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Legierungsgegenstände und Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung
richtet sich auf Lagermetallzusammensetzungen und betrifft in ihrer hier beschriebenen
bevorzugten Ausführungsform besonders Lagerlegierungen zur Verwendung als Hülsen
oder Büchsen in glatten Lagerungen.
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Hierfür wird bisher gewöhnlich Weißmetall, Babbittmetall oder Phosphorbronze
benutzt, die aber mancheAnstände ergeben. DieBronze ist in der Einpassung schwierig,
weil in die Kupferzinnlegierung sehr harte Teilchen oder Kristalle einer Kupferzinnlegierung
CusSn eingebettet sind, welche die Werkzeuge rasch abstumpft. Das Weißmetall ist
leichter zu bearbeiten, hält aber keine sehr hohen Lagerdrücke aus, ohne ins Fließen
zu kommen. Weißmetall enthält auch die sogenannten Auflagerpunkte bzw. harte Kristalle,
die in die weichere Legierung von Zinn, Blei und Antimon eingebettet sind und als
die eigentlichen Stützen für die Welle dienen, die in dem mit Weißmetall ausgekleideten
Lager läuft. Der größere Teil dieser harten Kristalle besteht aus einer Legierung
von Zinn und Antimon, die durch die- Formel Sn Sb dargestellt werden kann. Wenn
Kupfer einer der Bestandteile des Babbittmetalls ist, so sind auch Kristalle der
Kupferantimonverbindung Cu, Sb vorhanden, die etwas härter als SnSb, aber
nicht so hart wie Cu, Sn ist.
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Diese Tatsachen in Verbindung mit dem Umstande, daß Lager aus Lagerbronze
oder Weißmetall nicht ölabsorbierend sind, bilden die Hauptnachteile der bekannten
Lager.
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Die Erfindung soll unter anderem diese Nachteile vermeiden, indem
gute Eigenschaften von Bronze und Weißmetall kombiniert und nachteilige ausgeschaltet
werden. Mit anderen Worten, es ist bezweckt, eine Ausbüchsung zu schaffen, die eine
Weißmetalloberfläche und dabei ein Betriebsverhalten hat, das mehr der Haltbarkeit
und Druckfestigkeit von Bronze entspricht.
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Ein anderer Zweck der Erfindung ist, die Schmierfähigkeit zu verbessern,
indem die Büchsen mehr oder weniger ölabsorbierend gemacht werden.
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Nach der Erfindung wird zuerst eine Verbindung von Zinn und Antimon
zu wesentlich gleichen. Teilen erschmolzen. Dies ergibt die oben erwähnte Zinnantimonverbindung
von der Formel Sn Sb, und wenn die Legierung in dieser Art erzeugt wird, so ist
sie ein reichlich harter (die Shoreskleroskopprobe ergibt etwa 3o bis 33), brüchiger
Stoff, der leicht zu feinem Pulver gemahlen werden kann.
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Das Produkt wird dann so fein gemahlen, daß es durch - ein aoomaschiges
Sieb hindurchgeht und ist dann fertig zur Vermischung mit den anderen Bestandteilen
zur Herstellung der Büchse.
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Die Ausbüchsung geschieht wesentlich entsprechend den Verfahren nach
den Patenten
432 o63 und 437 oig der Erfinderin, nur daß eine wesentliche
Menge der gepulverten Zinnantimonlegierung verwendet wird.
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Z. B. kann man wie folgt verfahren Es wird eine innige Mischung feiner
Pulver hergestellt von Kupfer 77,o Teile, Zinn 4,5 Teile, SnSb 13,5 Teile, Graphit
5,o Teile.
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Vorzugsweise sollten alle diese Pulver fein genug sein, um durch ein
2oomaschiges Sieb zu gehen.
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Nach dem Mischen der gepulverten Stoffe wird eine genügende Menge
der Mischung in einer Matrize in die gewünschte Form unter einem Druck von etwa
5625 kg /qcm gepreßt. Der Formkörper; z. B. eine Büchse, wird dann in kohlenstoffartige
Masse gepackt und etwa 5 Stunden auf etwa 620 ° C erhitzt. Wird Cu, Sn oder
Cu, Sb statt SnSb verwendet, so ist eine etwas höhere Sintertemperatur empfehlenswert,
während sonst das Verfahren wesentlich das gleiche ist.
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Während des Erhitzens legieren sich das Kupfer und Zinn zu einer Bronze,
die einen Grundkörper bildet, in den Sn Sb und Graphit fest eingebettet sind. Auch
ist wegen der Unmöglichkeit völliger Austreibung der zwischen und an den Teilchen
befindlichen Luft und wegen des Umstandes, daß die Masse nicht geschmolzen wird,
das Erzeugnis mehr oder weniger porös imd absorbiert bis zu mehreren Gewichtsprozenten
01. So wird ein Produkt erzielt, das viel fester alsWeißmetall ist, aber dessen
gute Lagereigenschaften hat. Die Porosität begünstigt erheblich die Schmierung.
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Die obigen Mengenverhältnisse sind nur beispielsweise angegeben und
können geändert werden, so daß die Menge an SnSb oder einem anderen Bestandteile
eine andere wird. Auch können andere Metalle an Stelle der genannten oder neben
ihnen verwendet werden. Eine kleinere oder größere Menge von Blei ergibt eine etwas
weichere Grundlegierung. Es kann ein Zusatz eines flüchtigen, Abstände zwischen
den Teilchen schaffenden Stoffes, wie Salizylsäure, gegeben werden, auch kann Ammoniumchlorid
entsprechend dem Patent 437 oig benutzt werden, um das Legieren zu erleichtern und
die physikalischen Eigenschaften des Produktes zu verbessern. Statt der Legierung
Sn Sb könnten auch andere Stoffe verwendet werden. Z. B. kann es erwünscht sein,
dafür die Cu3 Sn-Verbindung zu nehmen und sie in eine Grundmasse von weicherer Kupferzinnlegierung
einzubetten. Auch kann man die Verbindung Cus Sb verwenden. Diese letzteren Verbindungen
haben befriedigende Lagerbüchsen ergeben.
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Es sei bemerkt, daß bereits ein Lager bekannt ist, bei welchem die
Lagerfläche abwechselnd aus Bronze und Weißmetall besteht. Bei diesem älteren Lager
liegen aber in der Lagerfläche ausgedehnte Flächenstücke, die nur aus Bronze bestehen,
neben anderen nicht minder ausgedehnten Flächenstücken, die nur aus Weißmetall bestehen.
Nach der Erfindung aber kommt es demgegenüber darauf an, daß solche flächige Trennung
der beiden Metalle nicht vorhanden ist, sondern die Wellenauflagerpunkte aus Babbittmetall
gleichförmig in der ganzen Oberfläche der Bronze verteilt und in ihre Oberfläche
eingebettet sind.