperatur etwa 700 bis 850 C beträgt.

Ähnlich gute Ergebnisse wurden bei festen Schmiermitteln einer Zusammensetzung von 70 bis 90 Gew.-^ von (55 bis 97 Graphit - 3 - 45 NaP)- 10 - 30 Gew.-^ (77Cu-23Pb oder 9OCu-5Sn-5Pb) und auch bei festem Schmiermittel erzielt, das 5 bis 20 Gew.-^ Metallwolframatsalz und 80 bis 95 Gew.-des Grundschmiermittels enthielt, das eine Zusammensetzung von 70 bis 90 Gew$ vcn weniger als 30 Gew.-^ WS_p, 3 bis 45 Gew.-^ NaF und restliche Menge Graphit - 10 bis 30 Gew-$ der Metallpulver enthielt.

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2 2 A O 8-2.9

Die Messergebnisse zeigen, dass "die Versehleissmenge 0*025 bis 0*050 mm betrug und der Reibungskoeffizient; einen Wert von 0.15 bis O.JÖ aufwies.

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Claims

Patentansprüche

1. Festes Schmiermittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 55 bis 97 Gew.-^ Graphit, 3 bis ^5 GeW,-$ Natriumfluorid und 10 bis 30 Gew.-$ Legierungspulvern aus 77Cu-23Pb oder 9OCu-5Sn-5Pb bezogen auf das Gesamtgewicht von Graphit und Natriumfluorid.

2» Festes Schmiermittel, gekennzeichnet durch 3 bis 45 Gew.-%> Natriumfluorid, weniger als 30 GeW.~$ Wolframdisulfid, 25 bis 97 Gew.-^ Graphit und 10 bis 30 Gew.-^ der Legierungspulver aus 77Cu-23Pb oder 90Cu--5-Sn-5Pb auf Gesamtgrundlage von Graphit und Natriumfluorid.

3. Festes Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η » zeichnet, dass dem festen Schmiermittel des Anspruchs 10 bis 30 Gew.-^ eines Violframat-Metallsalzes zugefügt sind.

h. Festes Schmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem festen Schmiermittel des Anspruchs 5 bis 20Gew.- $ eines Metaliwolframatsalzes zugefügt sind.