DE587601C - Herstellung von Lagerschalen aus Blei mit eingeschweisster Bleibronzeauskleidung - Google Patents

Description

Von jeher hat man versucht, durch Verbindung von Metallen die optimalen günstigen Eigenschaften einzelner Metalle bzw. Legierungen in Form sogenannter Bimetalle miteinander zu kombinieren, um die vorteilhaften Eigenschaften verschiedener Werkstoffe zur Herstellung hochwertiger Produkte zu vereinigen. Hierbei war von jeher eine innige Verschweißung der beiden Metalle als wichtig angesehen. So wurde z. B. bei Lagermetallen eine gute Verbindung von Eingußmaterial und Schale dadurch erzielt, daß die Schale vorher verzinnt wurde. Ein anderes Verfahren zur Verschweißung z. B.

von Hohlkörpern bestand in dem sogenannten Durchgießen, wobei das flüssige Metall ■so lange über das Zweitmetall hingegossen wurde, bis eine Erhitzung auf Schweißtemperatur erfolgt war. Diese Verfahren waren nicht mehr anwendbar, wenn es sich um die Verbindung von Metallen handelte, die nur" schwer miteinander verschweißt werden können. Wenn insbesondere die Schmelztemperaturen auch des Eingußmaterials sehr hoch sind, entstehen leicht Oxydationen an der zu verschweißenden Oberfläche, so daß keine einwandfreie Verbindung erfolgt. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten hat man auch bereits vorgeschlagen, eine Verschweißung in der Form vorzunehmen, daß das aufzugießende Metall in senkrecht stehenden Schleuderformen in Anwesenheit reduzierender oder neutraler Gase auf die eingebaute Lagerschale mittels eines Verteilungstellers aufgespritzt wird. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, daß die Einleitung der Schützgase in die senkrecht stehende Form keine gleichmäßige Verschweißung des Ausgusses ergibt und daß insbesondere das Aufbringen der einzelnen Tropfen durch das Verspritzen des Verteilungstellers keinen völlig homogenen gleitfähigen Überzug ergibt.

Es ist schließlich auch der Vorschlag gemacht, die Verbindung in waagerecht stehenden rotierenden Formen in Gegenwart neutraler Gase zu bewirken, wobei zunächst die Schale eingegossen, erstarren gelassen und unmittelbar darauf der Ausguß gleichfalls durch Schleuderwirkung aufgebracht wurde. Dieses Verfahren ist jedoch für die Herstellung von Lagern nicht ohne weiteres anwendbar, weil die in der Form erstarrende Oberfläche leicht von Verunreinigungen durchsetzt ist und. keine genügende Haftfähigkeit für die möglichst dünn aufzutragende Gleiteinlage ergibt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Lagerschaleri aus Stahl mit eingeschweißter Bleibronze, bei dem eine Reihe von an sich bekannten Maßnahmen miteinander vereinigt werden, um insgesamt ein hochwertiges Produkt zu er-

geben. Gerade die Lager für Eisenbahnzwecke, wie Achsstangenlager oder Lokomotivlager, sind hohen Beanspruchungen unterworfen, weil einmal eine hohe Festigkeit und zum anderen gute Gleiteigenschaften gefordert werden. Für derartige Zwecke ist die Kombination von Stahl als Träger und Bleibronze als Ausgangsmaterial von Vorteil. Diese beiden Metalle lassen sich aber nur ίο äußerst schwer miteinander verschweißen, so daß die nachfolgend aufgeführten Maßnahmen erst in ihrer Gesamtheit einen Erfolg sichern. Das Verfahren besteht darin, die auszugießenden Stahlschalen vorher fertigzumachen und sie sodann in um die waagerechte Achse umlaufenden Schleudergußmaschinen in reduzierender oder neutraler Atmosphäre auf annähernd die gleiche oder eine höhere Temperatur zu erhitzen, als sie die flüssige Bleibronze hat. Hierauf wird die flüssige Bleibronze unter weiterer Aufrechterhaltung der reduzierenden oder neutralen Atmosphäre eingegossen und unter der Schleuderwirkung der umlaufenden Maschine fest auf die Stahlunterlage angepreßt. Die hohe Temperatur der Stahlunterlage, die neutrale bzw. reduzierende Atmosphäre gewährleisten dann eine besonders gute Verschweißung.

Hierdurch wird es möglich, Bleibronzen auch mit höheren Bleigehalten, die für sich genommen nur eine relativ geringe Druckfestigkeit, andererseits aber eine.gute Gleitfähigkeit besitzen, in relativ dünner Schicht aufzuschweißen. Die gute Verschweißung ist aber andererseits von besonderer Wichtigkeit, da die Ausdehnungskoeffizienten und das Schwindmaß von Bleibronzen andere sind als die des Stahls, aus dem die Schale besteht. Die Verschweißung muß daher die bei der Erstarrung auftretenden Spannungen aufnehmen können.

Als Werkstoff für die Schale kommt dabei in erster Linie Stahl- oder Flußeisen in Frage. Auch die Verwendung von Gußeisen oder Tempergußeisen ist möglich, doch wird man hierbei zweckmäßig eine Temperung der Oberfläche z. B. in Manganoxyd vorhergehen lassen, um durch Entziehung des Kohlenstoffs eine schweißfähige Oberfläche zu schaffen.

Als Ausgußmaterial kommen in erster ■ Linie die bereits erwähnten Bleibronzen, gegebenenfalls mit weiterem Zinn- und/oder Nickelgehalt, in Frage. Auch reine Zinnbronzen bzw. Phosphorbronzen lassen sich nach dem gleichen Verfahren verarbeiten. Besonders zweckmäßig ist es, wenn den Bronzen dabei noch kleine Zusätze von Metallen gegeben werden, die die Versehweißung begünstigen, z. B. haben sich hierfür Desoxydationsmittel, wie z. B. Mangan oder .Phosphor oder der Zusatz kleiner Mengen . von Cer oder Cermischmetall, bewährt.

Das Verfahren sei an Hand der in der Abbildung dargestellten Vorrichtung näher erläutert.

Hierbei ist 1 die Schleuderform, die mit einem hitzebeständigen Futter 2 ausgekleidet ist. Die Beheizung erfolgt in der in der Zeichnung dargestellten Form durch Einlage von elektrischen Heizkörpern 3. Abgesehen von einer' elektrischen Beheizung kann natürlich, ohne die Grundprinzipien des Verfahrens zu ändern, eine Beheizung mittels Gas- oder. ölflamme vorgenommen werden. Die Schleuderform selbst ist auf einer hohlen Welle 4 aufgesetzt, die durch beliebigen Antrieb in Umdrehung versetzt werden kann. Durch diese hohle Welle wird ein Gaszuführungsrohr 5 geleitet, wobei Dichtungen 6 eine Abdichtung des Innenraumes der Form nach der Antriebsseite zu bewirken. In der Schleuderform wird nun die auszugießende Lagerschale 7 mittels des Verschluß deckeis 8 befestigt. Durch die öffnung des Verschlußdeckels führt der Eingußstutzen 9, der mittels Dichtungen 10 abgedichtet ist. Sobald nun die Schale auf eine genügend hohe Temperatur aufgeheizt ist, wird die Form in Umdrehung versetzt und das flüssige Metall eingegossen.

Schon während der Erhitzungsdauer werden reduzierende Gase durch das Zuführungsrohr 5 eingeleitet, die ein Blankhalten der zu verschweißenden Flächen ermöglichen und das einzugießende Metall vor jeder Oxydation schützen.

Beim Verschweißen von Bleibronze mit etwa 25 °/₀ Blei mit einer Stahlschale wird letztere beispielsweise in langsam rotierendem Zustand auf Temperaturen von etwa 950⁰ erhitzt. Das ■ Eingußmetall wird dagegen bis dicht oberhalb seines Erstarrungspunktes abgekühlt und in diesem Zustand in die Schleuderform eingegossen, wobei deren Geschwindigkeit auf das geeignete Maß gebracht ist.

Die geeignete Bemessung der Temperaturen ermöglicht nicht nur eine gute Versehweißung, sondern verhindert auch eine Entmischung des Eingußmetalis Während des Schleuderns.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von Lagerschalen aus Stahl mit eingeschweißter Bleibronzeauskleidung unter Verwendung von um die waagerechte Achse umlaufenden Schleudergußmaschinen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Maßnahmen: die auszu-

   gießenden Stahlschalen werden, zweckmäßig innerhalb der zum Ausgießen dienenden Maschine, in reduzierender oder neutraler Atmosphäre auf annähernd die gleiche oder eine höhere Temperatur erhitzt, als sie die flüssige Bleibronze hat, und darauf wird die erhitzte Stahlschale mit der Bleibronze unter Benutzung der gleichen reduzierenden oder neutralen Atmosphäre ausgeschleudert.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen