DE2422371B2 - Aluminiumlegierung mit Antimon und Kupfer für Gleitlager - Google Patents
Aluminiumlegierung mit Antimon und Kupfer für GleitlagerInfo
- Publication number
- DE2422371B2 DE2422371B2 DE2422371A DE2422371A DE2422371B2 DE 2422371 B2 DE2422371 B2 DE 2422371B2 DE 2422371 A DE2422371 A DE 2422371A DE 2422371 A DE2422371 A DE 2422371A DE 2422371 B2 DE2422371 B2 DE 2422371B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- antimony
- alloys
- aluminum
- copper
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 title claims description 31
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 30
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 27
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 23
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 17
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 8
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 84
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 84
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000001996 bearing alloy Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- YVIMHTIMVIIXBQ-UHFFFAOYSA-N [SnH3][Al] Chemical compound [SnH3][Al] YVIMHTIMVIIXBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 229910001264 Th alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum-antimony-magnesium Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000012791 sliding layer Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/003—Alloys based on aluminium containing at least 2.6% of one or more of the elements: tin, lead, antimony, bismuth, cadmium, and titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Legierungen auf Aluminiumbasis, die zur Herstellung von Bimetall-Lagerschalen
für auf Gleitung stark beanspruchte Lager, insbesondere Lager für Traktor- und Automobildieselmotoren,
ortsfest und im Kraftverkehr eingesetzt, sowie auch für Verdichter und andere Maschinen, in
denen maximale spezifische Flächendrücke auf die Lager 4000 bis 4500 N/cm2 nicht übersteigen, Verwendung
finden.
Da die Aluminiumlegierung bei der Herstellung eines Bimetalls bedeutenden Verformungen ausgesetzt wird,
muß sie Dehnungswerte aufweisen, welche die Verwendung dieser Legierung zum Aufplattieren auf Stahl
ermöglichen.
Es ist eine Legierung auf Aluminiumbasis bekannt, die 0,5 bis 7,0% Antimon enthält. In der Legierung können
auch 2 bis 12% Kupfer und Nickel sowie auch ein oder mehr Metalle, die aus der Mangan, Titan und Chrom
enthaltenden Gruppe gewählt sind, einzeln oder zu mehreren anwesend sein. Die Verwendung der genannten
Legierung in. industriellem Umfang ist jedoch erschwert, weil sie keine modifizierende Zuschläge
enthält, welche zur Erzeugung einer aluminium- und antimonhaltigen Komponente der Legierung, d. h. einer
AlSb-Phase an einem feinkörnigen Gefüge beitragen. Dies hat zur Folge, daß wegen verschlechterter
Verformungsfähigkeit der Legierung deren Bearbeitung, u. z. Walzen mit Schwierigkeiten verbunden und
deren Aufplattieren auf Stahl unmöglich ist.
Im Traktormotorenbau hat eine Aluminium-Antimon-Magnesium-Legierung
mit 3,5 bis 6,5% Antimon; 0,3 bis 0,7% Magnesium; Rest Aluminium eine weite
Verwendung gefunden. Diese Legierung läßt sich leicht im bildsamen Zustand bearbeiten, enthält aber keine
verfestigende Elemente, d.h. Kupfer, Nickel u.a., weshalb sie den gewachsenen Anforderungen an
Lagerwerkstoffen in bezug auf Ermüdungsfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Lagerfressen nicht gerecht
wird. So soll die zulässige Belastung der Lagerschalen mit Gleitschicht aus dieser Legierung 2000 N/cm2 nicht
übersteigen, während der Wert der maximalen Flächenbelastung der Lagerschalen bei modernen verstärkten
Traktormoroten 3000 N/cm2 und mehr beträgt.
Es ist auch eine Aluminiumlegierung bekannt, die 5 bis 25% Antimon enthält, der 0,1 bis 4% Kupfer, sowie
gegebenenfalls 0,1 bis 12% Magnesium und/oder 0,5 bis
12% Silizium zugesetzt werden können. Die angegebene
Aluminiumlegierung hat eine niedrige Verformbarkeit wegen eines grobkörnigen Gefüges. Ebenso wie im
vorhergehenden Fall ist es nicht möglich, die Legierung
15
20
25
40
50 auf Stahl aufzuplattieren und sie zur Herstellung von
Bimetall-Lagerschalen für stark beanspruchte Lager einzusetzen.
Es ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumlegierung in Pulverform bekannt, die mindestens
mit einem der folgenden Elemente legiert ist: Gold, Barium, Beryllium, Cer, Palladium, Platin,
Antimon, Selen, Strontium, Tellur, Thorium, Uran. Die unlösliche Phase beträgt dabei 0,05 bis 20 Volumenprozent
der Aluminiumlegierung. Das angegebene Verfahren sieht keine Möglichkeit vor, die Legierung
schmelzmetallurgisch zu erhalten.
Unter anderen Aluminiumlagerlegierungen, welche im modernen Motorenbau verwendet werden, sind
Aluminium-Zinn-Legierungen mit bis zu 20% und mehr Zinn am meisten verbreitet Die Legierungen dieses
Systems gewährleisten nur, daß die Lagerschalen für Dieselmotoren bei Belastungen nicht über 3200 N/cm2
betriebsfähig sind. Darüber hinaus sind sie sehr kostspielig.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der oben aufgezählten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zinnfreie Lagierung auf Aluminiumbasis zu entwickeln,
die ihrer Zusammensetzung nach gute Gleiteigenschaften und eine gute Herstellbarkeit der Legierung neben
einer hohen Ermüdungsfestigkeit aufweist und die zum Aufplattieren auf Stahl für Verbundzwecke ohne
Schwierigkeiten verwendet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Aluminiumlegierung die aus 2 bis 8% Antimon, 0,2 bis 3% wenigstens
eines der Elemente Kupfer, Nickel, Chrom, Titan und 0,005 bis 0,5% wenigstens eines der Elemente Schwefel,
Selen, Tellur, Phosphor, Arsen und Aluminium als Rest besteht.
Solch eine Legierungszusammensetzung Hefen eine
optimale Kombination von Ermüdungsfestigkeit, Gleit- und fertigungsgerechten Eigenschaften.
Die Anwesenheit wenigstens eines der Elemente Schwefel, Selen, Tellur, Phosphor und Arsen in einer
Menge von weniger als 0,005% führt keine Modifikationswirkung herbei, d. h. ruft keine Feinkörnigkeit der
Teilchen der Phase AlSb hervor, während mehr als 0,5% die Feinkörnigkeit der Teilchen der Phase AISb nicht
steigert; es wird ferner in einigen Fällen eine Modifikationsumwandlung beobachtet.
Die optimale Konzentration eines Modifikators hängt von der Zusammensetzung der Legierung ab; in der
Regel steigt diese Konzentration mit der Erhöhung des Antimongehaltes in der Legierung und mit der
Verminderung der Abkühlungsgeschwindigkeit bei der Kristallisation des Gußblocks an.
Legierungen mit einem Antimongehalt von weniger als 2% kennzeichnen sich durch ermäßigte Gleiteigenschaften,
während I egierungen mit einem Antimongehalt von mehr als 8% ermäßigte Dehnungswerte
aufweisen, wodurch ihre Verwendbarkeit zum Walzen und Aufplattieren auf Stahl stark abnimmt.
Das Legieren der Aluminiumlegierung mit einem oder mehreren Elemente, welche aus der Gruppe,
bestehend aus Kupfer, Nickel, Chrom, Titan gewählt werden, in einer Menge weniger als 0,2% führt zu keiner
einigermaßen wesentlichen Erhöhung der Festigkeitseigenschaften der Legierung, während in Anwesenheit
von diesen Zusätzen in einer Menge mehr als 3% eine starke Versprödung der Legierung beobachtet wird, so
daß deren Walzen und Aufplattieren auf Stahl bedeutend erschwert werden.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung angeführt.
In einem Hochfrequenz-Induktionsofen wurde eine Aluminiumlegierung mit 6% Antimon, 2% Kupfer, 0,2%
Titan und 0,005% Phosphor erschmolzen und in Kokillen vergossen. Die metallographische Analyse
zeigte, daß etwa 40% Primärkristalle AlSb eine kompakte Polyederform mit durchschnittlichen Abmessungen
von etwa 15μιη aufweisen. Die restlichen
Kristalle AlSb besaßen eine für unmodifizierte Legierungen kennzeichnende Form von Grobnadeln mit
einer Länge von bis zu 200 μπι, was von einer
unvollständigen Modifikation zeugte.
Nahekommende Ergebnisse wurden bei einer Zusammensetzung von 6% Antimon, 2% Kupfer, 0,2% Titan
und Zusätzen von S, Se, Te und As in der Menge von 0,005% in der Legierung erzielt
In allen diesen Fällen wurde eine teilweise Modifikation des Gefüges beobachtet, die von der Umwandlung
einer bestimmten Menge der Nadelkristalle AlSb in kompakte Polyederkristalle begleitet wurde.
Eine Aluminiumlegierung mit 5% Antimon, 1% Kupfer, 0,4% Chrom und 0,15% Titan wurde 0,2% Selen
zugesetzt Die metallographische Analyse ergab, daß etwa 90% Primärkristalle AISb eine kompakte Form
mit Abmessungen von etwa 8 μπι im Durchschnitt aufweisen und 10% Primärkristalle AlSb eine Nadelform
bis 30 μιτι Länge besitzen.
Eine Aluminiumlegierung mit 6% Antimon, 1% Kupfer, 1% Chrom und 0,1% Titan wurde 0,5% Tellur
zugesetzt. Laut metallographischer Analyse wiesen 100% Primärkristalle AlSb eine Polyederform mit
Abmessungen von im Durchschnitt etwa 5 μπι auf und
waren gleichmäßig der Legierungsmatrix verteilt.
Einer Aluminiumlegierung mit 4% Antimon, 0,5% Kupfer, 1% Nickel und 0,5% Chrom wurden 0,3%
Tellur und 0,1% Schwefel zugesetzt. Die Primärkristalle AISb kamen in Form und Verteilung den im Beispiel 2
beschriebenen Kristallen nahe.
Gußblöcke aus einer Aluminiumlegierung mit 8% Antimon, 1% Kupfer und 0,2% Tellur wurden warm-
und kaltgewalzt, die Legierung erwies sich als spröde, was zu einem Aufreißen, insbesondere beim Kaltwalzen,
führte. Eine weitere Erhöhung des Antimongehaltes in der Legierung erschwert das Walzen erheblich. Eine
ähnliche Erscheinung tritt beim Vorhandensein von verfestigenden Elementen, wie Cu, Ni, Cr, Ti, in einer
Menge von mehr als 3% auf.
Beispie! 6
In einem Induktionsofen wurden Aluminiumlegierungen mit 2% Antimon, 0,1% Selen und jeweils 0,2% Cu,
Ni und Cr erschmolzen.
Die Mikrohärte der Grundmasse in diesen Legierungen bei Belastung von 10 g liegt im Bereich von 380 bis
420 N/mm2, was unzureichend ist, da die durchschnittliche
Mikrohärte einer Legierung mit 2% Antimon und 0,2% Selen ohne Zusätze an Cu, Ni und Cr 350 N/mm2
beträgt
Außerdem ist laut metallographischer Analyse die Menge von Primärkristallen AlSb im Gefüge unbedeutend,
da die Legierung ihrem Antimongehalt nach einem
ίο Eutektoid nahekommt (es entspricht im binären System
Al-AlSb dem eutektischen Punkt 1,1 Gew.-% Sb). Eine weitere Senkung des Antimongehaltes in der Legierung
ruft ein Verschwinden von Primärkristallen AlSb und eine entsprechende Verschlechterung der Gleiteigenschäften
hervor.
Es wurden zwei Legierungen hergestellt, und zwar eine unmodifizierte Legierung mit 4,3% Antimon,
»Legierung Nr. 1« genannt, und eine Legierung mit demselben Antimongehalt, modifiziert mit Tellur in
einer Menge von 0,015%, »Legierung Nr. 2« genannt. Es wurden mechanische Eigenschaften der Legierungen
Nr. 1 und 2 gegenübergestellt, die in der Tabelle 1 nachstehend angeführt sind.
JO | Tabelle 1 | HB Ak | Dabei sind: | ö | '/' | N/mm2 |
Legierung | N/cm | HB - Ak - δ - ψ - On - |
2 % | % | 79 | |
32 3,8 | 5,8 | 6,9 | 89 | |||
J5 | Nr. 1 | 32 7,5 | 17,2 | 30,0 | ||
Nr. 2 | ||||||
40 | - Brinellhärte - Kerbschlagzähigkeil - Dehnung - Kontraktion - Zugfestigkeit |
|||||
45 | ||||||
Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Modifikation des Gefüges der Legierungen von einer starken
Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit, der Dehnung und der Kontraktion begleitet wird, während die Härte und
die Zugfestigkeit der Legierung auf ungefähr gleichem Niveau bleiben. In den Legierungen, die mit Cu, Ni, Cr
und Ti zusätzlich legiert werden, beeinflußt die Modifikation die mechanischen Eigenschaften der
Legierungen auch sehr stark.
Es wurden zwei Legierungen hergestellt, und zwar eine unmodifizierte Legierung mit 4,75% Antimon,
0,94% Kupfer, 0,11% Titan, Rest Aluminium (»Legierung 3«) und eine modifizierte Legierung mit 4,61%
Antimon, 0,74% Kupfer, 0,07% Titan, 0,13% Phosphor, Rest Aluminium (»Legierung 4«). Es wurden die
mechanischen Eigenschaften der Legierungen Nr. 3 und 4 in der Tabelle 2 gegenübergestellt.
24 22 5 |
Tabelle 2 | Im Gußzusland | 371 | Nach dem Walzen Rekristallisation |
500° RT 500C | Ψ | 6 | (5 | d. h. nach der | Ak |
ag δ Ak | "B | 23 118 15 | % | % | N/cm2 | |||||
N/mm2 % % N/cm2 N/mm2 | 27 110 15 | |||||||||
Prüftemperatur | Tabelle 4 | RT | RT | RT 500° | ||||||
RT 500° RT 500° RT 5C0° RT | 26 | und Glühen, | 22 | 500° | 23 42 | |||||
Leg. 3 95 16 4 60 2 45 9 | σΒ N/mm2 aOj N/mm2 <5% Wo A k N/mm2 |
18 | 14 | 55 | 30 47 | |||||
Leg. 4 113 15 33 70 23 35 14 | HB | 55 | ||||||||
Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Legierung 4 trotz eines kleineren Gehaltes an Legierungskompo nenten bessere mechanische Eigenschaften aufweist als die unmodifizierte Legierung 3, was im Gußzustand 20 besonders bemerkbar ist. Das Walzen der Legierungen führt zu einer Zerkleinerung der Teilchen AlSb, |
rekristal- lisiert |
|||||||||
wodurch sich der Unterschied in den mechanischen Eigenschaften der modifizierten und unmodifizierten Legierungen verringert. Das Walzen der unmodifizier- 25 ten Legierung 3 wurde von einem starken Aufreißen (Platzen) der Gußblöcke begleitet, während die Legierung 4 ohne irgendwelche Schwierigkeiten ge walzt wurde. |
500° | kaltgewalzt | 132 64 27,5 25,5 24 |
|||||||
30 | 90 | 196 189 7,0 |
34 | |||||||
90 | 60 | |||||||||
Legierung 6 gegossen |
||||||||||
116 77 16,8 21,1 16 |
||||||||||
35 | ||||||||||
Eine Aluminiumlegierung mit 4,1% Antimon, 0,84% Kupfer, 0,37% Chrom, 0,16% Titan und 0,06% Tellur
wurde verschiedenen mechanischen und thermischen Behandlungen unterworfen.
Im Ergebnis änderten sich die mechanischen Eigenschaften
der Legierung, im folgenden »Legierung 5« genannt, deren mechanische Eigenschaften in der
Tabelle 3 angeführt sind.
Tabelle 3 | HB | ob | "0,1 | ö | Ψ | Ak |
Zustand | N/mm2 | N/mm2 | % | % | N/cm2 | |
40 | 128 | 80 | 14,0 | 20,0 | 10 | |
Gußzustand | 72 | 221 | 216 | 3,7 | - | - |
kaltgewalzt | 39 | 146 | 61 | 27,0 | - | - |
rekristalli | ||||||
siert | ||||||
Wie aus der Tabelle hervorgeht, übertrifft diese Legierung mit ihren Festigkeitswerten die bekannten
Aluminiumlagerlegierungen, welche im Motorenbau in industriellem Umfang Anwendung finden.
Die Legierung wurde im diskontinuierlichen Strangguß unter Benutzung einer verchromten Kupferkokille
vergossen. Ferner wurde die Legierung mit Stahl durch Walzen fest verbunden und aus diesem Bimetall wurden
Pleuelschalen von 84 mm Durchmesser für Dieselmotoren erzeugt.
Zum Vergleich der Werte in bezug auf die Ermüdungsfestigkeit und die Preßneigung der Legierungen gemäß der Erfindung und der bekannten Aluminiumlegierungen wurden die Lagerschalen einer Prüfung unterzogen, und zwar Lagerschalen, die aus der Legierung 6 und Lagerschalen, die aus folgenden bekannten Legierungen hergestellt worden waren: 3,5% Antimon, 0,7% Magnesium; Rest Aluminium (Legierung 7), 1,0% Kupfer, 0,1 % Titan, 20% Zinn, Rest Aluminium, (»Legierung 8«), 1,0% Kupfer, 0,1% Titan, 6,0% Zinn, 1,0% Nickel, Rest Aluminium (»Legierung 9«), 1,0% Kupfer, 0,1% Titan, 9,0% Zinn, Rest Aluminium (»Legierung 10«).
Zum Vergleich der Werte in bezug auf die Ermüdungsfestigkeit und die Preßneigung der Legierungen gemäß der Erfindung und der bekannten Aluminiumlegierungen wurden die Lagerschalen einer Prüfung unterzogen, und zwar Lagerschalen, die aus der Legierung 6 und Lagerschalen, die aus folgenden bekannten Legierungen hergestellt worden waren: 3,5% Antimon, 0,7% Magnesium; Rest Aluminium (Legierung 7), 1,0% Kupfer, 0,1 % Titan, 20% Zinn, Rest Aluminium, (»Legierung 8«), 1,0% Kupfer, 0,1% Titan, 6,0% Zinn, 1,0% Nickel, Rest Aluminium (»Legierung 9«), 1,0% Kupfer, 0,1% Titan, 9,0% Zinn, Rest Aluminium (»Legierung 10«).
Alle diese Lagerschalen wurden auf einem speziellen motorlosen Lagerprüfstand, der eine zyklische stoß-
oder schlagartige Belastung in Öl bei einer erhöhten Temperatur ausübte, erprobt. Die Prüfergebnisse sind in
der Tabelle 5 angeführt.
Beispiel 10
In einem Hochfrequenz-Induktionsofen wurde eine b5
Legierung aus 5,0% Antimon, 0,9% Kupfer, 0,15% Titan, 0,06% Tellur, Rest Aluminium erschmolzen
(Legierung 6).
Legierung
Dauerschwingfestigkeit
Nr. 7
Nr. 8
Nr. 8
Nr. 9, Nr. 10
Nr. 4, Nr. 6
Nr. 4, Nr. 6
1,29
1,38
1,43
1,38
1,43
Wie aus der Tabelle 5 hervorgeht, übertreffen die aus
der erfindungsgemäßcn Legierung 4 und 6 hergestellten
Lagerschalen in bezug auf die Dauerschwingfestigkeit alle anderen Lagerschalen.
Die Abhängigkeit der Werte für die Dauerschwingfestigkeit, die in der Tabelle 5 angeführt sind, von maximal
zulässigen Walzenpressungen für die untersuchten Legierungen ist nicht linear; die zulässige Walzenpressung
für die vorgeschlagenen Legierungen 4 und 6 beträgt dem absoluten Betrag nach etwa 3500 N/cm2 im
Vergleich zu 3000 bis 3200 N/cm2 für die bekannten Legierungen 9 und 10, welche 6 bis 9% Zinn enthalten.
Es wurden ferner mit den Proben (Verbundlagerschalen) aus den Lagerlegierungen 4 und 6 sowie 7 bis 10
Vergleichsversuche auf Preßneigung durchgeführt. Die Versuche wurden unter harten Bedingungen unter
mangelhafter Schmierung und bei zyklischen stoß- oder schlagartigen Beanspruchungen vorgenommen. Es
wurde im Ergebnis festgestellt, daß die erfindungegemäßen Legierungen 4 und 6 in bezug auf ihre
Widerstandsfähigkeit gegen Lagerfressen nicht nur die bekannte zinnfreie Legierung 7, sondern auch die
bekannten Legierungen 9 und 10 mit 6 bis 9% Zinngehalt übertreffen und nur der Legierung 8 mit
20% Zinngehalt nachstehen.
Parallel damit wurden Vergleichsversuche mit Verbundlagerschalen aus den erfindungsgemäßen Lagerlegierungen
4 und 6 auf einem Dieselmotor bei Belastungsannahme von etwa 5500 bsi 6000 N/cm2
durchgeführt. Zum Vergleich wurden auf demselben Motor gleichzeitig Lagerschalen aus der bekannten
Aluminiumlegierung 8 mit 20% Zinngehalt und 1% Kupfergehalt erprobt. An Hand von Prüfergebnissen
zeigte sich, daß sich die Schalen aus den erfindungsgemäßen Legierungen 4 und 6 gut einlaufen, keine
ι Preßneigung aufweisen und die Schalen aus der bekannten aluminium- und zinnhaltigen Legierung 8 in
bezug auf die Ermüdungsfestigkeit übertreffen. Nach Verlauf von 100 Stunden Prüfzeit konnte man an den
Lagerschalen aus der bekannten Legierung 8 Ermüdungsrisse und Ermüdungsgrübchen feststellen; die
Oberflächen der Lagerschalen aus den erfindungsgemäßen Legierungen waren fehlerfrei.
Somit erwiesen die durchgeführten Prüfungen und Versuche mit den Legierungen gemäß der Erfindung,
daß diese Legierungen in bezug auf die Ermüdungsfestigkeit aiie bekannten Äiuminiumiageriegieiungen,
welche in industriellem Umfang verwendet werden (Legierungen 7 bis 10), übertreffen, und in bezug auf die
Widerstandsfähigkeit gegen Lagerfressen nur der Legierung mit 20% Zinngehalt nachstehen.
Die Versuche haben auch gezeigt, daß das Zulegieren von Chrom- und/oder Nickelzusätzen eine weitere
Erhöhung der Ermüdungsfähigkeit herbeiführt.
Man kann an Hand der Prüfergebnisse folgern, daß
Man kann an Hand der Prüfergebnisse folgern, daß
_>5 die Aluminiumlagerlegierung gemäß der Erfindung ein
aussichtsreicher Werkstoff zur Herstellung von Verbundlagerschalen
für stark belastete Motore ist und an Stelle von Aluminium-Zinn-Legierungen verwendet
werden kann. Ein weiterer Vorteil der Lagerlegierungen gemäß der Erfindung ist die Verwendung dieser
Legierungen in Verbundlagern ohne eine Einlaufschicht.
Claims (1)
- Patentanspruch:Aluminiumlegierung mit mehr als 0,5% Antimon und weniger als 12% Kupfer und/oder Nickel für die Herstellung von Gleitk gern, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 2 bis 8% Antimon, 0,2 bis 3% wenigstens eines der Elemente Kupfer, Nickel, Chrom, Titan und 0,005 bis 0,5% wenigstens eines der Elemente Schwefel, Selen, Tellur, Phosphor, Arsen und Aluminium als Rest besteht
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1921777A SU479813A1 (ru) | 1973-05-10 | 1973-05-10 | Сплав на основе алюмини |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2422371A1 DE2422371A1 (de) | 1974-11-21 |
DE2422371B2 true DE2422371B2 (de) | 1980-03-13 |
DE2422371C3 DE2422371C3 (de) | 1980-11-06 |
Family
ID=20553540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2422371A Expired DE2422371C3 (de) | 1973-05-10 | 1974-05-09 | Aluminiumlegierung mit Antimon und Kupfer für Gleitlager |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3950164A (de) |
CS (1) | CS186886B1 (de) |
DE (1) | DE2422371C3 (de) |
FR (1) | FR2228852B1 (de) |
GB (1) | GB1425805A (de) |
IT (1) | IT1034048B (de) |
SU (1) | SU479813A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3742569A1 (de) * | 1987-12-16 | 1989-07-06 | Klemm Gerhard Maschfab | Hydromechanische antriebsuebertragungsvorrichtung, wie kupplung, getriebe oder dgl. |
US6887441B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-05-03 | The Regents Of The University Of California | High resistivity aluminum antimonide radiation detector |
RU2278179C1 (ru) * | 2004-12-21 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2215442A (en) * | 1937-12-15 | 1940-09-17 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Aluminum alloy as bearing metal |
FR2011017B1 (de) * | 1968-06-06 | 1975-08-22 | Furukawa Electric Co Ltd |
-
1973
- 1973-05-10 SU SU1921777A patent/SU479813A1/ru active
-
1974
- 1974-05-08 CS CS7400003315A patent/CS186886B1/cs unknown
- 1974-05-09 DE DE2422371A patent/DE2422371C3/de not_active Expired
- 1974-05-09 GB GB2060774A patent/GB1425805A/en not_active Expired
- 1974-05-10 US US05/469,023 patent/US3950164A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-05-10 FR FR7416303A patent/FR2228852B1/fr not_active Expired
- 1974-05-10 IT IT22585/74A patent/IT1034048B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2422371A1 (de) | 1974-11-21 |
FR2228852B1 (de) | 1976-06-25 |
DE2422371C3 (de) | 1980-11-06 |
US3950164A (en) | 1976-04-13 |
IT1034048B (it) | 1979-09-10 |
GB1425805A (en) | 1976-02-18 |
SU479813A1 (ru) | 1975-08-05 |
FR2228852A1 (de) | 1974-12-06 |
CS186886B1 (en) | 1978-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT502310B1 (de) | Eine al-zn-mg-cu-legierung | |
EP1888798B1 (de) | Aluminium-gleitlagerlegierung | |
CA2135790C (en) | Low density, high strength al-li alloy having high toughness at elevated temperatures | |
EP3024958B1 (de) | Hochwarmfeste aluminiumgusslegierung und gussteil für verbrennungsmotoren gegossen aus einer solchen legierung | |
EP1518000A1 (de) | Al-cu-mg-ag-legierung mit si, halbzeug aus einer solchen legierung sowie verfahren zur herstellung eines solchen halbzeuges | |
DE3214303A1 (de) | Aluminium-lagerlegierung | |
DE2456857C3 (de) | Verwendung einer Nickelbasislegierung für unbeschichtete Bauteile im Heißgasteil von Turbinen | |
DE1558622B2 (de) | Legierungen auf der Basis von Kupfer | |
DE4323448C5 (de) | Aluminiumlegierung für mehrschichtige Gleitlager | |
DE3903178A1 (de) | Lagermaterial fuer einen verbrennungsmotor, verdichter oder dergleichen | |
DE4121994A1 (de) | Kupfer-nickel-zinn-legierung, verfahren zu ihrer behandlung sowie ihre verwendung | |
DE3120978A1 (de) | "ausscheidungshaertbare legierung fuer straggiesskokillen" | |
DE3486352T2 (de) | Aluminium-Lithium-Legierung. | |
DE2255824A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer knetlegierung auf zinkbasis | |
DE60310298T2 (de) | Alu-Legierung mit guter Schneidbarkeit, ein Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Artikels, und der geschmiedete Artikel | |
DE4328612A1 (de) | Gleitlager für ein Gehäuse aus einer leichten Legierung | |
DE2422371C3 (de) | Aluminiumlegierung mit Antimon und Kupfer für Gleitlager | |
DE2641924C2 (de) | Austenitische Ni-Cv-Legierung hoher Korrosionsbeständigkeit und Warmverformbarkeit | |
DE3000772C2 (de) | Zinnhaltige Aluminium-Lagerlegierung | |
DE3626435C2 (de) | ||
DE3240041C2 (de) | Verwendung einer Aluminium-Gußlegierung | |
DE3000775C2 (de) | Zinnhaltige Aluminium-Lagerlegierung | |
DE2818099A1 (de) | Weissmetall-legierung und deren verwendung | |
DE102013210663A1 (de) | Gleitlagerverbundwerkstoff mit Aluminium-Zwischenschicht | |
DE3000774C2 (de) | Zinnhaltige Aluminium-Lagerlegierung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |