DE4026907A1 - Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number
DE4026907A1
DE4026907A1 DE4026907A DE4026907A DE4026907A1 DE 4026907 A1 DE4026907 A1 DE 4026907A1 DE 4026907 A DE4026907 A DE 4026907A DE 4026907 A DE4026907 A DE 4026907A DE 4026907 A1 DE4026907 A1 DE 4026907A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
alloy
bearing material
melt
soft phases
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.)
Withdrawn
Application number
DE4026907A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Dipl Ing Mergen
Erich Dipl Chem Dr Hodes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Glyco Metall Werke Glyco BV and Co KG
Original Assignee
GLYCO METALL WERKE
Glyco AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GLYCO METALL WERKE, Glyco AG filed Critical GLYCO METALL WERKE
Priority to DE4026907A priority Critical patent/DE4026907A1/de
Priority to DE59108523T priority patent/DE59108523D1/de
Priority to JP3513840A priority patent/JPH05502063A/ja
Priority to BR919106632A priority patent/BR9106632A/pt
Priority to EP91914474A priority patent/EP0497944B1/de
Priority to PCT/DE1991/000664 priority patent/WO1992003239A1/de
Priority to AT91914474T priority patent/ATE148379T1/de
Publication of DE4026907A1 publication Critical patent/DE4026907A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Werkstoffe für Gleitlager sollen idealerweise eine Kombination zahlreicher stark ausgeprägter Eigenschaften besitzen, wie Anpassung an die Geometrie des Reibpartners, Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfe­ stigkeit, günstige Reibzahl, erhöhten Fließwiderstand, hohe Wechsellastfestigkeit, gute Warmfestigkeit, sichere Notlauf­ eigenschäften, gute Bindung an einen Träger, insbesondere an Stahlstützschalen, und Reproduzierbarkeit dieser Eigenschaften auch bei der Serienherstellung sowie möglichst einfache Her­ stellbarkeit. Bislang mußte man bei dieser Vielzahl von Anforde­ rungen stets Kompromisse eingehen und entweder bezüglich bestimmter mechanischer Eigenschaften oder bezüglich der Gleiteigenschaften Nachteile hinnehmen.
Ein bekanntes Verfahrensprinzip für die Herstellung von Lager­ werkstoffen ist jenes der Schichtverbunde, bei denen die Summe der einzelnen Werkstoffschichten die Gesamtheit der erwünschten Werkstoffeigenschaften ergeben soll. Allgemein bestehen diese Verbunde aus einer Stahlstützschale, einer Lagermetallschicht und einer Gleitschicht, wobei oftmals noch zusätzliche Dünn­ schichten mit spezifischen Eigenschaften, wie Diffusionssperr­ schichten oder Bindungsverbesserungsschichten, hinzutreten. Die Herstellung solcher Schichtverbunde ist verfahrenstechnisch relativ aufwendig.
Es ist auch bereits bekannt, monotektische Systeme, wie solche auf der Basis von Aluminium und Blei, als Lagerwerkstoff zu verwenden, die in flüssigem Zustand seigern. Eine solche Steigerung wurde bisher als unerwünscht angesehen, weswegen bestimmte Verfahren entwickelt wurden, die den Einphasenzustand beim Gießen der Legierung einfrieren sollen und allenfalls in der Aluminiummatrix gleichmäßig verteilte extrem feine Bleiaus­ scheidungen ergeben. Hierzu wird auf die DE-AS 22 63 268 hingewiesen.
Weiterhin ist es aus der DE-PS 21 30 421 bekannt, bestimmte monotektische Systeme, wie solche auf der Basis von Aluminum und Blei, mit Hilfe eines Gasstrahles auf einer Unterlageschicht aufzusprühen, wobei wiederum eine Entmischung eintritt, aufgrund derer das Blei als äußerst feine Teilchen in der gesamten Aluminiummatrix vorliegt. Ein ähnliches Verfahren zum Aufsprühen von geschmolzenen Metalltröpfchen auf dem Lagermaterial eines Verbundstoffes für Gleitlager beschreibt die DE-OS 22 41 628. In beiden Fällen gelten die oben für Verbunde dargelegten Nach­ teile, da das monotektische System lediglich als Gleitschicht dient. Außerdem besitzen die so erhaltenen Lagerwerkstoffe keineswegs die erwünschte Eigenschaftskombination.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, in einem möglichst einfachen Verfahren herstellbare Lagerwerk­ stoffe mit verbesserten mechanischen Eigenschaften ohne Einbuße der Gleiteigenschaften zu bekommen.
Der erfindungsgemäße Lagerwerkstoff ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Matrix aus einer Metall-Legierung, die mit Pb-Basis-Werkstoffen ein monotektisches System bildet, und darin derart disperten, im wesentlichen kugelförmigen Weichphasen aus einem Pb-Basis- Werkstoff, daß die Konzentration der Weichphasen in der Matrix zu einer Oberfläche des Lagerwerkstoffes hin zunimmt, besteht.
Dieser Lagerwerkstoff, der entweder in der Form eines Massiv­ werkstoffes selbttragend oder als Schicht auf einem Substrat ein Verbundwerkstoff sein kann, besitzt somit in sich sowohl die Lagermetallschicht mit einer hervorragenden Eigenschaftskom­ bination als auch die Gleitschicht mit hervorragenden Gleit­ eigenschaften, wobei beide Schichten erfindungsgemäß in einem Arbeitsgang herstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Lagerwerk­ stoffe ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze, die im Gemisch Legierungsbestandteile, welche mit Pb-Basis-Werkstoffen ein monotektisches System bilden, sowie Legierungsbestandteile, die einen Pb-Basis-Werkstoff bilden, enthält, derart auf ein Substrat gießt und dabei die Werkstoffdicke, die Abkühlbedingun­ gen und die Zusammensetzung der Schmelze derart einstellt, daß sich der Pb-Basis-Werkstoff in flüssigem Zustand unter der Schwerkraft von dem Rest der Schmelze abtrennt und im unteren Bereich des Werkstoffes in disperser Weise konzentriert.
Während bisher bei der Herstellung von Lagerwerkstoffen der Schwereseigerungseffekt als nachteilig angesehen wurde und man einen möglichst homogenen Zustand im festen Werkstoff anstrebte, nutzt das erfindungsgemäße Verfahren gezielt diesen Schweresei­ gerungseffekt monotektischer Systeme aus, um in einem Arbeits­ gang die Lagermetallschicht und die Gleitschicht herzustellen. Wenn hier von monotektischen Systemen die Rede ist, so sind dies solche, die die Neigung besitzen, sich im flüssigen Zustand zu trennen.
Dadurch, daß die Lagermetallschicht und die Gleitschicht in einem einzigem Arbeitsgang gewonnen werden und dies durch direktes Aufgießen auf einen üblichen Träger, wie einen Stahl­ träger, geschehen kann, kann der gesamte Verbundwerkstoff in einem einzigen Gießvorgang gewonnen werden. Das Herstellungsver­ fahren ist daher gegenüber bekannten Verfahren sehr vereinfacht. Gleichzeitig bekommt man in dem Lagerwerkstoff eine optimale Eigenschaftskombination.
Der dem Substrat am nächsten liegende Bereich besteht im wesentlichen aus dem Matrixmaterial mit nur geringen kleinteili­ gen Abscheidungen des Pb-Basis-Werkstoffes, so daß dieser Bereich im wesentlichen die Eigenschaften der Matrixlegierung besitzt. Durch entsprechende Kombination der Legierungselemente kann für das Matrixmaterial im wesentlichen eine optimale Kombination der mechanischen und sonstigen Eigenschaften eingestellt werden, die man bei einer Lagermetallschicht haben möchte. Da sich andererseits der Pb-Basis-Werkstoff bei der Trennung im flüssigen Zustand unter der Schwerkraft aufgrund seines höheren spezifischen Gewichtes im unteren Bereich der gegossenen Schmelze ansammelt und dabei kleinere Pb-Basis- Werkstoffteilchen zu größeren kugelförmigen Teilchen zusammen­ fließen und da dieser untere Bereich im fertigen Lagerwerkstoff als Gleitschicht dient, besteht diese Gleitschicht im wesentli­ chen aus in die Matrixlegierung eingelagerten kugelformigen Weichphasen, die dieser Gleitschicht hervorragende Gleiteigen­ schaften verleihen.
Die Absinkgeschwindigkeit der im flüssigen Zustand abgeschiede­ nen Tröpfchen des Pb-Basis-Werkstoffes hängt, wie erwähnt, einerseits von dem Dichteunterschied gegenüber dem umgehenden Medium, von der Viskosität des umgebenden Mediums und der Tröpfchengröße ab. Die Viskosität hängt ihrerseits von der Temperatur ab. Da, wie oben ebenfalls erwähnt, die absinkenden Tröpfchen auf der Absinkstrecke durch Zusammenwachsen mit anderen Tröpfchen anwachsen, nimmt mit zunehmender Absink­ strecke, d. h. mit zunehmender Werkstoffdicke, der Einfangquer­ schnitt der Tröpfchen und deren Vergröberung zu. Werkstoffdicke, Abkühlbedingungen und Zusammensetzung der Schmelze, die ihrer­ seits für den Dichteunterschied verantwortlich ist, sind somit im Einzelfall durch Reihenversuche aufeinander abzustimmen, um jeweils für die vom Anwender verlangte Werkstoffdicke optimale Eigenschaften zu erzielen.
Zweckmäßig enthält die Matrix-Legierung als Basismetall A) Al. Cr, Ni, Fe, Mn, Si oder Cu und zusätzlich B) wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Be, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Si, As, Zn, Cu, Ni, Fe, Al und Li sowie C) wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Na, Ca, Co, N, B, Sr, Cd, In, Ag, Sn, Sb, Te, Bi, Pb, Tl und W, wobei die Elemente B) und C) jeweils verschieden von dem als Basismetall verwendeten Element A) sind. Das bevorzugte Basismetall der Matrix-Legierung ist Aluminium, so daß die bevorzugten Lagerwerkstoffe nach der Erfindung als Grundbestandteile Aluminium und Blei enthalten.
Bevorzugt sind alle Elemente B) zusammen in einer Menge von 0,5 bis 15, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% und die Elemente C) zusammen in einer Menge von 0,5 bis 10, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 6 Gew.-% enthalten, wobei diese Gewichtsprozente jeweils auf das Gewicht der Matrix-Legierung allein ohne die enthaltenen Weichphasen bezogen sind. Jedes einzelne der Elemente B) und C) ist in der Matrix-Legierung in einer Menge von 0,5 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 4 Gew.-%, wie bezogen auf das Gewicht der Matrix- Legierung allein ohne die enthaltenen Weichphasen, enthalten.
Wenn bezüglich der Weichphasen davon die Rede ist, daß sie aus einem Pb-Basis-Werkstoff bestehen sollen, so meint dies, daß die Weichphasen entweder elementares Blei oder eine Legierung mit Blei als Basismetall, d. h. als Hauptkomponente, sein können. Zweckmäßig liegen die Weichphasen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lagerwerkstoffes, in einer Menge von 2 bis 40, vorzugsweise 4 bis 30 Gew.-% vor.
Zusätzlich zu dem Basismetallblei können die Weichphasen als weitere Hauptkomponenten Bi, Sn und/oder In enthalten, und zwar vorzugsweise in einer auf das Gewicht der Weichphasen bezogenen Menge von bis 50 Gew.-%, besonders von 0,5 bis 30 Gew.-%.
Wenn die Weichphasen aus einer Legierung auf Bleibasis bestehen, enthalten sie günstigerweise zusätzlich als Legierungselemente wenigstens eines der Elemente Ag, As, Cd, Sb, K, Li, Na, Bi, Ca, Ce, Se und Te. Die Elemente aus dieser Gruppe sind, bezogen auf das Gewicht des Pb-Basis-Werkstoffes, vorzugsweise zusammen in einer Menge von bis 14 Gew.-%, besonders 0,1 bis 7 Gew.% enthalten, wobei jedes einzelne dieser Elemente, bezogen auf das Gewicht des Pb-Basis-Werkstoffes, in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 4 Gew.-% enthalten ist.
Die Dicke des an Weichphasen armen Bereiches und des an Weich­ phasen reichen Bereiches kann sehr unterschiedlich je nach der Abstimmung der Verfahrensmaßnahmen eingestellt werden. Als zweckmäßig für Gleitlager hat es sich aber erwiesen, daß in dem erfindungsgemäßen Lagerwerkstoff der Bereich, der maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht dieses Bereiches in einer bestimmten Flächenausdehnung, der Weichphasen enthält, 5 bis 50% der Dicke des gesamten Lagerwerkstoffes ausmacht.
Für bestimmte Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, in den Lagerwerkstoff zusätzlich Feststoffpartikel einzuarbeiten, die mit der Schmelze des erfindungsgemäßen Lagerwerkstoffes höch­ stens oberflächlich, vorzugsweise aber überhaupt nicht reagie­ ren. Solche Feststoffpartikel sind beispielsweise Hartstoffe, wie Metalloxide, Metallnitride, Metallcarbide, Metalloxycarbide, Metalloxynitride oder Silicate. Diese eingelagerten Feststoff­ partikel können aber auch beispielsweise Fasern aus anorgani­ schen Materialien sein.
Wie erwähnt, haben die eingelagerten Weichphasen im wesentlichen kugelförmiges Aussehen, was sich bei Dünnschliffen der erfin­ dungsgemäßen Werkstoffe unter dem Mikroskop zeigt. Dies besagt nur etwas über die Gesamtform der Weichphasen, wobei aber auch Verzerrungen dieser Kugelform oder Auszackungen oder Ausfransun­ gen der Oberfläche vorhanden sein können. Zweckmäßig wird die Größe der Weichphasen durch die Abstimmung der Herstellungs­ bedingungen, insbesondere durch Steuerung der Absinkgeschwindig­ keit und des Weichphasenwachstums, so eingestellt, daß der Durchmesser der Weichphasen maximal 250×10-6 m, vorzugsweise maximal 100×10-6 m beträgt und der überwiegende Teil der Weichphasen einen Durchmesser unter 5×10-6 m hat. Im Falle deformierter kugelförmiger Weichphasen ist damit der größte Durchmesser der jeweiligen Weichphase gemeint.
Verfahrenstechnisch läßt sich das Ausmaß der erfindungsgemäß erwünschten Schwereseigerung, d. h. der Abtrennung des Pb- Basis-Werkstoffes, der Konzentrierung des Pb-Basis-Werkstoffes im unteren Bereich und des Weichphasenwachstums durch Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit, vorzugsweise mit Hilfe von Abkühlhilfen und/oder mit Hilfe der Gießgeschwindigkeit steuern. Die Weichphasenverteilung läßt sich durch Einstellung der Viskosität steuern, was seinerseits mit Hilfe der Einstellung der Zusammensetzung der Schmelze erfolgt.
Wie bereits eingang ausgeführt wurde, kann die Schmelze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder auf ein Substrat gegossen werden, mit dem sich die Schmelze fest verbinden soll und so einen Verbundwerkstoff ergibt, oder die Schmelze kann auf ein Substrat gegossen werden, das anschließend abgetrennt wird und einen Massivwerkstoff hinterläßt. Durch Auswahl des Substrates und der Zusammensetzung der Schmelze kann die Bindungsfestigkeit an dem Substrat gezielt geändert werden. Im Falle einer bleiben­ den Bindung an das Substrat verwendet man als Substrat zweckmä­ ßig einen metallischen Träger- oder Stützwerkstoff, üblicherwei­ se Stahl, gegebenenfalls mit einer die Bindung verbessernden Zwischenschicht. Der erfindungsgemäße Lagerwerkstoff kann aber auch als Direktbeschichtung auf einen halbfertigen oder fertigen Maschinenteil aufgegossen werden.
Günstigerweise besteht das Substrat aus einer üblicherweise mit dem Sammelbegriff "Stähle" gekennzeichneten Eisenlegierung, wie einem Stahlband, oder einem Schichtverbundwerkstoff. Als die Bindung verbessernde Zwischenschicht etwa auf Stahl kann man beispielsweise eine Kupfer-Blei-Legierung, wie eine solche aus 9 bis 25 Gew.-% Pb, 1 bis 11 Gew.-% Sn, maximal 0,7 Gew.-% Fe, Ni und/oder Mn und Rest Kupfer, eine Kupfer-Alumium-Legierung, beispielsweise aus 5 bis 8 Gew.-% Al und Rest Kupfer, eine Aluminium-Zinn-Legierung, beispielsweise aus 0,5 bis 1,5 Gew.-% Cu, 5 bis 25 Gew.-% Sn, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Ni und Rest Al, eine Aluminium-Zink-Legierung, beispielsweise aus 4 bis 6 Gew.-% Zn, 0,5 bis 3 Gew.-% Si, maximal 2 Gew.-% Cu, maximal 1,5 Gew.-% Mg und Rest Al, oder metallisches Al, Ni, Co, Cr, Fe, Cu, Mn, Ti oder Be oder eine binäre oder ternäre Legierung hiervon verwenden. Bei der Aufbringung dieser Zwischenschicht kann man das Substrat, wie beispielsweise ein Stahlband, vor dem Begießen mit der erfindungsgemäßen Schmelze einseitig oder allseitig überziehen, wie beispielsweise galvanisch, mittels eines thermischen Spritzverfahrens, mittels Begieß-, Eintauch- und Sinterverfahren oder mittels physikalischer Beschichtungsver­ fahren. Zweckmäßig erfolgt vor der Aufbringung der Zwischen­ schicht und insbesondere vor dem Aufgießen der erfindungsgemäßen Schmelze eine geeignete mechanische, chemische oder physikali­ sche Reinigung oder anderweitige Vorbehandlung.
Insbesondere im Laboratoriumsversuch kann das Gießen des Lagerwerkstoffes einfach in einer Gießform erfolgen. Wenn ein Massivwerkstoff unter Abtrennung des Substrates hergestellt werden soll, kann die Schmelze erfindungsgemäß auch von oben auf ein Substrat, wie ein Stahlband, aufgegossen werden. Wenn aber das Substrat als Träger- oder Stützwerkstoff oder als Maschinen­ teil mit dem erfindungsgemäßen Lagerwerkstoff verbunden bleiben soll, was meistens der Fall ist, ist es für die erwünschte Schwereseigerung günstig, die Schmelze von unten auf das Substrat aufzugießen. Hierzu kann beispielsweise ein sich bewegendes Trägermaterialband von unten mit der erfindungsgemäß verwendeten Schmelze begossen werden. Stattdessen kann das Substratband, etwa mit Hilfe einer in die Schmelze eintauchenden Walze, die das Substratband in die Schmelze drückt, durch die Schmelze gezogen werden. Eine andere denkbare Methode besteht darin, das Substratband zwischen zwei Walzen hindurchzuführen und vor dem Walzenspalt mit der Schmelze in Berührung zu bringen, so daß die Schmelze vor dem Verlassen des Walzenspaltes an der Unterseite des Trägerbandes erstarrt.
Besonders zweckmäßig erscheint derzeit allerdings ein Verfahren, bei dem das Trägermaterialband an einen durch die Wirkung eines Induktionsfeldes entstehenden Schmelzekegel herangeführt und von diesem einseitig benetzt wird. Seine Ausbildung läßt sich durch die Feldstärke, die Viskosität der Schmelze und die Stromstärke der Induktionsspule beeinflussen. Zweckmäßig wird so durch die Regelung des Induktionsfeldes der Benetzungs- oder Gießvorgang gesteuert.
Man kann die erfindungsgemäß verwendete Schmelze dem zu begie­ ßenden Trägerwerkstoff auch über ein Steigersystem zuführen.
Wenn das Substrat mit dem erfindungsgemäßen Lagerwekstoff verbunden bleiben soll, ist es zweckmäßig, die Zusammensetzung der Matrix-Legierung so einzustellen, daß die mit der Schmelze in Berührung kommende Schicht des Trägerwerkstoffes günstige Auswirkungen auf die Bindungsfestigkeit des nach der Erstarrung erstellten Schichtverbundwerkstoffes hat, vorzugsweise durch kohäsive Verbindung. Dabei wird die bei kohäsiver Verbundbildung entstehende Bindungsschicht zweckmäßig in ihrer Dicke gering gehalten, und zwar vorzugsweise durch kurze Verweilzeiten bei höheren Temperaturen.
Die beim Gießen zwischen dem Substrat und dem erfindungsgemäßen Werkstoff sich bildende intermetallische Bindungsschicht wird zweckmäßig in ihrer Dicke durch Erhöhung der Bildungsenergie dieser Schicht gering gehalten, was durch Abstimmung der Legierungskomponenten möglich ist. Weiterhin werden die die Bin­ dungsschicht bildenden Phasen zweckmäßig in ihrer Härte gering gehalten, was ebenfalls durch Abstimmung der Legierungskom­ ponenten erzielbar ist.
Beispiel 1
Eine Aluminiumlegierung mit 20 Gew.-% Pb, 2 Gew.-% Ca und 2 Gew.-% Ni wurde in einem Tiegel erschmolzen. Diese Legierung wurde von unten mit der Bleibronzeschicht eines Stahl/Bleibron­ ze-Substratstreifens in Berührung gebracht und bis zur voll­ ständigen Erstarrung der Schmelze in Berührung gehalten.
Der entstehende Verbundwerkstoff besaß eine Legierungsschicht, die in dem substratnahen Bereich fast bleifrei war und im wesentlichen vollständig aus dem Matrixmaterial bestand, während sich in dem Bereich an der vom Substrat abgewandten Oberfläche eine hohe Konzentration disperser, im wesentlichen kugelförmiger Weichphasenpartikel fand.
Beispiel 2
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einer Aluminiumlegie­ rung mit 13 Gew.-% Pb, 2,6 Gew.-% Ni und 4,3 Gew.-% Fe wie­ derholt. Durch Erhöhung der Schichtdicke waren die Abkühlbedin­ gungen in diesem Versuch derart, daß die Weichphasentröpfchen sich stark vergröbern konnten und daß (Ni, Fe)-Aluminide auftraten. Wiederum war der dem Substrat benachbarte Bereich weitgehend weichphasenfrei, während der Bereich, der an die freie Oberfläche der Legierung angrenzte, d. h. der beim Gießen untere Bereich, mit Weichphasen stark angefüllt war.
Der weitgehend weichphasenfreie Matrixwerkstoff hatte eine Härte von 100 bis 180 HV 0,01. Der Weichphasenbereich hatte eine Härte von 55 bis 95 HV 0,01.
Beispiel 3
Entsprechend dem Verfahren des Beispiels 1 wurde eine Alumini­ umlegierung mit 12,6 Gew.-% Pb, 2,9 Gew.-% Fe, 2,9 Gew.-% Ni und 1 Gew.-% Co auf ein Substrat gegossen. In dem erstarrten Produkt fand sich wiederum eine starke Konzentrierung der Weichphasen im Bereich der freien Oberfläche, d. h. der Gleitfläche. In der Bindungszone zwischen dem von Weichphasen weitgehend freien Bereich und dem Substrat fand sich eine intermetallische Zwischenschicht.

Claims (19)

1. Lagerwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Matrix aus einer Metall-Legierung, die mit Pb-Basis-Werk­ stoffen ein monotektisches System bildet, und darin derart dispergierten, im wesentlichen kugelförmigen Weichphasen aus einem Pb-Basis-Wersktoff, daß die Konzentration der Weich­ phasen in der Matrix zu einer Oberfläche des Lagerwerk­ stoffes hin zunimmt, besteht.
2. Lagerwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix-Legierung als Basis-Metall A) Al, Cr, Ni, Fe, Mn, Si oder Cu und zusätzlich B) zusammen 0,5 bis 15 Gw.-% von jeweils 0,5 bis 6 Gew.-% wenigstens eines der von A) verschiedenen Elemente Be, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Si, As, Zn, Cu, Ni, Fe, Al und Li und C) zusammen 0,5 bis 10 Gew.-% von jeweils 0,5 bis 6 Gew.-% wenigstens eines der von A) verschiedenen Elemente Na, Ca, Co, N, B, Sr, Cd, In, Ag, Sn, Sb, Te, Bi, Tl und W enthält, wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gewicht der Matrix-Legierung allein bezogen sind.
3. Lagerwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix-Legierung als Basismetall A) Aluminium enthält.
4. Lagerwerkstoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Matrix-Legierung von jedem der Elemente B) und C) 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Matrix- Legierung allein, enthält.
5. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix-Legierung von den Elementen B) zusammen 2 bis 10 und von den Elementen C) zusammen 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Matrix-Legierung allein, enthält.
6. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er die Weichphasen in einer Menge von 2 bis 40, vorzugsweise 4 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Lagerwerkstoffes, enthält.
7. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichphasen zusätzlich zu dem Basismetall Pb bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-% Bi, Sn und/oder In, bezogen auf das Gewicht der Weichphasen allein, enthalten.
8. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichphasen als zusätzliche Legie­ rungselemente zusammen bis 14 Gew.-%, vorzugsweise 01 bis 7 Gew.-% von jeweils 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Weichphasen aliein, wenigstens eines der Elemente Ag, As, Cd, Sb, K, Li, Na, Bi, Ca, Ce, Se und Te enthalten.
9. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sein Bereich, der maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht dieses Bereiches in einer bestimmten Flächenausdehnung, der Weichphasen enthält, 5 bis 50% der Dicke des gesamten Lagerwerkstoffes ausmacht.
10. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich Feststoffpartikel, vorzugsweise Hartstoffpartikel oder anorganische Fasern, enthält, die mit seiner Schmelze höchstens oberflächlich reagieren.
11. Lagerwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichphasen einen Durchmesser von maximal 250×10-6 m, vorzugsweise maximal 100×10-6 m, haben und der überwiegende Teil der Weichphasen einen Durchmesser unter 5×10-6 m hat.
12. Verfahren zur Herstellung eines Lagerwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze, die im Gemisch Legierungsbestandteile, welche mit Pb-Basis-Werkstoffen ein monotektisches System bilden, sowie Legierungsbestandteile, die einen Pb-Basis-Werkstoff bilden, enthält, derart auf ein Substrat gießt und dabei die Werkstoffdicke, die Abkühlbedingungen und die Zusammen­ setzung der Schmelze derart einstellt, daß sich der Pb- Basis-Werkstoff in flüssigem Zustand unter der Schwerkraft von dem Rest der Schmelze abtrennt und im unteren Bereich des Werkstoffes in disperser Weise konzentriert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entmischung, die Konzentrierung und das Phasenwachstum des Pb-Basis-Werkstoffes durch Regelung der Abkühlgeschwin­ digkeit und/oder der Viskosität der Schmelze steuert.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat einen metallischen Träger- oder Stütz­ werkstoff oder ein halbfertiges oder fertiges Maschinenteil verwendet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat ein Stahlband verwendet.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat ein solches aus Stahl mit einer Zwischenschicht aus einer Kupfer-Blei-Legierung, einer Kupfer-Aluminium-Legierung, einer Aluminium-Zinn- Legierung, einer Aluminium-Zink-Legierung oder aus einem Metall aus der Gruppe Al, Ni, Co, Cr, Fe, Mn, Ti und Be oder aus einer binären oder ternären Legierung hiervon verwendet.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze von unten auf das Substrat gießt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat an einem durch die Wirkung eines Induktions­ teldes entstehenden Schmelzekegels heranführt und einseitig benetzt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gießvorgang durch Regelung des Induktionsfeldes steuert.
DE4026907A 1990-08-25 1990-08-25 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung Withdrawn DE4026907A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4026907A DE4026907A1 (de) 1990-08-25 1990-08-25 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung
DE59108523T DE59108523D1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3513840A JPH05502063A (ja) 1990-08-25 1991-08-19 軸受材料およびその製造方法
BR919106632A BR9106632A (pt) 1990-08-25 1991-08-19 Material de mancal e processo para sua producao
EP91914474A EP0497944B1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
PCT/DE1991/000664 WO1992003239A1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung
AT91914474T ATE148379T1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4026907A DE4026907A1 (de) 1990-08-25 1990-08-25 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4026907A1 true DE4026907A1 (de) 1992-02-27

Family

ID=6412906

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4026907A Withdrawn DE4026907A1 (de) 1990-08-25 1990-08-25 Lagerwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung
DE59108523T Expired - Fee Related DE59108523D1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59108523T Expired - Fee Related DE59108523D1 (de) 1990-08-25 1991-08-19 Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0497944B1 (de)
JP (1) JPH05502063A (de)
AT (1) ATE148379T1 (de)
BR (1) BR9106632A (de)
DE (2) DE4026907A1 (de)
WO (1) WO1992003239A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992014942A1 (en) * 1991-02-20 1992-09-03 T & N Technology Limited Bearings
EP1624081A1 (de) * 2004-08-03 2006-02-08 Miba Gleitlager GmbH Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte Flächen

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2901218B2 (ja) * 1992-07-16 1999-06-07 大同メタル工業 株式会社 アルミニウム合金軸受
JP2002060870A (ja) * 2000-08-24 2002-02-28 Taiho Kogyo Co Ltd 微細鉛組織を有するCu−Pb系銅合金及び内燃機関用すべり軸受
JP4573484B2 (ja) * 2001-09-27 2010-11-04 太平洋セメント株式会社 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法
DE102015112550B3 (de) * 2015-07-30 2016-12-08 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer monotektischen Legierung
JP6503393B2 (ja) * 2017-03-08 2019-04-17 大同メタル工業株式会社 摺動材料及びその製造方法、並びに摺動部材及び軸受装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2130421A1 (de) * 1970-06-20 1972-02-24 Singer Alfred Richard Eric Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von metallischem Verbundmaterial

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1164116A (en) * 1965-09-20 1969-09-17 Glacier Co Ltd Improvements in or relating to Continuous Casting
GB1259180A (de) * 1969-12-18 1972-01-05
US4909301A (en) * 1988-10-14 1990-03-20 Sundstrand Corporation Method of making a bearing
ES2021906A6 (es) * 1988-11-19 1991-11-16 Glyco Metal Werke Daelen And L Procedimiento y dispositivo para la produccion de un material estratificado para elmentos de deslizamiento.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2130421A1 (de) * 1970-06-20 1972-02-24 Singer Alfred Richard Eric Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von metallischem Verbundmaterial

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992014942A1 (en) * 1991-02-20 1992-09-03 T & N Technology Limited Bearings
EP1624081A1 (de) * 2004-08-03 2006-02-08 Miba Gleitlager GmbH Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte Flächen
KR100705728B1 (ko) 2004-08-03 2007-04-12 미바 그레이트라게르 게엠베하 마찰공학적 부하를 받는 표면용 알루미늄 합금
US7572521B2 (en) 2004-08-03 2009-08-11 Miba Gleitlager Gmbh Aluminum alloy for surfaces which are subjected to extreme stresses due to friction

Also Published As

Publication number Publication date
BR9106632A (pt) 1993-06-01
EP0497944A1 (de) 1992-08-12
WO1992003239A1 (de) 1992-03-05
DE59108523D1 (de) 1997-03-13
EP0497944B1 (de) 1997-01-29
JPH05502063A (ja) 1993-04-15
ATE148379T1 (de) 1997-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1775322C2 (de) Mehrschichtiges Lagermaterial, dessen Vormaterial und Verfahren zur Herstellung des Vormaterials
DE1521369C3 (de) Pulverförmige, selbstfließende Flammspritzmasse
EP1888798B1 (de) Aluminium-gleitlagerlegierung
EP2986748B1 (de) Gleitlagerlegierung auf zinnbasis
DE102006023384A1 (de) Verwendung eines Gleitlagers
DE1533275B1 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Hartlegierungen
DE2704376A1 (de) Verfahren zur herstellung von graphithaltigen kupferlegierungen
DE4441016A1 (de) Eisenhaltige Legierungszusammensetzung und Verfahren zur Herstellung und Beschichtung von mechanischen Produkten unter Verwendung derselben
EP3328574B1 (de) Verfahren zur herstellung einer monotektischen legierung
WO2019144173A1 (de) Mehrschichtgleitlagerelement enthaltend eine schicht aus einer kupferlegierung, die zinn, zink und schwefel enthält
DE1255322B (de) Band aus einem Verbundwerkstoff zur Herstellung von Lagern und Verfahren zu dessen Herstellung
AT511432B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gleitlagerelementes
EP1190108A1 (de) Gusswerkstoff für indefinitewalzen mit einem mantelteil und verfahren zu dessen herstellung
EP0497944B1 (de) Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1953447A1 (de) Verbundlagerschale und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3221884C2 (de) Verschleißbeständiges Bauteil zur Verwendung in Brennkraftmaschinen
DE3938234A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schichtwerkstoffes fuer gleitelemente
DE3509944A1 (de) Aluminiumlegierung
DE2339747A1 (de) Verfahren zum herstellen einer fluessigfest-mischung auf metallegierungsbasis fuer giessverfahren
EP2083958A2 (de) Verfahren zur herstellung zweier miteinander verbundener schichten und nach dem verfahren herstellbares funktionsbauteil
AT506450B1 (de) Verfahren zum herstellen eines gleitlagers
DE3623929A1 (de) Gleit- oder reibelement sowie verfahren zu seiner herstellung
EP0947260A1 (de) Gleitlager aus monotektischen Legierungen
DE2758330B1 (de) Schnellarbeitsstahl
DE4200970C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines metallischen Fertigteils

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GLYCO-METALL-WERKE GLYCO B.V. & CO KG, 6200 WIESBA

8139 Disposal/non-payment of the annual fee