DE432063C

DE432063C - Process for the production of metal parts

Info

Publication number: DE432063C
Application number: DEG60449D
Authority: DE
Original assignee: General Motors Research Corp
Current assignee: General Motors Research Corp
Priority date: 1923-01-19
Filing date: 1924-01-11
Publication date: 1926-07-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Metallteilen. Für diese Anmeldung sind gemäß dem Unionsvertrage vom a. Juni igi i die Prioritäten auf Grund von Anmeldungen in den Vereinigten Staaten von Amerika vom ig. Januar und 18. April 1923 beansprucht Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Metallteilen, wie Lagern und besonders von sogenannten selbstschmierenden. Lagern, durch Mischung von Metallpulvern mit gepulverten Stoffen, Pressung der Mischung zu Blöcken und Befreiung derselben von den gepulverten Stoffen durch Erhitzung der Mischung, bis die Metallkörner legiert sind.Process for the production of metal parts. In accordance with the Union Treaty of a. June igi i the priorities based on registrations in the United States of America from ig. Claimed January 18 and April 18, 1923 The subject of the invention is a process for the production of metal parts, such as bearings and especially of so-called self-lubricating. Storage by mixing metal powders with powdered substances, pressing the mixture into blocks and freeing them from the powdered substances by heating the mixture until the metal grains are alloyed.

Von den bekannten Verfahren dieser Art, die minder gute Ergebnisse zeitigen und umständliche Vorbereitungsarbeiten, wie Verzinnen u. dgl., erfordern, unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Metalle in fein verteiltem Zustande mit einem verflüchtigbaren, fein verteilten organischen Stoff, z. B. Salicylsäure, innig gemischt werden, und daß die 'Mischung dann in bekannter Art in die gewünschte Form gepreßt und auf genügende Temperatur erhitzt wird, um den verflüchtigbaren Stoff auszutreiben und- ein Legieren der Metalle zu veranlassen.Of the known procedures of this type, the less good results require early and cumbersome preparatory work, such as tinning and the like, The subject of the invention differs in that the metals are finely divided Conditions with a volatilizable, finely divided organic substance, e.g. B. salicylic acid, be intimately mixed, and that the 'mixture then in a known manner in the desired Mold is pressed and heated to sufficient temperature to make the volatilizable To drive out the substance and to cause the metals to alloy.

Die Erfindung schafft einen stark porösen Werkstoff, der hohen Lagerdrücken widersteht, bearbeitbar ist, geringen Reibungskoeffizienten hat, zähe und duktil und dabei »selbstschmierend« ist.The invention creates a highly porous material that can withstand high bearing pressures resists, is machinable, has a low coefficient of friction, is tough and ductile and is »self-lubricating«.

Die hohe Druckfestigkeit und sonstigen erwähnten Eigenschaften sind Funktionen der Legierung und ändern sich mit ihrer Zusammensetzung und dem Herstellungsverfahren.The high compressive strength and other properties mentioned are Functions of the alloy and change with its composition and the manufacturing process.

Es hat sich z. B. eine Druckfestigkeit von etwa 5275 kgfqcm ergeben.It has z. B. result in a compressive strength of about 5275 kgfqcm.

Ein solcher Werkstoff erlaubt große Möglichkeiten hinsichtlich Schmierung. Er nimmt leicht große Ölmengen auf, die er an die Lagerflächen nur im Maße des Bedarfes abgibt. (Befriedigende Lager mit einer Ölabsorption bis zu 17 Prozent sind hergestellt worden.) Der Werkstoff kann mit einem beliebigen Schmiermittel je nach den Erfordernissen des für das Lager in Betracht kommenden Betriebes getränkt werden. Z. B. kann ein flüssiger Schmierstoff oder ein Schmierstoff verwendet werden, der bei Zimmertemperatur fest ist, aber bei etwas höherer Temperatur schmilzt, z. B. Stearinsäure, Petroleumgällertseife usw. Auch kann man das Schmiermittel benutzen, das unter dem Namen »Oildag« verkauft wird und den Lagerflächen sowohl Dl wie darin suspendierten Graphit zuführt. (»Oildag« ist eine Suspension von Graphit in Ü1.) Eine Tränkung mit »Aquadag« mit anschließender Trocknung gibt auch gute Resultate. (»Aquadag« ist eine Suspension von Graphit in Wasser.) Die neuen Werkstoffe können wie folgt Hergestellt werden Fein zerteilte Metalle werden erst miteinander und mit einer kleinen Menge eines Stoffes gemischt, der bei späterer Erhitzung sich verflüchtigt oder sublimiert und die anderen Bestandteile bzw. das Produkt nicht schädigt. Die Mischung wird dann in Matrizen zu einer zusammenhängenden Masse von der gewünschten 'Form gepreßt, und die Formkörper werden geeignet erhitzt, um ein gegenseitiges Diffundieren oder Legieren der Metalle und die Verflüchtigung des flüchtigen Stoffes zu bewirken. Die Erhitzung sollte mindestens hoch genug sein, um das Legieren zu erleichtern, aber nicht hoch genug, um alle die Metalle zu schmelzen.Such a material allows great opportunities in terms of lubrication. It easily absorbs large quantities of oil, which it only supplies to the storage areas to the extent that it is needed gives away. (Satisfactory bearings with an oil absorption of up to 17 percent are made The material can be lubricated with any lubricant depending on the requirements of the operation in question for the warehouse are soaked. For example, a Liquid lubricant or a lubricant that is used at room temperature is solid, but melts at a slightly higher temperature, e.g. B. stearic acid, petroleum jelly soap etc. You can also use the lubricant sold under the name "Oildag" and supplies both Dl and graphite suspended therein to the bearing surfaces. (»Oildag« is a suspension of graphite in Ü1.) Impregnation with »Aquadag« followed by Drying also gives good results. ("Aquadag" is a suspension of graphite in Water.) The new materials can be made as follows: Finely divided Metals are first mixed with each other and with a small amount of a substance, which volatilizes or sublimes when heated later and the other constituents or does not damage the product. The mixture then becomes a coherent one in matrices Mass pressed from the desired 'shape, and the moldings are suitably heated, a mutual diffusion or alloying of the metals and the volatilization of the volatile substance. The heating should be at least high enough to make alloying easier, but not high enough to melt all of the metals.

Z. B. kann man eine Lagerbüchse wie folgt herstellen Kupfer ....... 9o Teile, Zinn ... . ..... i o - Salicvlsäure .... . 6 - Gute Resultate haben sich ergeben, wenn diese Stoffe fein genug sind, um durch ein zweihundertmaschiges Sieb hindurchzugehen, und innig gemischt sowie dann in einer Matrize entsprechender Form unter sehr hohem Druck von z.B. 5625 kg je Quadratzentimeter zusammengepreßt werden. Der Formkörper wird dann in einer nichtoxydierenden Atmosphäre lange genug für die Bewirkung des gewünschten Legierens erhitzt. Bei einer Temperatur von 6750 C, die sich als befriedigend gezeigt hat, hat sich eine Erhitzungszeit von etwa 3 Stunden bewährt. Längeres Erhitzen ist aber unschädlich. Gewöhnlich wird etwa 3 bis 6 Stunden erhitzt. Arbeitet man bei höherer Temperatur, so verkürzt sich die Zeit entsprechend.For example, you can make a bearing bush as follows Copper ....... 9o parts, Tin .... ..... ok - Salicvic acid ..... 6 - Good results have been obtained when these substances are fine enough to pass through a two-hundred-mesh sieve, mixed intimately and then pressed together in a corresponding mold under very high pressure of, for example, 5625 kg per square centimeter. The shaped body is then heated in a non-oxidizing atmosphere long enough to effect the desired alloying. At a temperature of 6750 C, which has been found to be satisfactory, a heating time of about 3 hours has proven itself. However, prolonged heating is harmless. Heating is usually carried out for about 3 to 6 hours. If you work at a higher temperature, the time is shortened accordingly.

Die Lagerbüchse läßt man dann abkühlen und bringt sie durch Ausreiben o. dgl. auf Maß und tränkt sie mit Schmierstoff, worauf sie einbaufertig ist.The bearing bush is then allowed to cool and is brought out by rubbing it out or the like. Made to measure and impregnated with lubricant, whereupon it is ready for installation.

Das Tränken kann in einer der zum Tränken poröser Massen üblichen Arten geschehen. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man die Büchsen in 01 erhitzt und sie darin abkühlen läßt, ebenso auch durch bekannte Vakuum- und Druckverfahren.The impregnation can be done in one of the ways customary for impregnating porous masses. Good results are obtained when heating the cans in 01 and allowed to cool in it, as well as by known vacuum and pressure method.

Das Verfahren eignet sich sehr gut zur Herstellung von Lagern verschiedenster Zusammensetzung, indem man die verschiedenen Faktoren verändert, wie Zusammensetzung, Brikettierdruck, Temperatur und Zeit. Graphit kann auch verwendet werden, und eine ihn enthaltende typische Mischung ist: Kupfer . . . . . . . 9o Teile, Zinn . . . . . . . . . i o - , Graphit . . . . . . . 6 - , Salicylsäure 2 bis q. - Für einen weicheren Lagerwerkstoff kann die Masse Blei enthalten. Es sind Lager hergestellt worden, die 32 Prozent bis 33 Prozent Blei enthalten, z. B.: Kupfer . . . . . . . 6o Teile, Zinn . . . . . . . . . 5 - , Blei . . . . . . . . . 35 - , Graphit . . . . . . . 6 - , Salicylsäure . . . . . q. - Wie oben erwähnt, können statt Salicylsäure viele andere Stoffe verwendet werden, z. B. Benzoesäure, Naphthalin usw.The process is very suitable for the production of bearings of various compositions by changing the various factors such as composition, briquetting pressure, temperature and time. Graphite can also be used, and a typical mixture containing it is: Copper. . . . . . . 9o parts, Tin. . . . . . . . . io -, Graphite. . . . . . . 6 -, Salicylic acid 2 to q. - For a softer bearing material, the compound can contain lead. Bearings have been made containing 32 percent to 33 percent lead, e.g. B .: Copper. . . . . . . 6o parts, Tin. . . . . . . . . 5 -, Lead . . . . . . . . . 35 -, Graphite. . . . . . . 6 -, Salicylic acid. . . . . q. - As mentioned above, instead of salicylic acid, many other substances can be used, e.g. B. benzoic acid, naphthalene, etc.

Allgemein betrachtet kann statt Salycylsäure jeder organische Stoff dienen, der bei der Erhitzungstemperatur sich verflüchtigt oder sublimiert oder doch mindestens teilweise aus den Briketts unter Belassung von Hohlräumen zwischen den Metallteilchen enifernt werden kann, ohne die erwünschte Funktion der Restbestandteile zu stören. Stoffe, die das Legieren begünstigen, sind ebenfalls eingeschlossen. Z. B. seien genannt Quecksilber, Blei oder andere Metalle, die sich verflüchtigen od,-r ausschwitzen. entweder für sich oder nach Legierung mit einem anderen metallischen Bestandteil, indem sie so ein Eutektikum bilden. Gute Ergebnisse bei Erzeugung poröser Legierungen durch die obigen Verfahren wurden auch mit Antimon gezeitigt.Generally speaking, any organic substance can be used instead of salycylic acid serve, which volatilizes or sublimates at the heating temperature or but at least partially from the briquettes leaving voids between the metal particles can be removed without the desired function of the residual components disturb. Substances that favor alloying are also included. Examples include mercury, lead or other metals that volatilize od, -r sweat out. either by itself or after being alloyed with another metallic Component by forming such a eutectic. Good results when producing more porous Alloys by the above procedures have also been formed with antimony.

Durch die neuen Verfahren wird eiu Werkstoff von kleinzelligem Gefüge aus einer Legierung mit hoher Druckfestigkeit, Duktiiität, Porosität und Bearbeitbarkeit erzeugt, und zwar leicht und wirtschaftlich.The new process creates a material with a small-cell structure made of an alloy with high compressive strength, ductility, porosity and machinability produced, easily and economically.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of bearings or other metal parts by mixing metal powders with powdered substances, pressing the mixture into blocks and freeing them from the powdered substances by heating the mixture until the metal grains are alloyed, characterized in that the metals are in a finely divided state with a volatile, finely divided organic substance, e.g. B. salicylic acid, are intimately mixed, and that the mixture is then pressed in a known manner into the desired shape and heated to a temperature sufficient to drive off the volatile material and cause the metals to alloy.

2. The method according to claim i, characterized in that a mixture of finely divided copper, tin and salicylic acid in the desired form at high pressure, e.g. B. of 5625 kg / ncm and the resulting molded body is heated to about 675 ' C in a non-oxidizing atmosphere s sphere.