DE2742729B2

DE2742729B2 - WeißmetaJl-Lagerlegierungen auf Zinnbasis

Info

Publication number: DE2742729B2
Application number: DE2742729A
Authority: DE
Inventors: Sanae Nagoya Mori (Japan)
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-05-31
Also published as: DE2742729C3; DE2742729A1; BE859059A; JPS5716176B2; JPS53131922A; GB1552051A; US4150983A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der -,-. bekannten üblichen Weißmctall-Lagcrlcgierungen auf Zinnbasis.

Weißmetall-Lagerlegierungcn auf Zinnbasis, wie sie bekann! sind, enthalten im allgemeinen I bis 10% Cu, 3 bis 15% Sb und 0 bis weniger als 15% Pb, wobei alle die ho Prozentangaben auf das Gewicht bezogen sind und wobei der Rest Sn ist und unvermeidbare Verunreinigungen eingeschlossen sind.

Unter den üblichen Legierungen wird diejenige, die kein Blei enthält, als ein Material für hohe Geschwindig- (,-> keilen und für Lager mit hohen Belastungen verwendet. Wird diese Legierungsart für große Schiffsdieselmtischinen oder für andere allgemeine Industriemaschinen verwendet, dann ist es wesentlich, daß man /um Erzielen guter Eigenschaften des Lagers die Struktur der Legierung feinkörnig macht. Gewöhnlich wird ein Abschrecken nach dem Gießen als die einzigste

*> Möglichkeit angesehen, um dies zu erzielen.

Ein Problem liegt jedoch vor, daß mildem Ansteigen der Größe und der Kompliziertheit der Konstruktion des Lagers es außerordentlich schwierig wird dieses zur Zeit des Gießens wirksam abzuschrecken.

ίο Die vorliegende Erfindung trägt zur Lösung dieses Problems bei und beruht auf zahlreichen Untersuchungen und Experimenten. Es wurde festgestellt, daß durch die Zugabe von geringeren Mengen anderer Elemente zu den üblichen Legierungen eine Verfeinerung des

i^:. Kornes ermöglicht wird, ohne daß man Abschrecken muß und daß selbst durch langsames Abkühlen allein die kubischen Kristallkörner (SbSn) und nadeiförmigen Kristallkörper (CubSns), die in den Strukturen der Legierungen erkennbar sind, in feinkörniger Form

in kristallisiert werden können und daß dadurch die Lagereigenschaften beachtlich verbessen werden können.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue, auf Zinn aufgebaute Weißmetall-Lagerlegierung zur Verfügung

2ί zu stellen, in welcher die kubischen Kristallkörner und die nadeiförmigen Kristallkörner ir. der Legierungsstruktur sehr fein ausgebildet werden können, indem man lediglich nach dem Gießen langsam kühlt, wodurch die Eigenschaften der Legierung als Lagerlegierung

ίο verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Zusatz von Cr und Seltene Erdmetalle zu den bekannten üblichen Weißmetall-Lagerlegierungen auf Zinnbasis oder durch Zugabe von Cr und Mg zu derartigen

π Legierungen gelöst.

Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung werden neue Wcißmetall-Lagerlegicrungcn auf Zinnbasis zur Verfügung gestellt, bei denen Cr. Seltene Erdmetalle und Mg undijc'er Cd und/oder Co

4i) zu den bekannten üblichen Legierungen zugegeben wird, wobei auch in diesem Fall die kubischen und nadclförmigen Kristallkörner in der Legierung ausgebildet werden und man eine feinkörnige Struktur lediglich durch langsames Kühlen nach dem Gießen erhält.

r> Die Weißmetall-Lagcrlcgicrungen auf Zinnbasis gemäß der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden:

(1) Eine Weißmetall-Lagcrlegicrung auf Zinnbasis, enthaltend 0,005 bis 0,5 Gew.-% Cr und 0,001 bis 1% eines oder mehrerer der Seltenen Erdmetalle zusätzlich zu den Zusammensetzungen der üblichen auf Zinnbasis aufgebauten Weißmetall-Lagerlegierungcn.

(2) Eine Weißmetall-Lagcrlegieriing auf Zinnbasis, enthaltend 0,005 bis 5 Gew.-% Cr und 0,001 bis 1% Mg zusätzlich zu den Zusammensetzungen der üblichen auf Zinnbasis aufgebauten Weißmetall-Lagerlegierungcn.

(3) Eine Weißmetall-Lagerlegierung auf Zinnbasis, enthaltend 0,005 bis 0,5 Gew.-% Cr, 0,001 bis 1% eines oder mehrerer der Seltenen Erdmetalle und 0,001 bis 1% Mg zusätzlich zu den Zusammensetzungen der üblichen auf Zinn aufgebauten Weißmetall-Lagerlegierungen.

(4) Weißmetall-Lagerlegierungcn auf Zinnbasis, wie vorher unter (I) bis (3) beschrieben, wobei weiterhin 0.1 bis 2% Cd zugegeben wurde.

(5) WeiQmeiall-Lügerlegierungen uuf Zinnbasis, wie vorher in (I) bis (3) beschrieben, wobei 0,005 bis 0,5% Co zusätzlich zugegeben wurde.

(b) Weißmetall-Lagerlegierungen auf Zinnbasis, wie vorher in (1) bis (3) beschrieben, worin 0,1 bis 2Gew.-% Cd und 0.005 bis 0,5Gew.-% Co zusätzlich zugegeben werden.

Fig. I bis 13 sind Mikrofotografien in lOOfuchcr Vergrößerung von Weißmetall-Lagerlegierungen auf Zinnbasis. Die Fotos in der linken Reihe zeigen die Strukturen nach dem Abschrecken und in der rechten Reihe die Strukturen nach dem langsamen Abkühlen.

F i g. I bis 3 zeigen Legierungsstrukturen der üblichen Legierungen;

Fig.4 bis Il zeigen Legierungsstrukturen der erfindungsgemäßen Legierungen;

Fig. 12 und 13 zeigen Legierungsstrukturen der Legierungen für Vergleichszwecke;

Fig. 14 bis 16 zeigen die Wirkung der Additive auf die kubischen und nadelfönnigen Krisiaükömer in den Legierungen gemäß der Erfindung;

Fig. 17 zeigt die Wirkung des Cd-Zusatzes auf die Zugfestigkeit der Legierung gemäß der Erfindung.

Der Grund, warum die oberen und unteren Grenzwerte für die Mengen der zuzufügenden Elemente innerhalb der vorerwähnten Prozentsätze festgelegt wurde und die vorteilhaften Wirkungen dieses Eiementenzusatzes werden nachfolgend noch angegeben.

(1) Cr:0.005bis0,5%

Dadurch werden nadeiförmige Kristallkörner gebildet und die Festigkeit, insbesondere die Dehnbarkeit, werden erhöht. Mit weniger ais 0,005% ist der Impfeffekt nur gering. Bei einer Zugabe von mehr als 0,5% wird kein weiterer Effekt erzielt. Die unnötige Zugabe von Chrom erhöht die Oxidation der Schmelze und vermindert ihre Gießbarkeit.

(2) Das Seltene Erdmetall bzw. die Seltenen Erdmetalle: 0.001 bis 1 °/o

Diese Elemente ergeben zusammen mit Cr eine Verfeinerung der kubischen Krislallkörner und eine Erhöhung der Festigkeit und der weiteren Dehnbarkeit. Verwendet man weniger als 0,001%. so werden merkliche Impfeffekte nicht erzielt. Die Wirkung der Zugabe nimmt mit Ansteigen auf 1% ab. tine darüber hinausgehende Zugabe erhöht die Oxidation des geschmolzenen Metalls und vermindert die Gießbarkeit Von dem Seltenen Erdmetall oder Seltenen Erdmetallen, das oder die man zusetzt, kommen ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe, bestehend aus Ce, La, Y, Nd, Pr und Sn oder Mischungen davon oder auch Mischmetall (beispielsweise solche Legierungen, die auf dem Markt sind und die annähernd 48 bis 98% Ce und als Rest im wesentlichen die anderen Seltenen Erdelemente, wie La, Nd, Pr und Sm enthalten) in Frage. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Mischung von Seltenen Erdmetallen, nämlich ein Mischmctall aus 48% Ce, J0% La, 10% Nd. 5% Pr und 7% insgesamt Pn, Sm und Eu verwendet (diese Mischung wird nachfolgend einfach als Seltene Erdelemente oder -metalle bezeichnet).

(3) Cd: 0,1 bis 2%

Dieses Element erhöht die Festigkeit, ohne die Zähigkeit der Legierung zu beeinflussen. Die Erhöhung der Festigkeit ist gering, wenn weniger als 0,1% verwendet werden. Eine Zugabe in Mengen oberhalb 2% macht die Legierung brüchig und erniedrigt auch die Festigkeit bei ho'nen Temperaturen, weil eine eutektische Reaktion mit dem Sn stattfindet.

■i (4) Co: 0,005 bis 0,5%

Dieses bewirkt zusammen mit Chrom einr. synergistische Wirkung hinsichtlich der Verfeinerung der nadeiförmigen Kristallkörner und eine Erhöhung der Festigkeit und insbesondere auch der

lu Dehnung. Die Zugabe in Mengen von weniger als

0,005% ergibt nur einen geringen Effekt auf die Animpfung und die Zugabe in einem Überschuß über 0,5% verbessert die Wirkung nicht mehr. Eine unnötige, im Überschuß erfolgende Zugabe erhöht

Ij die Oxidation der geschmolzenen Legierung und

verschlechtert die Vergießbarkeit des geschmolzenen Metalls.
(5) Mg:0,001 bis 1%

Zusammenwirkend mit Cr hat dieses eine synergi-

2(i stische Wirkung auf die Verf'.. ^:ierung der nadeiförmigen Kristallkörner und bewir.'.! eine Erhöhung der Festigkeit, insbesondere der Dehnung. Gibt man weniger als 0,001% hinzu, so ist die Impfwirkung gering und die Wirkung nimmt bei

i", Zugabe von 1% ab. Eine unnötige Zugabe

beschleunigt die Oxidation der geschmolzenen Legierung und erniedrigt deren Vergießbarkeil.

(fc) Die kombinierte Wirkung der vorerwähnten Additive Cr. Seltene Erdmetalle und Cd oder Cr.

in Mg und Cd:

Die kombinierte Wirkung auf Cr und Seltenen Erdmetallen oder Cr und Mg ergibt eine Verfeinerung sowohl der kubischen Kristallkörner als auch der nadeiförmigen Kristallkörner und die weitere

r> Zugabe von Cd bewirkt eine Erhöhung der

Festigkeit.

(7) Die kombinierte Wirkung der vorher erwähnten Additive Cr. Seltene Erdmetalle und Co oder Cr. Mg und Co:

4(i Die kombinierte Wirkung von Cr. Seltenen

Erdmetallen oder Cr. Mg und Co bewirkt sowohl eine extreme Verkleinerung der kubischen Kristallkörner als auch der nadeiförmigen Kris'allkörner.

(8) Die kombinierte Wirkung der vorerwähnten 4) Additive Cr. Seltene Erdmetalle, Co und Cd oder Cr. Mg, Co und Cd:

Durch die kombinierte Wirkung von Cr. Seltenen Erdmetallen und Co oder Cr, Mg und Co werden die kubischen Kristallkörner und die nadeiförmigen vi Kristallkörnrr extrem klein und durch die weitere

Zugabe von Cd wird eine höhere Festigkeit erzielt.

(9) Die kombinierte Wirkung der Additive Mg und Seltene Erdmetalle:

Durch die Zugabc von Mg oder Seltenen -,-> Erdmetallen zu den üblichen auf Zinn aufgebauten

Wcißmetall-Lagerlegierungen werden die kubischen und nadeiförmigen Kristalle nicht kleiner. Die Zugf,be von Mg iusammen mit Seltenen Erdmetallen hat keinen Einfluß auf die Verkleinern rung der kubischen und nadelförmigen KrisiaUkörner.

Nachfolgend sollen die erfindungsgemäßen Legierungen mit den üblichen Legierungen und anderen b5 Legierungen in den Tabellen I und 2 und in F i g. 1 bis 17 verglichen werden. Die Gießmethode und die Prüfbedingungen waren für alle Legierungen, die in Tabelle 3 gezeigt werden, die gleichen.

Tabelle I	Zeich-	Chemische Zusammensetzung	Sb	Cd	(%)	Co	Seltene	Mg	Sn
An der Legierung	Nr.	Cu			Cr		Erdmetalle
			9.3	_					Resi
	Fig. I	3.5	9,2	0.6		—	—	_	Rest
übliche Legierungen	F ig. 2	3.4	9,5	0.7	—	-	-	-	Rest
	Fig. 3	3,3	9.5		0.09	_	0.10	_-	Rest
	F ig. 4	3.5	9.4	0.7	0,09	—	0.10	—	Rest
erfindungsgemäße	F i g. 5	3,4	8.7	-	0.10	0.1 I	0.10	—	Rest
Legierungen	F i g. 6	3.5	9.9	0.7	0.10	0,12	0,10	—	Rest
	F i g. 7	3.4	9.5	—	0.09	—	—	0.05	ReM
	F i g. 8	3.5	9.4	0.7	0.10	_	—	0,05	Rest
	F i g. 9	3.4	9.2	—	0,09	0,12	_	0,05	Rest
	Fig. 10	3.3	9.1	0.7	0,08	0,12	-	0,05	Rest
	F i g. 1 I	3,4	8.4	0.7	0,09	_	0.10	_	Rest
	F i g. 12	3,2	8.5	0.6	—	—	—	0,05	Rest
Vergleich slcgierungcn	Fig. 13	3.2		—

Anmerkung:

In der Tabelle I werden die für die Seltenen Erdmetalle und Mg eingegebenen Mengen Mengen bezogen, während die Mengen der anderen Elemente diejenigen sind, die man der jeweiligen Legierung erhält.

auf die tatsächlich zugefügten durch eine chemische \nal\se

Tabelle 2

An der Legierung

übliche Legierungen

erfindungsgemäße
Legierungen

Vergleichslegierungen

Zeich-	Mechanische	Eigenschaften	Vickers-	langsam abgeKiihll	Dehnung	Vickers
Nr	abgcschrecki		Härte	Zugfcslig		Häric
	Zugfestig	Dehnung	(HV)	keil	(%)	(HV)
	keit		27	(kg/mm·)	3	22.5
	(kg/mm^;)	(%)	29.5	6.2	3,5	25.5
Fig. 1	9,6	8.5	29	6.7	6	26.5
F ig. 2	10.0		25	7.9	8	25
F ig. 3	iO.O	15.5	30	8,1	7	27.5
Fig. 4	9.0	20	26	8.2	8.5	25
Fig. 5	10.0	17	29	8,2	9	27,5
F ig. 6	9.1	17	25	9.5	10	25
F ig. 7	10,5	21.5	29	8.0	9,5	26.5
Fig. 8	9.0	19	25	8.1	11.8	24
F ig. 9	10.2	20.5	29	7.9	8	28.5
Fig. 10	9.2	19.5	30	9.7	3	27
F i g. 11	10.7	20.5	28	6.6	5	26.5
F i g. 12	10.4	11		7,8
F i g. 13	10.2	12.5

Tabelle 3 Kühlverfahren

Gieß- Form

temperatur temperatur

Verfestigungszeit

Gießbedingungen

abschrecken 450^cC

langsames Abkühlen 500^cC

Raumtemperatur 10 Sekunden
300⁰C 15 Minuten

Fig. 1 bis 13 sind Mikrofotografien von lOOfachen Vergrößerungen. Sie zeigen die Struktur der Prüfkörper, die man durch Probestücke von üblichen Legierungen, den erfindungsgemäßeri Legierungen und den Vergleichsiegierungen erhielt, welche die Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 hatten und die unier den in Tabelle 3 angegebenen Gießbedingungen hergestellt

worden waren. Tabelle 2 zeigt die mechanischen Eigenschaften der Legierungen mit den chemischen Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind.

F i g. 1 bis 3 zeigen die Strukturen im abgeschreckten Zustand (die Fotografien auf der linken Seite) und solche, die langsam gekühlt wurden (die Fotografien auf

der rechten Seile) bei bekannten Legierungen. Die l.cgierungsstrukluren in I'i g. I bestehen hauptsächlich aus Sn und enthalten Cu und Sb. In Fig. 2 werden festere Legierungsstrukturen gezeigt, bei denen zusätzlich noch Cd in der Legierung der F i g. I enthalten ist.

Fig. 3 zcigl verfestigte Legierungsstrukturen der Legierung von F i g. 2, die mit Chrom angeimpft wurde.

1rig. 4 bis Il zeigen die Legierungen gemäß der Erfindung, wobei die Fotografien auf der linken Seite die Strukturen nach dem Abschrecken zeigen und die l-otograficn auf der rechten Seile die Strukturen /eigen, die man beim langsamen Abkühlen erhält. In F i g. 4 werden Legierungsstrukturen gezeigt, bei denen kubische und nadeiförmige Kristallkörncr verfeinert werden. Diese Legierungen wurden hergestellt, indem man Cr und Seltene Frdelcmcnic zu den Legierungen gemäß Fig. I hinzufügte. Wie .ms diesen Fotos hervorgehl, sind die nadelförmigcii Kristallkörner und kubischen Kristallkörncr. insbesondere die lel/leren. sehr viel feiner im Vergleich zu denen, die man bei den herkömmlichen Legierungen erkennt.

In F i g. ^r> werden Legierungsstrukturen der Legierungen gezeigt, bei denen Cr und Seltene Erdmetalle zugegeben wurden, wodurch sowohl die kubischen als auch die nadelförm gen Krislallkörner sehr fein werden und wobei weiterhin Cd zugegeben wurde, wodurch die F'estigkeit der Legierung gemäß F i g. I erhöhl wurde.

F i g. b zeig! die Strukturen einer Legierung, bei denen die kubischen und die nadeiförmigen Krisiallkörncr durch Zugabe von Cr. Co und Seltenen Frdmetallcn zu den Legierungen gemäß Fig. I verfeinert wurden. Fs kann festgestellt werden von diesen Fotografien, daß die nadeiförmigen Krislallkörner sehr klein durch die kombinierte Wirkung von Cr und Co werden.

F i g. 7 zeigt eine Legicrungsstruklur, bei welcher kubische und nadeiförmige Kristallkörner durch die Zugabe von Cr. Co und Seltenen Eirdnietallcn zu den Legierungen gemäß F"ig.] verfeinert werden, wobei man auch eine Erhöhung der Festigkeit durch weitere Zugabe von Cd erhält.

Fig. 8 zeigt die MikroStruktur einer Legierung, die erhalten wurde durch Zugabe von Cr und Mg zu den Legierungen gemäß Fig. 1. Wie ;;us den Fotografien klar ersichtlich wird, sind die nadelformigen Kristallköri.er und die kubischen Kristallkölner viel kleiner im Vergleich zu denen der üblichen Legierungen. Diese Kornverfeinerung ist besonders bemerkenswert bei den kubischen Kristallkörnern.

F i g. 9 zeigt die Strukturen einer Legierung, die durch Zugabe von Cr und Mg zu den Legierungen gemäß Fig. 1 erzielt wurde, wodurch nicht nur eine Verfeinerung der kubischen und nadeiförmigen Kristallkörner erfolgte, sondern durch Zugabe von Cd auch eine Erhöhung der Festigkeit.

Fig. 10 zeigt die Struktur einer Legierung, die erhalten wurde durch Zugabe von C r, Co und Mg zu der Legierung gemäß F i g. 1. um dadurch die kubischen und nadeiförmigen Kristallkörner darin zu verfeinern. Aus diesem Foto wird ersichtlich, daß die kubischen und nadeiförmigen Kristallkörner sehr klein durch die kombinierte Wirkung von Cr und Co werden.

Fig. 11 ist eine MikroStruktur einer Legierung, die erhalten wurde durch Zugabe von Cr. Co und Mg zu der Legierung gemäß Fig. 1, wodurch die kubischen und nadeiförmigen Kristallkörner wesentlich kleiner wur den und durch die Zugabe von Cd, wodurch die Festigkeit der Legierung erhöht wurde.

Fig. 11 und 12 zeigen Legierungsstrukturen für

Vcrgleichszwcckc. Die Fotografien auf der linken Seile zeigen Strukturen von Legierungen, die abgeschreckt wurden, und die Fotografien auf der rechten Seite zeigen solche von Legierungen, die langsam gekühlt wurden. In Fig. 12 wird die Struktur einer Legierung gezeigt, die durch Zugabe von Seltenen Crdmctallcn erhallen wurde und in Fig. 13 wird die Struktur einer Legierung gezeigt, die durch Zugabe von Mg zu der Legierung gemäß Fig. 2 erhalten wurde. Wie aus den Fotografien deutlich hervorgeht, sind die Strukturen tiarin überhaupt nicht verfeinert im Vergleich zu denen der üblichen Legierungen. Dies zeigt, daß die Zugabe von Mg oder Seltenen Erdmctallcn allcine nicht ausreicht, um eine Verfeinerung der Kristallkörncr zu bewirken.

Aufgrund von zahlreichen Versuchen wurde festgestellt, daß die Zugabe einer Kombination von Cr und Seltenen Erdmctallen oder von Cr und Mg oder Cr, Mg und Seltenen Erdmetallen zu den üblichen Weißmetalll.agerlcgierungcn auf Zinnbasis, bestehend aus Cu. Sb und Sn. eine kombinierte Wirkung auf die Verfeinerung der nadeiförmigen Kristallkörncr und noch bemerkenswerter auf die kubischen Kristallkörncr hai und daß durch die weitere Zugabe von Co eine weitere Verfeinerung der kubischen und nadclförmigen Kristallkörner durch die kombinierte Wirkung erzieh wird und daß durch die weitere Zugabe von Cd eine Erhöhung der Festigkeit der Legierungen erzielt wird.

In Tabelle 2 werden die Ergebnisse von Versuchen gezeigt, bei denen die mechanischen Eigenschaften (nach Abschrecken oder nach langsamem Abkühlen) der üblichen Legierungen, der erfindungsgemäßen Legierungen und der Legierungen für Vergleichszwekkc verglichen werden. Aus dieser Tabelle kann man entnehmen, daß die erfindungsgemäßen Legierungen, insbesondere die Legierungen, die langsam gekühlt wurden, den üblichen Legierungen hinsichtlich dor Festigkeit aufgrund der bewirkten Kornverfeinerung überlegen sind.

Fig. 14 bis 17 zeigen den Zusammenhang zwischt ι den zugegebenen Mengen der zugegebenen Elemente und deren Wirkung auf die Legierungen gemäß der Erfindung. Die Wirkung, welche durch Cr und Seltene Erdmetalle oder Cr und Mg auf die Verfeinerung der kubischen Kristallkörner ausmachte, wenn man die Legierungen langsam kühlte (unter den gleichen Ciießbedingungen. wie in Tabelle 3 angezeigt), wird in Fig. 14 gezeigt, in welcher die vertikale Achse die mittlere Länge einer Seite der nadeiförmigen Kristallkörner angibt und die horizontale Achse die Mengen an Mg und Seltenen Erdmetall(en). Während die Mengen von Cu und Sb bei 3,5% bzw. 9% Gehalten gehalten wurde, variierte die Menge an Cr zwischen drei verschiedenen Werten, nämlich 0.005%, 0.1 % und 0.5%.

Die Grafik zeigt an, daß die kombinierte Wirkung durch die Zugabe von Cr und Seltenen Erdmetall oder -metallen oder Cr und Mg eine Verfeinerung der kubischen Kristallkörner bewirkt. Die Kombination von Cr mit Seltenen Erdmetall oder -metallen oder mit Mg zeigt den kornverkleinernden Effekt bei Cr-Mengen von 0.005% oder mehr, aber diese Wirkung nimmt nicht mehr zu, wenn Cr 0,5% übersteigt. Aus der grafischen Darstellung ist auch ersichtlich, daß sowohl das Seltene Erdmetall oder die Seltenen Erdmetalle und Mg nicht wirksam die kubischen Kristsllkorner verfeinern können, wenn sie in Mengen von weniger als 0.001% zugegeben werden, und daß die Wirkung nicht mehr erhöht wird, wenn sie in Mengen, die 1% übersteigen.

zugegeben werden.

F i g. 15 zeigt die Wirkung von Cr auf die Kornverfdrierung der nadclförmigcn Kristallkörner in den Legierungen beim langsamen Kühlen (wie bei den Gießbedingungen in Tabelle 3).

Die grafische Darstellung zeigt, daß Cr wirksam ist hinsichtlich der Verfeinerung der nadeiförmigen Kristallkörner bei einem Prozentsalz, von Cr von 0,005% oder mehr, aber daß diese Wirkung aufhört, wenn man den Prozentsatz, von Chrom über 0.5% erhöht.

Die Wirkung von Cr und Co auf die Größe dor nadclförmigen Kristallkörner in den Legierungen beim langsamen Abkühlen (wie den Gießbedingungen gemüß Tabelle J), wird in Fig. 16 gezeigt, in welcher der Prozentsatz an Cu 3.5%. der an Sb 9% ist. Man kann aus der grafischen Darstellung erkennen, daß die Kombinationswirkung von Cr und Co. die nadeiförmigen Kristallkörner sehr klein in der Länge macht und daß diese Wirkung beobachtet werden kann bei einem Gehalt, bei dem Cr und Co 0,005% übersteigen und bei einem Gehalt oberhalb 0.5% nicht weiter ansteigt.

Fig. 17 zeigt die Wirkung der Mengen an Cd auf die Zugfestigkeit.

Die Mengen an anderen F.lcmenten, die 3,5% Cu₁ 9% Sb, 0.1% Cr und 0,1% Seltene l"rdmetall(e) wurden alle konstant gehalten.

Die für die Zugprobenfestigkeit verwendeten Testslücke waren aus "robesiüeken nach dem Abschrecken hergestellt worden. Die grafische Darstellung zeigt an. daß die Zugabe von Cd zu der Legierung, bei welcher die Struktur durch die Zugabe von Cr und Seltenen F'rdmetall(en) zu den üblichen Legierungen verfeinert wurde, ausreicht, um die Zugfestigkeit zu erhöhen.

Das Kadmium beginnt eine solche Wirkung zu zeigen, wenn seine Mengen 0,1% übersteigen. Übersteigt die Menge 2%, dann nimmt jedoch die Dehnung ab und die Festigkeit bei hohen Temperaturen geht verloren wegen der eutekiischen Reaktion mit Sn.

Nach einem der zahlreichen Ausführungsformen bei ilen Legierungen gemäß der Frfindiing kann ein oder können mehrere Seltene F.rdmetall(e) wirksam zusammen mit Cr verwendet werden, um die kubischen und nadeiförmigen Krislallkörner kleiner zu machen. Aber es ist besonders vorteilhaft, ein Mischmetall zu verwenden, und zwar sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus praktischen Gründen.

Wie vorher erwähnt, weisen die erfindungsgemäßen Legierungen, bei denen die kubischen und nadclförmigen Kristallkörner kleiner gemacht werden als bei den üblichen Weißmctall-Lagerlegierungen auf Zinnbasis, verbesserte I .agereigenschaf ten auf und sind deshalb als Lager für große Sehiffsdicselmaschinen und andere große Maschinen oder Vorrichtungen geeignet.

Hier/u 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Weißmetall-Lagerlegierung auf Zinnbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

1 bis 10% Kupfer
3 bis 15% Antimon

0 bis 15% Blei
0,005 bis 0,5% Chrom

0,001 bis 1 % eines oder mehrerer der seltenen

Erdmetalle,

Rest Zinn und herstellungsbedingten Verunreinigungen

besteht.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seltenen Erdmetalle als Mischmetall zugesetzt worden sind.

3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,005 bis. 0,5% Kobalt enthält.

4. Legierung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,1 bis 2% Cadmium enthält.

5. Legierung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,001 bis 1 % Magnesium enthält.

6. Weißmetall-Lagerlegierung auf Zinnbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

1 bis 10% Kupfer
3 bis 1 j% Antimon
0 bis 15% Plei
0,005 bis 0.5% Ch-om
0,001 bisO,l%Magnesiui,

Rest Zinn und herstellungsbedingten Verunreinigungen

besteht.

7. Legierung nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,1 bis 2% Cadmium enthält.

8. Legierung nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,005 bis 0,5% Kobalt enthält.