DE2356968C2 - Verfahren zur festhaftenden Verbindung einer Lagermaterialschicht mit einem metallischen Substrat - Google Patents
Verfahren zur festhaftenden Verbindung einer Lagermaterialschicht mit einem metallischen SubstratInfo
- Publication number
- DE2356968C2 DE2356968C2 DE2356968A DE2356968A DE2356968C2 DE 2356968 C2 DE2356968 C2 DE 2356968C2 DE 2356968 A DE2356968 A DE 2356968A DE 2356968 A DE2356968 A DE 2356968A DE 2356968 C2 DE2356968 C2 DE 2356968C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- bearing material
- bearing
- metal
- 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
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
- B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/017—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of aluminium or an aluminium alloy, another layer being formed of an alloy based on a non ferrous metal other than aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/20—Shaping by sintering pulverised material, e.g. powder metallurgy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/60—Shaping by removing material, e.g. machining
- F16C2220/66—Shaping by removing material, e.g. machining by milling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/02—Mechanical treatment, e.g. finishing
- F16C2223/08—Mechanical treatment, e.g. finishing shot-peening, blasting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat, nachdem das verbindende Material und das Lagermaterial aufgebracht worden sind, für eine ausreichende Zeitspanne auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird, um sowohl das verbindende Material wie das Lägermaterial durch Erweichung dieser Materialien zu aktivieren, und im Anschluß daran mittels mechanischer Bearbeitung ein Oxidfilm auf diesen aktivierten Materialien zerbrochen wird, und daß
das Substrat, nachdem das verbindende Material und das Lagermaterial aufgebracht worden sind, für eine ausreichende Zeitspanne auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird, um sowohl das verbindende Material wie das Lägermaterial durch Erweichung dieser Materialien zu aktivieren, und im Anschluß daran mittels mechanischer Bearbeitung ein Oxidfilm auf diesen aktivierten Materialien zerbrochen wird, und daß
unmittelbar danach das. verbindende Material und das Lagermaterial gleichlaufend bis nahe zu der
Dichte der entsprechenden gekneteten Materialien verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als metallisches Substrat Stahl
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als metallisches Substrat Stahl mit
geringem Kohlenstoffgehalt verwendet wird, welcher im wesentlichen aus bis zu 0,10 Gewichtsprozent
Kohlenstoff, Rest Eisen mit zufälligeil, herstellungsbedihgten
Beimengungen und Verunreinigungen besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Substrat eine mittlere
Dicke von ungefähr 1,65 mm aufweist, bevor seine Dicke verringert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als verbindendes Material Metalle wie Aluminium, Kupfer und/oder deren Legierungen
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß verbindendes Material mit einer
solchen Korngröße verwendet wird, daß das Material ein SieH mit einer lichten Maschenweite
von 0,25 mm im wesentlichen vollständig passiert.
7. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß als Lagermaterial Legierungen verwendet werden, welche aus Legierungen auf der
Basis Aluminium-Blei oder Legierungen auf der Basis Kupfer-Blei bestehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur festhaftenden Verbindung einer Lagermaterialschicht
mit einem metallischen Substrat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Gebräuchliche Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten
Lagermaterialien bestehen darin, die Lagerschicht oder entsprechendes Material direkt auf
die Oberfläche des tragenden Substrats aus Stahl zu gießen. Eine andere Verfahrensart zur Herstellung
solcher Materialien, die in weitem Umfang angewandt wird, besteht darin, fein verteiltes, pulverförmiges
Lagermaterial zu einer dünnen Schicht auszuwalzen, diese Schicht anschließend zu sintern, und abschließend
diese gesinterte Schicht aus Lagermaterial mittels üblicher Aufbringverfahren an dem Substrat zu
befestigen.
Obwohl diese Verfahren brauchbare zusammengesetzte Lagermaterialien liefern, besitzt jedes seine
eigenen notwendigerweise auftretenden Nachteile. Beispielsweise erfordert das Gießverfahren eine besondere,
teuere Ausrüstung zum Schmelzen und Gießen, während das Aufbringverfahren teuere und vielfältige
Fördereinrichtungen, Walzwerke und eine Sintereinrichtung benötigt Darüber hinaus sind bei diesen
Verfahren Heizschritte oder Wärmebehandlungen erforderlich, welche oft die metallurgischen Eigenschaften
des Lagermaterials und/oder des Substrats, auf dem dieses aufgebracht ist, nachteilig beeinflussen.
Die Herstellung von festhaftenden Metallschichten auf Metallsubstraten, bei der Metallpulver auf das
Substrat gestreut, gepreßt und gesintert werden, ist aus der DE-PS 8 60 301 bekannt.
Weiterhin ist aus der US-PS 3575 138 eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Aufbringen einer Metallpulverbeschichtung von Metallsubstraten auf einen durch
die Vorrichtung hitidurchgeführten Metallstreifen bekannt; die auf dieser Vorrichtung durchführbaren
Verfahrensschritte sind auch auf Lagermaterialien anwendbar.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Werkstoffen auf metallischer Grundlage
ist aus der DE-PA F 9 266 VIa bekannt Hier wird auf ein vorgereinigtes Fe-Substrat Metallpulver aufgebracht,
wobei in zwei Stufen zunächst eine Zwischenschicht erzeugt und auf diese die eigentliche Auflageschicht,
ebenfalls aus Pulver, aufgebracht, gewalzt und gesintert wird. Diese zweite Schicht wird aber erst
aufgebracht, nachdem die erste Schicht auf das Substrat aufgesintert worden ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mittel bereitzustellen, bzw. Maßnahmen anzugeben,
um ein Lagermaterial an ein metallisches Substrat zu binden, ohne daß die metallurgischen Eigenschaften
des Lagermaterials oder des Substrats nachteilig beeinflußt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahrensschritte gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1
gelöst
Es werden gemäß der Erfindung zwei verschiedene Pulverschichten, die Bindemittelschicht und die Lagermaterialschicht,
auf das Substrat aufgebracht, ohne das zwischendurch ein Erhitzüngsschritt (z. B. Sinterung des
Materials) oder andere Schritte zwischen den beiden Schritten der Auftragung der beiden Schichten angewendet
werden. Die metallurgischen Eigenschaften des Lagermaterials oder des Substrats werden so nicht
nachteilig beeinflußt.
Bei der notwendigen Vorbehandlung der Oberfläche des metallischen Substrats wird u. a. vorhandenes Fett
und ein vorhandener Oxydfilm entfernt. Zur Entfettung der Oberfläche wird vorzugsweise Trichloräthylen
verwendet; der Oxydfilm wird durch die Behandlung
2ί 5§ 9§§
mittels eines Sandstrahlgebläses entfernt. Die Behandlung
des metallischen Substrats sollte in der Weise durchgeführt werden, daß zuerst entfettet und dann der
Oxydfilm beseitigt wird. Zur besseren Haftung wird die Oberfläche des metallischen. Substrats zunächst auf gerauht,
bevor das verbindende Material darauf aufgebrachtwird.
, ...,.· ... . .·.:.,: .: .,-.
Als bevorzugtes Substratmateria' wird Stahl "mit einer
Rockwell-Härte von 40 ( bis 70 Rj, eingesetzt; sehr
zufriedenstellend ist ,hierfür. Stahl mit. geringem
Kohlenstoffgehalt, nämlich mit bis zu 0,10% Kohlenstoff;
solcher .Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt kann beispielsweise zusätzlich 0,25 bis 0,50% Mangan,
bis 0,04%. Phosphor und bis zu 0,05% Schwefel enthalten (AlSl C1008). Andere beyorzugte Stähle mit
geringen? Kohlenstoffgehalt werden entsprechend der amerikanischen Stahl-Nomenklatur als AlSI Cl 009 und
AISI ClOlO bezeichnet . .... ;. ,
Das metallische;.Substrat sollte jedoch, wie. bereits
erwähnt,.zuerst einer Behandlung ausgesetzt werden,
um alle unerwünschten .Oberflächenmaterialien davon
zu entfernen. Die Behandlung, kann, auch durch
Sandstrahlen der Oberfläche oder durch ein anderes Aufrauh-Verfahren erfolgen, ..,-·· ;\
In Anschluß daran wird eine Schicht aus dem Bindemetall auf der gereinigten Substratoberfläche
aufgebracht Das im Einzelfall eingesetzte Bindemetall hängt größtenteils von dem verwendeten, speziellen
Lagermaterial ab. Wenn beispielsweise als Lagermaterial eine Legierung auf Kupferbasis: verwendet wird,
dann wird als Bindemetall vorzugsweise ;Kupfer oder eine Kupferlegierung, verwendet Genauso wird vorzugsweise
Aluminium oder eine Aluminiumlegierung als Bindemetall eingesetzt, wenn als Lagermaterial eine
Legierung auf Aluminiumbasis verwendet wird. .,
Das Bindemetall hat, bevorzugt die Form .eines mäßig
feinen Pulvers. Obwohl nicju beobachtet wurdej.daß die
Teilchengröße einen besonders starken Einfluß hat,
wurden außerordentlich gute Ergebnisse dann erzieh, wenn Teilchen mit solchen Korngrößen eingesetzt
wurden, die sie im wesentlichen ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm vollständig passierten.. :..
. Das Bindemittel kann mittels verschiedener Verfahren auf dem Substrat aufgebracht werden. Zur, vollsten
Zufriedenheit.wurde zum Aufbringen ein trogähnjiches
Gerät verwendet,; mit·dem eine abgemessene Menge
Bindemetall auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht werden kann. Die Geschwindigkeit beim
Aufbringen des Bindemetalls ist ohne Belang, es ist lediglich erforderlich, daß die Bindemetall-Schicht mit
der gewünschten Dicke und Gleichmäßigkeit. aufgebracht
wird. In der Praxis hat es:sich als zweckmäßig
erwiesen; das Bindemetall mit einer Schichtdicke von 0,508 bis 1,016 mm aufzubringen; eine solche Schichtdikkefürdas:
Bindemetall wird daher, bevorzugt; .,
Im Anschluß daran wird eine Schicht aus Lagermalerial
über dem Bindemetall aufgebracht, und zwar in der Weise, daß die Gleichförmigkeit der verbindenden
Schicht nicht unterbrochen wird.
Genauso wie für das Bindemittel ist auch für das
Lagermaterial das exakte Verfahren zum Aufbringen des letzteren nicht von besonderer Bedeutung, solange
eine Schicht des Lagermaterials mit gewünschter Dicke und Gleichförmigkeit erhalten wird. Gute Ergebnisse
wurden mit einer Schichtdicke des Lagermaterials von 2,54 bis 5,08 mm erzielt.
Das Substrat, auf den das Bindematerial und das Lagermaterial aufgebracht worden sind, werden anschließend
einer thermischen Behandlung unterworfen, welche sowohl das Bindemetall wie das Lagermaterial
aktiviert. Pas bedeutet,, das Bindemetall und das
Lagerroaterial werden auf eine solche Temperatur
erwärmt,.wejche, die Duktilität der Teilchen verbessert
und welche dazu ausreicht, den Oxydfilm, der auf den
Teilchen vorhanden sein kann, durch nachfolgende mechanische Bearbeitungsstufen aufzubrechen.
Die spezifische Temperatur,,die für die Aktivierung
erforderlich ist, hängt hauptsächlich von der chemischen
Zusammensetzung des .Bindemetalls und des Lagermaterials ab. Wenn z. B. als Lagermaterial eine Legierung
auf Aluminiumbasis verwendet wird und als Bindemetall Aluminium oder eine Legierung auf Aluminiumbasis,
dann wird die Aktivierung gewöhnlich durch Erwärmung auf. Temperaturen von 230 bis 510°C erreicht,
wobei eineTemperajur um..51O0CJ bevorzugt wird.
. Wird in gleicher Weise als Lagermaterial eine
Legierung auf Kupferbasis: und als Bindemetall Kupfer odereine. Legierung auf K-upferbasis verwendet, so wird
gewöhnlich. die Aktivierung durch Erwärmung auf Temperaturen von 316 bis.540°C erreicht, wobei eine
Temperatur um. 45,O0C bevorzugt wird..,pie optimale
Aktivierungstemperatur hängt hauptsächlich von den chemischen und physikalischen Eigenschaften des
besonderen Lagermaterials und des Bindemetalls ab,
und von den Anforderungen, weiche an das fertige Lager gestellt werden. So ist es beispielsweise oft
erwünscht, das Bindemetall und das Lagermaterial bei einer Temperatur zu aktivieren, welche hoch genug
liegt, damit, ,gleichzeitig die Aktivierung und die
Einwirkung auf das metallische Substrat eintritt.
. Die Aktivierung wird vorzugsweise durch Erwärmung unter inerter Atmosphäre durchgeführt Bei einer
Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aktivierung
durch Erwärmung des Substrats, auf dem das Lagermater
jal und das Bindemetall aufgebracht worden sind in einem Ofen, in dem eine Atmosphäre aus strömendem
Stickstoff aufrechterhalten wird, um zu gewährleisten, daß diese Materialien nicht oxydiert werden. Bevorzugt
wird ein Ofen verwendet, der an. einem Ende so ausgestaltet ist, daß, er dicht an die Walzen eines
Walzwerkes anschließt Das überzogene Substrat wird für eine ausreichend lange Zeitspanne in dem Ofen
gehalten,, um zu gewährleisten, daß ein Temperaturgleichgewicht erreicht wurde. .,,:.
. Das Substrat mit darauf aufgebrachtem Bindemetall und Lagermaterial wird anschließend direkt aus dem
Ofen in ein übliches, aufrechtstehendes Duo-Walzengerüst,
geführt , :
In dem Walzengerüst folgt eine Verdichtung der Schichten aus dem Bindemetall und dem Lagermaterial,
so daß beide Schichten eine scheinbare Dichte annehmen, welche im wesentlichen der typischen Dichte
des entsprechenden Materials in geknetetem Zustand entspricht. Zusätzlich wird dabei vorzugsweise die
Dicke .des Stahlsubstrats bis zu 30% verringert. Im Verlauf der Verdichtung bewirkt die Bewegung der
Teilchen aus Metallpulver gegeneinander und gegen das angrenzende Material eine festhaftende Bindung, die
zwischen dem Lagermaterial und dem Bindemetall und auch umgekehrt dem Bindemetall und den Substrat
gebildet wird. Die dabei erhaltene zusammengesetzte Lagerstruktur besteht aus einem kontinuierlichen
Stahlsubstrat mit einer festhaftenden Schicht aus Bindemetall, welche daran befestigt ist, mit einer
kontinuierlichen Schicht aus Lagermaterial, welche mit der Oberfläche der verbindenden Schicht verbunden ist.
Hierbei ist anzumerken, daß diese besondere Art einer
festhaftenden Bindung bzw. Verbindung nicht auftritt,
wenn das Bindemetall und das Lagermaterial nicht, wie oben beschrieben, aktiviert worden sind.
Wenn es gewünscht wird, kann die erhaltene,
zusammengesetzte Lagerstruktur gesintert werden. Die bei dieser Verfahrensstufe verwendete Temperatur
hängt von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Bestandteile der zusammengesetzten
Lagerstruktur ab.
Eine nach der vorliegenden Erfindung hergestellte
zusammengesetzte Lagerstruktur kann leicht mittels konventioneller Methoden in die gewünschte Lagerkonfiguration
gebracht werden; der Fachmann ist mit solchen Methoden gut vertraut, sie werden daher hier
nicht erläutert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Erläuterung von Beispielen.
20
Zur Herstellung eines zusammengesetzten Lagermaterials wurde als Substrat ein Streifen aus Stahl mit
geringem Kohlenstoffgehalt (AISl C1008) mit einer Länge von 457 mm, einer Breite von 1,27 mm und einer
Dicke von 1,65 mm verwendet. Der Stahl wies eine ->5
Rockwell-Härte von Rb52 auf; und bestand aus 0,10% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,50% Mangan, bis zu 0,04%
Phosphor, bis zu 0,05% Schwefel, Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen.
Zur Entfettung wurde der Stahlstreifen in einen Dampfentfetter gebracht, der mit Trichloräthyien als
Entfettungsmittel betrieben wurde. Die Oberfläche des Streifens wurde anschließend mit einem Sandstrahlgebläse
behandelt, um jegliche Oxydschicht von der Oberfläche zu entfernen; diese Sandstrahlbehandlung
führte zu einer Oberflächengüte von 5 μιτι.
Der Stahlstreifen wurde auf eine flache Oberfläche gelegt, mit der behandelten Oberfläche nach oben,
wobei sorgfältig darauf geachtet wurde, daß jegliche Verunreinigung der behandelten Oberfläche des Stahl-Streifens
unterbleibt. Mittels einer trogähnlichen Vorrichtung zum Aufbringen von pulverförmigem Material
wurde über die gesamte Breite des Streifens eine verbindende Schicht aus Aluminiumpulver, mit einer
solchen Korngröße, daß es ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm passiert, einheitlich auf den
Streifen aufgebracht. Um die Gleichmäßigkeit der verbindenden Schicht zu gewährleisten war die
trogähnliche Aufbringvorrichtung mit einem einstellbaren Abstreifmesser bzw. einem Schaber ausgestattet.
Die aus dem verbindenden Material gebildete Schicht besaß eine Dicke von 0,635 mm.
Im Anschluß daran wurde mit dem gleichen Verfahren und der gleichen Vorrichtung, welche zum
Aufbringen des verbindenden Materials auf dem Substrat eingesetzt worden sind, auf der verbindenden
Schicht eine einheitliche Schicht aus legiertem Lagerpulver aufgebracht, welches eine solche Korngröße
aufwies, daß im wesentlichen das gesamte Pulver ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,37 mm
passierte. Die vorlegierte Lager-Legierung bestand aus 8% Blei, 4% Silicium und 0,5% Kupfer, Rest (87,5%)
Aluminium mit zufälligen Verunreinigungen. Die Schicht aus Lagermaterial wies eine Dicke von 2,54 mm
auf. Die Gleichförmigkeit der verbindenden Schicht war e>5
durch das Aufbringen der Lager-Legierung nicht gestört worden.
Der Stahlstreifen, auf dem die Schichten aus verbindendem Material und Lagermaterial aufgebracht
worden sind, wurde anschließend in einen Ofen gebracht und unter inerter Atmosphäre (Stickstoff) für
ungefähr zehn Minuten auf 5100C erwärmt, um das
verbindende Material und das Lagermateria! zu aktivieren.
Der Stahlstreifen mit den aufgebrachten, aktivierten
Materialien wurde anschließend einem üblichen, aufrechtstehenden Duo-Walzgerüst zugeführt und die
Dicken der Schichten aus pulverförmigem Metall wurden gleichzeitig vermindert Nach dieser Behandlung
zur Verringerung der Schichtdicken zeigten die Schicht aus verbindendem Material und die Schicht aus
Lagermaterial jeweils eine scheinbare Dichte, welche im wesentlichen gleich der typischen Dichte der entsprechenden
Materialien in gekneteter Form ist Zusätzlich war dabei die Dicke des Stahlsubrats um ungefähr 30%
verringert worden, d. h. bis zu einer Dicke von ungefähr 1,168 mm.
Das erhaltene zusammengesetzte Lagermaterial wurde nach metallurgischen Verfahren untersucht;
hierbei wurde festgestellt, daß dieses Material aus einem Stahlsubstrat einer kontinuierlichen Schicht aus Aluminium,
welche festhaftend mit einer Oberfläche des Substrats verbunden ist und aus einer kontinuierlichen,
überwiegend aus Aluminium-Blei-Silicium-Lagerlegierung
bestehenden Schicht, welche festhaftend mit der Oberfläche der verbindenden Aluminiumschicht verbunden
ist, besteht
Dieses zusammengesetzte Lagermaterial konnte leicht nach üblichen Verfahren zu individuellen Lagern
geformt werden. Die daraus gebildeten Lager wurden ebenfalls untersucht; und es zeigte sich, daß sie in
normaler Weise funktionierten.
Als Substrat wurde ein Stahlstreifen, wie in Beispiel 1
beschrieben, verwendet Die Oberfläche des Streifens wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt und mit
dem Sandstrahlgebläse behandelt. Mittels dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde auf der
behandelten Oberfläche des Stahlstreifens eine verbindende Schicht aus zerkleinerten Kupferteilchen aufgebracht,
weiche eine solche Korngröße aufwiesen, daß sie im wesentlichen ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,15 mm vollständig passierten; die aufgebrachte verbindende Schicht wies eine Dicke von 0,635 mm auf.
Mit dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, wurde daraufhin die Schicht aus
verbindendem Material mit einer Schicht aus Lagermaterial bedeckt, welches aus 75% Kupfer, 25% Blei und
0,25% Zinn, einschließlich zufälliger Verunreinigungen bestand; die Dicke dieser Schicht aus Lagermaterial
betrug 2,54 mm.
Der Stahlstreifen mit den aufgebrachten Schichten aus verbindendem Material und Lagermaterial wurde
anschließend in einen Ofen gebracht und unter inerter Atmosphäre für ungefähr zehn Minuten auf ungefähr
450°C erwärmt, um das verbindende Material und das Lagermaterial zu aktivieren.
Der Stahlstreifen mit den aufgebrachten, aktivierten Materialien wurde anschließend einem Walzengerüst
zugeführt und wie in Beispiel 1 angegeben, gewalzt, so üaß gleichlaufend gemeinsam die Schichtdicken des
verbindenden Materials und des Lagermaterials verringert wurden, und weiterhin die Dicke des Substrats um
25% vermindert wurde.
Das erhaltene zusammengesetzte Lagermateria!
wurde nach metallurgischen Verfahren untersucht; hierbei wurde gefunden, daß es aus einem Stahlstreifen,
einer Schicht aus Kupfer, welche festhaftend mit einer Oberfläche des Substrats verbunden ist, und aus einer,
überwiegend aus Kupfer-Blei-Lagerlegierung bestehenden Schicht besteht, weiche festhaftend an die
Oberfläche der verbindenden Schicht aus Kupfer gebunden ist.
Dieses zusammengesetzte Lagermaterial wurde mittels üblicher Verfahren zu individuellen Lagern geformt;
deren Untersuchung zeigte, daß diese Lager in üblicher Weise funktionierten.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß der Verdichtungsschritt auf einem
Standardwalzengerüst durchgeführt werden kann, wobei nur sehr geringe zusätzliche Ausrüstung erforderlich
ist. Das Verfahren führt die Anzahl der Schritte, welche zur Herstellung von Lagerstreifen mit Stahlrücken
erforderlich sind, auf das Mindestmaß zurück und stellt deshalb ein leistungsfähigeres und wirtschaftlicheres
Verfahren dar, als jene die bisher zugänglich sind.
Obwohl bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung die Herstellung von zusammengesetzter
Lagerstruktur in der Form eines relativ kurzen Streifens aus diesem Material erläutert wurde, ist es für den
Fachmann klar, daß dieses erfindungsgemäße Verfahren auch zur Herstellung von zusammengesetzten Lagermaterial
in anderen Formen angewandt werden kann; beispielsweise kann nach diesem Verfahren auch eine
Wicklung aus zusammengesetztem Lagermaterial hergestellt werden.
Zur Herstellung eines solchen endlosen Streifens wird der Stahlstreifen von einer Rolle abgewickelt, kontinuierlich
verschiedenen Behandlungsstufen ausgesetzt und anschließend wieder zu einer Rolle aufgewickelt. Die
Behandlungsstufen bestehen aus einer Waschanlage, wo mit einer beizenden Flüssigkeit gewaschen wird, einem
Sandstrahlgebläse, den Stationen zur Aufbringung der Pulver, einer Einheit zur induktiven Erwärmung des
hindurchgeführten Materials, und dem Walzengerüst, ^o
Geeignete Meß- und Prüfeinrichtungen sollten ebenfalls vorhanden sein. In der Waschanlage mit der kaustischen
Flüssigkeit wird der Stahlstreifen gereinigt, um Fett und dergleichen zu entfernen, anschließend wird die
Oberfläche mit dem Sandstrahlgebläse behandelt, um anhaftendes Material, Oxyde und dergleichen zu
entfernen und der Oberfläche eine Oberflächengüte von ungefähr 5 μίτι zu erteilen. Mit einer Pulver-Zuführvorrichtung
wird anschließend eine erste einheitliche Pulverschicht aus dem verbindenden Material aufgebracht.
Im Anschluß daran wird mittels einer zweiten Pulver-Aufbringvorrichtung die Lagerlegierung aufgebracht.
Der Streifen wird anschließend durch eine Induktionsspule oder einen Widerstandsofen geführt,
wo er auf die erforderliche Temperatur erwärmt und für eine optimale Zeitspanne gehalten wird; im Anschluß
daran wird der Streifen durch das Walzengerüst geführt, wo die gleichzeitige und gemeinsame Verringerung der
Schichtdicken des Stahls und der Pulverschichten erfolgt. Der erhaltene zusammengesetzte Streifen kann
direkt im Anschluß an diese Behandlungsstufen zurechtgeschnitten werden, oder es kann in Form einer
Rolle aufbewahrt und zu einem späteren Zeitpunkt geschnitten werden. Der Streifen kann gesintert
werden, oder wie zusammengebracht für die Herstellung von Lagern verwendet werden.
Es können auch andere Materialien als Legierungen auf der Basis von Aluminium-Blei und Kupfer-Blei als
Lagermaterialien verwendet werden. Zum Beispiel sind Legierungen aus Aluminium oder Kupfer mit anderen
Metallen, wie etwa Zinn, Cadmium oder anderen Metallen gut bekannte Lagermaterialien, die ebenfalls
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können.
Obwohl es bevorzugt wird, entweder Kupfer oder Aluminium, wie aufgeführt, als verbindende Schicht zu
verwenden, können im Rahmen dieser Erfindung auch Legierungen diese Metalle verwendet werden. So
wurde z. B. mit gutem Erfolg eine Legierung aus Aluminium und Silicium eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung lag die bevorzugte Aktivierungstemperatur zwischen 340 und 4800C.
Im Rahmen dieser Beschreibung hat die Bezeichnung »Legierung auf Basis eines bestimmten Metalls« die
Bedeutung, daß die in Frage kommende Legierung die physikalischen und chemischen Eigenschaften der
genannten Bestandteile aufweist
Claims (1)
1. Verfahren zur festhaltenden Verbindung einer Lagermaterialschicht mit einem metallischen Substrat,
wobei man:
(a) die Oberfläche des metallischen Substrats, auf der die festhaftende Schicht aus Lagermaterial
aufgebracht werden soll, behandelt, um unerwünschte
Substanzen davon zu entfernen;
(b) auf wenigstens einem Teil der behandelten Substratoberfläche eine Schicht aus pulverförmigem
metallischen verbindenden Material aufbringt;
(c) wenigstens ein Teil der Schicht aus verbindendem Material mit einer Schicht aus pulverförmigem
Lägermaterial bedeckt;
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00310356A US3812563A (en) | 1972-11-29 | 1972-11-29 | Method of forming a composite bearing structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2356968A1 DE2356968A1 (de) | 1974-05-30 |
DE2356968C2 true DE2356968C2 (de) | 1983-12-08 |
Family
ID=23202127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2356968A Expired DE2356968C2 (de) | 1972-11-29 | 1973-11-15 | Verfahren zur festhaftenden Verbindung einer Lagermaterialschicht mit einem metallischen Substrat |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3812563A (de) |
JP (1) | JPS5742681B2 (de) |
AU (1) | AU6242673A (de) |
BE (1) | BE808014A (de) |
BR (1) | BR7309245D0 (de) |
CA (1) | CA990913A (de) |
DE (1) | DE2356968C2 (de) |
ES (1) | ES420731A1 (de) |
FR (1) | FR2208475A5 (de) |
GB (1) | GB1448746A (de) |
IT (1) | IT997814B (de) |
NL (1) | NL7316066A (de) |
SE (1) | SE398830B (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4117580A (en) * | 1975-04-07 | 1978-10-03 | Friedrich Heck | Manufacture of bearings |
JPS5220336A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Daido Metal Co Ltd | Multilayer sliding material and its production method |
US4189522A (en) * | 1975-08-08 | 1980-02-19 | Daido Metal Company, Ltd. | Multi-layer sliding material and method for manufacturing the same |
JPS54124804A (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-28 | Taiho Kogyo Co Ltd | Aluminium alloy bearing and production |
JPS5613407A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-09 | N D C Kk | Manufacture of aluminum base bearing material |
JPS5713102A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-23 | Komatsu Ltd | Production of sintered bearing material with back metal |
US4361629A (en) * | 1980-07-11 | 1982-11-30 | Daido Metal Company Ltd. | Bearing material and method of producing same |
JPS6254003A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-09 | Daido Metal Kogyo Kk | 複合摺動材料の製造方法 |
US5217817A (en) * | 1989-11-08 | 1993-06-08 | U.S. Philips Corporation | Steel tool provided with a boron layer |
NL8902760A (nl) * | 1989-11-08 | 1991-06-03 | Philips Nv | Werkwijze voor het aanbrengen van een boorlaag op een stalen substraat en gereedschap voorzien van een boorlaag. |
JPH06104874B2 (ja) * | 1990-04-10 | 1994-12-21 | 大同メタル工業株式会社 | 低剛性ハウジング用アルミニウム合金軸受及びその製造方法 |
US6787100B2 (en) * | 2001-10-17 | 2004-09-07 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Multiple layer powder metal bearings |
DE102009002043B4 (de) * | 2009-03-31 | 2013-01-03 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff |
CN103128287A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 核工业福州粉末冶金双金属轴瓦材料厂 | 常压条件下低碳钢双面铜合金烧结工艺 |
CN102806349B (zh) * | 2012-08-24 | 2015-06-03 | 李露青 | 一种挖掘机械用钢铜双金属轴承的制备方法 |
DE102012223042A1 (de) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff |
CN106015337B (zh) * | 2016-08-04 | 2018-09-07 | 大连三环复合材料技术开发股份有限公司 | 一种芳纶改性聚四氟乙烯双层塑料复合材料轴瓦及其生产方法 |
CN113441954B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-08-02 | 铜陵市大成轧辊有限责任公司 | 一种冷硬多元合金铸铁轧辊铸造工艺及设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE860301C (de) * | 1945-03-28 | 1953-01-19 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Verfahren und Vorrichtung zum ununterbrochenen Herstellen von Verbundmetallen aus Doppel- oder Mehrfacherzeugnissen, vorzugs-weise in Bandform |
GB676209A (en) * | 1949-01-18 | 1952-07-23 | Glacier Co Ltd | Improvements in or relating to the production of composite metallic strip material |
GB773722A (en) * | 1954-07-02 | 1957-05-01 | Bohn Aluminium & Brass Corp | Improvements in composite bearing strips and the manufacture thereof |
US3104135A (en) * | 1960-02-26 | 1963-09-17 | Clevite Corp | Bimetallic bearing structure and method for producing same |
US3445909A (en) * | 1966-11-02 | 1969-05-27 | Federal Mogul Corp | Method of making bearing material |
US3575138A (en) * | 1968-01-05 | 1971-04-20 | Nat Steel Corp | Electrostatic coating of metal powder on metal strip |
-
1972
- 1972-11-29 US US00310356A patent/US3812563A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-11-06 GB GB5152973A patent/GB1448746A/en not_active Expired
- 1973-11-09 CA CA185,518A patent/CA990913A/en not_active Expired
- 1973-11-13 AU AU62426/73A patent/AU6242673A/en not_active Expired
- 1973-11-15 DE DE2356968A patent/DE2356968C2/de not_active Expired
- 1973-11-21 ES ES420731A patent/ES420731A1/es not_active Expired
- 1973-11-23 NL NL7316066A patent/NL7316066A/xx unknown
- 1973-11-26 BR BR9245/73A patent/BR7309245D0/pt unknown
- 1973-11-27 JP JP48132240A patent/JPS5742681B2/ja not_active Expired
- 1973-11-27 IT IT53930/73A patent/IT997814B/it active
- 1973-11-28 SE SE7316059A patent/SE398830B/xx unknown
- 1973-11-28 FR FR7342329A patent/FR2208475A5/fr not_active Expired
- 1973-11-29 BE BE138348A patent/BE808014A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4983651A (de) | 1974-08-12 |
BE808014A (fr) | 1974-03-15 |
NL7316066A (de) | 1974-05-31 |
US3812563A (en) | 1974-05-28 |
AU6242673A (en) | 1975-05-15 |
IT997814B (it) | 1975-12-30 |
CA990913A (en) | 1976-06-15 |
DE2356968A1 (de) | 1974-05-30 |
JPS5742681B2 (de) | 1982-09-10 |
ES420731A1 (es) | 1976-04-01 |
FR2208475A5 (de) | 1974-06-21 |
SE398830B (sv) | 1978-01-23 |
GB1448746A (en) | 1976-09-08 |
BR7309245D0 (pt) | 1974-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2356968C2 (de) | Verfahren zur festhaftenden Verbindung einer Lagermaterialschicht mit einem metallischen Substrat | |
DE2115358C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schichten aus in einer Metallmatrix dispergiertem fein-dispersem Füllstoff | |
DE2163190A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Metallstreifen aus Metallpulver | |
DE3636641C2 (de) | ||
DE1775322A1 (de) | Gleitlager mit feinverteiltem Aluminium als Grundmaterial und Verfahren und zu dessen Herstellung | |
DE4342436C2 (de) | Gleitlager mit einer Lagerschale | |
DE1240361B (de) | Bimetallstreifen fuer Lager, bestehend aus einem Stahlstuetzteil und einer Metallpulverschicht, und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3120461C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Gleit- und Lagermaterials | |
DE4103230A1 (de) | Mehrwandiges stahlrohr und verfahren zur herstellung und metallband zur verwendung bei der herstellung dieses stahlrohres | |
DE1527541C3 (de) | Ausgangswerkstück zum Herstellen eines Verbundstoffstreifens für Lagermetallschalen | |
DE2131884C3 (de) | Verwendung einer Aluminium-Legierung als Lagermetall | |
DE1521346C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Überzuges | |
DE2507561B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundmaterial fur Dreistofflager oder Gleitstucke | |
DE1280516B (de) | Verfahren zur Erzielung eines hohen Zinngehalts in einem Verbundmetallstreifen fuer Gleitlager | |
DE2537112C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Schweißelektrode zum Hartauftragsschweißen | |
DE3121468A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen gleitmaterials | |
DE1558455A1 (de) | Lagerschalen oder Material hierfuer und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1533037B1 (de) | Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen von duennen Metallbaendern | |
DE3626470A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer titanplattierten stahlplatte durch heisswalzen | |
EP1200253A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines aluminium-verbundswerkstoffes | |
DE3225552C2 (de) | Gleit- oder Bremsbelag | |
DE1817038B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Materials für Gleitlager | |
DE102016108278A1 (de) | Mehrschichtiger bandförmiger Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE1621320B2 (de) | Verfahren zum handfesten verbinden von aluminium mit rost freiem stahl durch walzplattieren | |
DE317281C (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: GOERTZ, H., DIPL.-ING. FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-ING. B.COM., PAT.-ANW., 6200 WIESBADEN |