DE60007082T2

DE60007082T2 - Lager aus gesinterter verbundwerkstoff und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE60007082T2
Application number: DE60007082T
Authority: DE
Inventors: M. Terry CADLE; H. Joel MANDEL
Original assignee: GKN Sinter Metals LLC; GKN Sinter Metals Germantown Inc
Current assignee: GKN Sinter Metals LLC
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: EP1153223A1; CA2361986C; DE60007082D1; CA2361986A1; EP1153223A4; EP1153223B1; MXPA01007920A; WO2000046520A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Pulvermetallartikel und ihre Herstellung, und insbesondere eine Hauptlagerkappe, in der der Körper aus einem hochfesten Pulvermetallmaterial ausgebildet ist und andere Teile aus einem anderen, besser bearbeitbaren Pulvermetallmaterial ausgebildet sind, das metallurgisch mit dem Körper verbunden ist.
Diskussion des Standes der Technik
1 stellt eine Grundform einer herkömmlichen Hauptlagerkappe (MBC, main bearing cap) dar, wie sie aus WO 97/42424 bekannt ist. Sie ist im Wesentlichen ein massiver Körper mit einer halbzylindrischen Ausnehmung und Bolzenlöchern zum Anbringen. MBCs werden verwendet, um die Schalenlager und die Kurbelwelle von Verbrennungsmotoren zu halten. Dies wird durch Anschrauben der MBC A (2) an das untere Ende des Motorblocks B (2) erreicht. Die halbzylindrische Ausnehmung C in der MBC entspricht einer vergleichbaren halbzylindrischen Ausnehmung D im Motorblock, um eine runde Bohrung auszubilden, wenn sie wie in 3 gezeigt zusammen geschraubt sind.
In Mehrzylindermotoren gibt es mehrere MBC/Zylinderblockbohrungen, die auf einen präzisen Durchmesser E (4) herausgebohrt werden, um Lagerschalen F (5) aufzunehmen, die wiederum die Kurbelwelle G (5) positionieren und ortsfest halten. Dieser Bohrvorgang ist kritisch, da die Präzision der Rundung und des Durchmessers einen signifikanten Einfluss auf das Motorgeräusch haben. Ein leicht überbemessener Durchmesser ermöglicht eine Vibration der Kurbelwelle während des Betriebs. Dies wird als „Rumpeln" gehört, das in modernen Personenkraftwagen unakzeptabel ist. Eine leicht unterbemessene oder unrunde Bohrung kann dazu führen, dass die Kurbelwelle hängt, was einen glatten und reibungsarmen Betrieb verhindert.
Traditionell wurde der Zylinderblock entweder aus Graugusseisen oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, und die MBCs entweder aus Graugusseisen oder Kugelgraphitgusseisen (auch als sphärolitisches Gusseisen oder Graphitgusseisen bezeichnet) hergestellt. In den vergangenen Jahren wurde eine neue Materialprozesskombination industriell angewendet, nämlich gesinterter Pulvermetallstahl (P/M). Ein prinzipieller Kostenvorteil des P/M-Stahls ist die nahezu endgültige Form, die erreicht werden kann, was Bearbeitung und zugehörige Kosten des Produkts minimiert.
Da jedoch die MBC gleichzeitig mit dem Zylinderblock gebohrt werden muss, liegt eine Schwierigkeit in der unterschiedlichen Bearbeitbarkeit von P/M-Stahl und dem Blockmaterial (Gusseisen oder Aluminiumlegierung). Dies führte zu Verbesserungen in der Bearbeitbarkeit von P/M-Stahlmaterial mit bekannten und veröffentlichten Mitteln, die Zusätze von Bearbeitungshilfsmitteln zum P/M-Material beinhalten. Dies war vorteilhaft, aber nicht allgemein erfolgreich bei der Anpassung der Bearbeitbarkeit von MBC- und Blockmaterial. Ein weiterer Punkt ist die weiter zunehmende Entwicklung der Motortechnologie, die weiterhin versucht, mehr Leistung aus kleineren (leichteren) und sich schneller drehenden Motoren zu erhalten, um die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffs beziehungsweise die Betriebsleistung zu erhöhen.
Eine natürliche Erweiterung der MBC-Technologie zur Umsetzung dieser zusätzlichen Energiedichte und höheren Lasten ist eine Erhöhung der Festigkeit des P/M-Stahls. Dies erfordert, dass der P/M-Stahl mit gewissen Mitteln gefestigt wird, wie Wärmebehandlung, wie sie in der herkömmlichen Stahltechnologie praktiziert wird. Wärmebehandlung beinhaltet die Erzeugung eines festeren aber auch viel härteren Stahls, der schwierig zu bohren ist, und zu sehr kurzlebigen und teuren Schneidwerkzeugen führt. Die kurze Werkzeugstandzeit bedeutet unterbrochene Motorenproduktion auf sehr kostspieligen automatischen Bearbeitungsstraßen.
Es besteht deshalb Bedarf, die Bearbeitbarkeit der Ausnehmungen C und D anzupassen, während eine hochfeste, leichtgewichtige Lagerkappe von nahezu endgültig vorbearbeiteter Form und Abmessung erhalten bleibt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt eine Lagerkappe aus zwei Materialien durch Pulvermetallurgie zur Verfügung. In einem Aspekt ist eine dünne Schicht aus einem besser bearbeitbarem Material als Auskleidung der halbkreisförmigen Bohrung der Lagerkappe vorhanden, wobei ein festeres, härteres Material den Hauptteil und Rest des Körpers der Lagerkappe bildet.
In diesem Aspekt kann eine Lagerlegierungszusammensetzung als das weichere Material im Bereich der Bohrungsrundung verwendet werden, die waagrecht gebohrt werden kann, um eine integrale Lagerfläche zu erzeugen, wodurch die ansonsten verwendeten Schalenlager eliminiert werden. Die integrale Lagerbohrung ist nur bei Lagerkappen möglich, die in Aluminiummotorblöcken verwendet werden. Ob die besser bearbeitbare Pulvermaterialauskleidung der Halbbohrung der Lagerkappe eine Lagerlegierung ist oder nicht, durch die Erfindung wird das Waagrechtbohren erleichtert und die Werkzeugstandzeit verlängert.
Auch wird bei diesem Aspekt die Materialauskleidung der halbkreisförmigen Bohrung der Lagerkappe bevorzugt so gewählt, dass sie zur Bearbeitbarkeit der halbkreisförmigen Bohrung des Motorblocks passt.
In einem anderen Aspekt kann eine Lagerkappe aus zwei Materialien zur Verfügung gestellt werden, die durch Pulvermetallurgie hergestellt wird, wo eine dünne Schicht aus einem weicheren Material auf jeder Verbindungsfläche des Fußes der Lagerkappe vorhanden ist, einschließlich so vorhanden, integraler Dübel, wobei ein festeres härteres Material den Hauptteil und Rest des Körpers der Lagerkappe bildet. Durch Ausbilden der Dübel aus einem weicheren Material, sind sie besser zur Gegenbohrung des Motorblocks konform, in die sie während der Einpassung und Installation der Kurbelwelle gepresst oder besser nachgepresst werden.
In einem anderen Aspekt kann die Lagerkappe mit Außenflügeln zur Bolzenquerverbindung hergestellt werden. Diese Flügel können aus einem weicheren, besser bearbeitbaren Material gebildet sein, wobei ein festeres, härteres Material den Hauptteil und Rest des Körpers der Lagerkappe bildet.
Jeder dieser Aspekte kann allein oder in irgendeiner Kombination mit einem oder mehreren der anderen Aspekte verwirklicht sein.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht einer Hauptlagerkappe aus dem Stand der Technik.
2 ist eine Draufsicht, die darstellt, wie eine Hauptlagerkappe in einem Motorblock passt;
3 ist eine Ansicht wie 2 mit an den Block befestigter Kappe;
4 ist eine Ansicht wie 3, aber nachdem die Lagerbohrung herausgebohrt wurde;
5 ist eine Ansicht wie 4, aber mit installierten Schalenlagern F und Kurbelwelle G;
6 ist eine Ansicht wie 1, aber einer Hauptlagerkappe gemäß der Erfindung;
7 ist eine Ansicht wie 2, stellt aber eine Hauptlagerkappe gemäß der Erfindung vor dem Bohren dar;
8 ist eine Ansicht wie 6, aber nach Befestigen und Bohren;
9A ist eine Schnittansicht einer Formanordnung, wie 12, wobei ein Bohrungsauskleidungspulver in den Hohlraum eingebracht wird;
9B ist ein Detail eines Teils von 9A;
10 stellt den nächsten Schritt der Formfüllung dar, bei dem das Pulver des Kappenkörpers in die Form eingebracht wird;
11 stellt die Fortsetzung des Füllungsschrittes von 10 dar, wobei die Bohrung und die Fußstempel relativ zum Formgehäuse gesenkt sind;
12 ist eine Schnittansicht eines Formmodells aus der Ebene der Linie 12-12 von 13;
13 ist eine Draufsicht des Formmodells von 12;
14 ist Schnittansicht eines Formmodells aus der Ebene der Linie 14-14 von 13;
15A-15H sind Ansichten ähnlich wie 9-11, die eine Formfüllungssequenz zum Ausbilden weicherer Flügel in einer Lagerkappe darstellen; und
16 ist eine Mikroskopaufnahme der Grenze von zwei Materialien, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Diese Erfindung bietet eine kostengünstige technische Lösung, die nur durch Pulvermetallurgie erreicht werden konnte. Die Erfindung sieht einen lokalisierten Bereich H (6 und 7) von bearbeitbarem Material in der MBC-Bohrung aus P/M-Stahl vor, der weitgehend abgenommen wird, so dass eine dünne Schicht I (8) verbleibt. In einem Aspekt der Erfindung wird dieses Material als separates Pulver P eingeführt (9), das vor dem regulären P/M-Stahlpulver Q, das die Masse (oder den Körper) des MBC bildet, in den Pulververdichtungsformhohlraum eingefüllt wird.
Eine technische Schwierigkeit ist, das bearbeitbare Pulver P im gewünschten Bereich zu lokalisieren. Eine ungenügende Dicke des Pulvermaterials P an irgendeinem Punkt könnte dazu führen, dass das Bohrwerkzeug das härtere P/M-Stahlmaterial Q trifft, was zu einem vorzeitigen Versagen des Schneidwerkzeugs führt. Eine übermäßige Dicke des Pulvermaterials P führt zu einer verringerten Gesamtfestigkeit der MBC, da der Bereich mit übrigem P-Material nicht so stark ist wie das gehärtete Q-Pulvermaterial. Der letztere Zustand ist jedoch bevorzugt, da der Schwächungseffekt nicht signifikant ist, vorausgesetzt, die relative Restdicke des weicheren Materials P ist im Vergleich zur Dicke des Hauptmaterials Q gering.
Es ist unmöglich, die Dicke des P-Materials exakt an die Tiefe des herausgebohrten Materials anzupassen, da es beim Bohrvorgang inhärente Variationen in der Abmessung und Lage gibt, die dazu führen, dass von MBC zu MBC unterschiedliche Dicken entfernt werden. Eine übliche Dicke an herausgebohrten Material aus der MBC-Bohrung ist 1 mm (0,040 Zoll) mit einer Schwankung von Kappe zu Kappe von ungefähr 0,5 mm (0,020 Zoll). In einem solchen Fall können deshalb bis zu 1,25 mm durch Bohren entfernt werden. Die Dicke des Materials P vor dem Boh ren, d. h. die Dicke der Schicht H in 7, kann dann auf ein Minimum von 2 mm und ein Maximum von 4 mm anvisiert werden. Dies lässt nach dem Bohren bis zu 2 mm Dicke an Material P, d.h. die Dicke der Schicht I, die typischerweise minimal 50 mm Dicke des Materials Q beträgt. Auf diese Weise beträgt die relative Dicke des weichen Materials P zum harten, starken Material Q nur 4 %. Diese Festigkeitsverringerung beträgt deshalb 4 % des Festigkeitsunterschieds zwischen den beiden Materialien. Dies ist keine funktionell signifikante Reduzierung der Festigkeit.
Um das Pulver P an der korrekten Stelle zu lokalisieren, wird eine Presse verwendet, in der die einzelnen Verdichtungswerkzeugelemente unabhängige Bewegungssteuerung aufweisen und ist bevorzugt eine vollständig computergesteuerte Verdichtungspresse. Auch wird ein doppeltes Pulverhandhabungssystem benötigt, um die beiden Pulver getrennt zu halten, bis sie im Verdichtungsformhohlraum sind, und auch um das Pulver P an der korrekten Stelle und in der korrekten Tiefe umgeben von Pulver Q abzusetzen.
Die Konstruktion des Verdichtungswerkzeugs und der doppelten Pulverfüllung wurden zunächst durch Verwendung eines klaren Kunststoffformmodells untersucht, das das Produktionsverdichtungswerkzeug simulierte und wo zwei verschiedene farbige Pulver verwendet wurden, um die ursprüngliche, in Bearbeitung befindliche und endgültige Lage der beiden Pulver bei den Pulverfüllungsschritten und anschließender Positionierung der Werkzeugelemente für die Verdichtung zu verfolgen. Die 12-14 zeigen das klare Kunststoffsimulationsverdichtungswerkzeug 10. 13 zeigt in unterbrochenen Linien den Einfüllschuh 12 für Pulver P und den Einfüllschuh 14 für Pulver Q in gepunkteten Linien. Die Schuhe 12, 14 sind in ihrer einfachsten Form Kästen mit offenem Boden, die das in den Hohlraum der Form 11 einzuladende Pulver P enthalten. Die Schuhe 12, 14 werden über dem Formhohlraum in axialer Richtung vor und zurück bewegt, wie es durch Pfeil 16 angegeben ist.
Dies ist die axiale Richtung relativ zur Lagerkappenbohrung C. Im Formhohlraum sind zwei Fußstempel 20 und ein Bogenstempel 22 dazwischen positioniert. Die Fußstempel 20 sind zusammen auf und ab bewegbar. Der Bogenstempel 22 ist auch auf und ab bewegbar, aber unabhängig von den Fußstempeln 20. In den 9A-14 nicht dargestellt sind Kernstäbe, die zur Ausbildung von Bolzenbohrungen durch die Füße der Lagerkappe verwendet werden können, obwohl in einer Produktionslagerkappe diese Bohrungen durch solche Kernstäbe ausgebildet würden.
Die 9A und 9B zeigen das Einfüllen des ersten Pulvers P, das relativ bearbeitbares Pulver ist, in den in den 12-14 gezeigten Formensatz. Die 10 und 11 zeigen die Verteilung der Pulver P und Q beim Pulvereinladen und nachdem das Pulver Q in den Formhohlraum eingeladen ist und die Werkzeugelemente vor der Pulververdichtungsstufe in ihre Endposition bewegt sind.
Es ist zu sehen, dass das Pulver P eine ziemlich gleichmäßige Schicht um den Bohrungsbereich ausbildet. Dies ist das Ergebnis der Ermittlung eines optimalen Anfangspulverfüllmusters und -mechanismus, was zum gewünschten Vorverdichtungsmuster führt, das in 11 gezeigt ist. Dies wird erreicht durch Positionieren der Werkzeugelemente wie in 9 gezeigt und durch Verwendung eines Einfüllschuhs 12 für Pulver P in einer spezifischen Breite. Dies ist in 9 gezeigt, wo das Pulver P ein in axialer Richtung betrachtetes im Querschnitt geformtes Profil ausbildet, das eine oben flache dreieckige Form ist. Diese Form wird durch den „Ruhewinkel" des Pulvers P diktiert. Dies ist der natürliche Winkel, der sich ausbildet, wenn das Pulver in einem engen Strahl aufgeschüttet wird, so dass es einen kegelförmigen Haufen bildet.
Unter Verwendung dieses Ansatzes ist die Breite des Zufuhrschuhs 12 für Pulver P so eingestellt, dass sich das ideale Ausgangsmuster bildet.
Dann wird ein Zufuhrschuh in voller Breite, der das Pulver Q enthält, über den Formhohlraum geführt, so dass das Pulver Q oben auf das Pulver P fällt, wobei die Räume gefüllt werden, die von den Neigungen des Pulvers P freigelassen sind. Danach werden die Werkzeugelemente (die drei Stempel 20 und 22) in ihre Vorverdichtungsposition bewegt. Bei dieser Bewegung verändert sich die Form des Pulvers P in die ideale Form für anschließende Verdichtung.
Leider können die beiden Farbpulver im Kunststoffwerkzeug nicht verdichtet werden, da der Kunststoff unter dem notwendigen Druck brechen würde. Deshalb wurden die aus dieser Stufe der Entwicklung gezogenen Lehren auf das tatsächliche Produktionswerkzeug angewendet, das aus hochfestem Werkzeugstahl (die Stempel 20, 22) und Wolframcarbid (die Form 11) hergestellt ist. Unter Verwendung der voreingestellten Werkzeugelementpositionen wurden Probestücke aus zwei Pulvern P und Q wie zuvor beschrieben hergestellt.
Nach Verdichtung und Sintern wurde die endgültige Form der beiden verdichteten Pulver P und Q durch Schneiden des Presslings und Betrachten der Grenzen untersucht, wie es in der mikroskopischen Photografie von 16 (100× Vergrößerung Nital Etch) gezeigt ist. Das Ergebnis zeigt, dass eine Schicht von ungefähr 2 mm bis 4 mm um den Bohrungsabschnitt ausgebildet ist, was das Ziel der Erfindung war. Wiederholte Versuche führten zu Probepresslingen von MBCs, die gesintert wurden (der thermische Prozess, der die Pulverpartikel metallurgisch miteinander verbindet) und die erhaltenen MBCs wurden auf ihre Mikrostrukturintegrität an der Verbindungszone zwischen den Pulvern P und Q untersucht. Es wurden exzellente Ergebnisse gefunden.
In einer Variation der Erfindung ist das erste Material P auch an den Verbindungsflächen der Füße der MBC gelegen. Dies ist in den 15A-H dargestellt, in denen die Lücken R mit dem weicheren Pulverma terial P gefüllt sind, um kegelförmige Ansätze S auszubilden (15H als integrale Hohldübel bezeichnet). Die kegelförmigen Ansätze S sind auf die Oberfläche jedes Kappenfußes angeformt, wie es in der gemeinsamen Internationalen Patentveröffentlichung Nr. WO 97/42424 offenbart ist, um eine Gegenbohrung T (2) auf der zugehörigen Trennwand anzuordnen. Wo der Hauptkörper Y (15H) der MBC hohe Festigkeit/hohe Härte aufweisen muss, kann ein Nachpressschritt zum Kalibrieren der Durchmessergröße und des Winkels des integralen Dübels unpraktikabel sein, wenn der Dübel aus dem selben Material ist wie der Körper. Dies liegt daran, dass starker harter P/M-Stahl nicht plastisch nachgibt, um die ideale Geometrie auszubilden, sondern entweder in die ursprünglich Form zurückspringt, bedingt durch Sprödigkeit reißt oder das Nachpresswerkzeug reißt. Deshalb ermöglicht eine Schicht aus weicherem P/M-Material, das die integralen Dübel enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, dass der Nachpressvorgang durchgeführt werden kann. Da dieser Bereich der MBC bedingt durch die Bolzenbelastung im Betrieb unter Kompression ist, gibt es keinen Nachteil für die funktionelle Festigkeit der MBC.
In einem dritten Beispiel der Erfindung umfasst die MBC-Konstruktion verlängerte Flügel W (2), die durch Bolzen X (3) horizontal am Zylinderblock angebracht sind, um Starrheit und Ruhe vorzusehen. Diese Konstruktion wird „Bolzenquerverbindung" genannt und nimmt an Popularität zu. Leider erfordert die Konstruktion, dass das Material der Flügel bearbeitbar ist, so dass es eine Gewindebohrung annimmt, die die Bolzengewinde aufnimmt. Starker harter P/M-Stahl mit einer Bainitoder Martensitstruktur ist äußerst schwierig zu bohren und mit Gewinde zu versehen. Bohrerlebensdauer und Gewindeschneiderlebensdauer wären unwirtschaftlich.
Um dieses Problem zu lösen schlägt die Erfindung vor, die Flügel W aus dem weicheren bearbeitbaren Pulvermaterial P herzustellen. 15A zeigt die ursprüngliche Werkzeugsatzposition, bereit zum Aufnehmen des weichen Pulvers P. Der Werkzeugsatz umfasst Bohrungsstempel 22, Fußstempel 20', Kernstäbe 21 in den Fußstempeln 20' und Flügelstempel 23, alle in einer Form 11'. 15B zeigt die Einfüllvorrichtung 12' für Pulver P, die im Wesentlichen ein umgekehrter Kasten mit offenem Boden ist, der das Pulver P über dem Werkzeugsatz enthält. 15C zeigt den Zustand, nachdem der Pulvereinfüllkasten entfernt ist, wodurch die Oberfläche abgestrichen wird (überschüssiges Pulver wird abgeschabt). 15D zeigt den zweiten Pulvereinfüllkasten 14', der Pulver Q über dem Werkzeugsatz enthält. 15E zeigt die Bewegung des Werkzeugs in die endgültige Füllposition, die das Pulver Q in den Werkzeugsatz zieht. 15F zeigt den Zustand, wo der zweite Pulvereinfüllkasten 14' entfernt ist und die Oberfläche abgestrichen ist. Der obere Stempel ist in 15G auch gezeigt, bereit zum Vorschub und zum Verdichten den Pulvers. 15G zeigt die Durchführung der Verdichtung, wobei der obere Stempel 29 die Pulver in der Form 11' verdichtet, und 15H zeigt den Presskörper A' aus zwei Materialien, nach Ausstoß aus dem Werkzeug, mit weicherer Halbbohrung H, weicheren Ansätzen S und weicheren Flügeln W.
In einer vierten Anwendung der Erfindung wird das bearbeitbare Material P aus einem pulvermetallischen Lagermaterial hergestellt. In diesem Fall ist es möglich, die traditionellen Schalenlager weg zu lassen und das Lagerkappenbohrungsschichtmaterial als Lagerfläche für die Kurbelwelle zu verwenden. In diesem Fall ist die zugehörige Fläche des Zylinderblocks die andere Hälfte des Lagers. Da die Hälfte des Lagers im Zylinderblock viel geringere Lasten zu tragen hat (der Verbrennungshub ist von dieser Fläche weg gerichtet), ist das Ausgangsblockmaterial für mindestens zwei Maschinen mittlerer Leistung geeignet. Das Eliminieren dieser Halbschalenlager bedeutet eine signifikante Kostenersparnis.
Der Presskörper A' der Hauptlagerkappe wird natürlich gesintert, um die Pulverpartikel zu verbinden. Es kann jeglicher geeignete Sinterprozess verwendet werden. Das Ergebnis ist die fertige oder nahezu fertige Hauptlagerkappe A' mit Pulvermetallverteilungen wie in 15H dargestellt. Die Lagerkappe A' ist an diesem Punkt fertig, es sei denn, dass anschließende Nachkalibrierung, Wärmebehandlung oder Oberflächenendbearbeitungsvorgänge notwendig sind, um sie fertig zu stellen.
In jeglicher dieser Konstruktionen kann das Material Q des Körpers Y während oder nach dem Sintern in eine Bainit- und/oder Martensitmikrostruktur teilweise oder vollständig gehärtet werden, aber das weiche Material P ist so ausgewählt, dass es nicht auf den Härteprozess anspricht, so dass es weich und bearbeitbar bleibt.
Für die speziellen Materialien zur Herstellung einer Lagerkappe der Erfindung kann das weichere, besser bearbeitbare Material P ein Pulvermetallstahl mit geringem bis mittleren Kohlenstoffgehalt sein (z. B. 0 bis 0,7 % Kohlenstoff), das ein Bearbeitungshilfsmittel enthält, aber nicht beschränkt ist auf eines oder mehrere von Kupfer über 3 %, Mangansulfid bis zu 1 %, (nicht kubisches) Bornitrid bis zu 0,2 %, Magnesiumsilicat bis zu 1 % und Calciumfluorid bis zu 1 %. Das härtere Körpermaterial Q kann ein Pulvermetallstahl mit 0,45–0,65 % Kohlenstoff, 0,45–0,65 Phosphor und 2–4 % Kupfer oder ein Stahl mit 0,3–0,7 % Kohlenstoff und 0,3 % Kupfer sein.
Es sind für die Fachleute viele Modifikationen und Variationen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich. Deshalb sollte die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch Ansprüche definiert sein, die hier folgen.

Claims

Lagerkappe (A) des Typs, der auf eine Lagerträgerstruktur (B) aufgeschraubt ist, um eine Lagerbohrung zwischen einer Bohrungsrundung (C) der Kappe (A) und der Struktur (B) zu definieren, umfassend Bohrungen zum Befestigen der Kappe (A) an der Struktur (B), die sich durch Füße der Kappe (A) und in die Struktur (B) erstrecken, wobei die Kappe (A) mindestens zwei solcher Füße aufweist, einen Fuß auf jeder Seite der Bohrungsrundung (C) mit mindestens einer Bohrung, die sich durch jeden Fuß erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Kappe (A) aus einem ersten gesinterten Pulvermetallmaterial gebildet ist und örtliche Bereiche (S, W, H) der Kappe (A) aus einem zweiten gesinterten Pulvermetallmaterial gebildet sind, das sich vom ersten Material unterscheidet.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin eines der Pulvermetallmaterialien weicher ist als das andere.
Lagerkappe nach Anspruch 2, worin das weichere Pulvermetallmaterial neben der Bohrungsrundung (C) positioniert ist.
Lagerkappe nach Anspruch 3, worin die Bearbeitbarkeit des weicheren Pulvermetallmaterials ungefähr der Bearbeitbarkeit der Lagerträgerstruktur (B) neben der Bohrung entspricht.
Lagerkappe nach Anspruch 3, worin das weichere Pulvermetallmaterial auch auf Verbindungsflächen der Füße positioniert ist.
Lagerkappe nach Anspruch 5, worin integrale Dübel (5) auf den Verbindungsflächen der Füße ausgebildet sind und die integralen Dübel (5) aus dem weicheren Pulvermetallmaterial gebildet sind.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin Flügel (W) sich von Enden der Lagerkappe (A) erstrecken und die Flügel (W) aus dem weicheren Pulvermetallmaterial gebildet sind.
Lagerkappe nach Anspruch 7, worin das weichere Pulvermetallmaterial auch auf Verbindungsflächen der Füße positioniert ist.
Lagerkappe nach Anspruch 8, worin integrale Dübel (5) auf den Verbindungsflächen der Füße ausgebildet sind und die integralen Dübel (5) aus dem weicheren Pulvermetallmaterial gebildet sind.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin eines der Pulvermetallmaterialien weicher ist als das andere, und das weichere Material ein Pulvermetallstahl mit geringem bis mittlerem Kohlenstoffgehalt mit 0–0,7 % Kohlenstoff ist und ein Bearbeitungshilfsmittel enthält.
Lagerkappe nach Anspruch 10, worin das Bearbeitungshilfsmittel eines oder mehrere Materialien ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kupfer über 3 %, Mangansulfid bis zu 1 %, nicht kubisches Bornitrid bis zu 0,2 %, Magnesiumsilicat bis zu 1 % und Calciumfluorid bis zu 1 %.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin eines der Pulvermetallmaterialien härter ist als das andere, und das härtere Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Pulvermetallstahl mit 0,45–0,65 % Kohlenstoff, 0,45–0,65 % Phosphor und 2–4 % Kupfer, und einem Pulvermetallstahl mit 0,3–0,7 Kohlenstoff und 0–3 % Kupfer.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin eines der Materialien gehärtet ist und das andere Material weich bleibt.
Lagerkappe nach Anspruch 13, worin das gehärtete Material in eine Bainitmikrostruktur gehärtet ist.
Lagerkappe nach Anspruch 13, worin das gehärtete Material in eine Martensitmikrostruktur gehärtet ist.
Lagerkappe nach Anspruch 1, worin die beiden Materialien sich in der Härte unterscheiden, ein Körper (Y) der Lagerkappe (A) aus dem härteren der Materialien gebildet ist und eine freiliegende Fläche (H) der Lagerkappe (A) aus dem weicheren der Materialien gebildet ist.
Lagerkappe nach Anspruch 16, worin die Fläche aus dem weicheren Pulvermetallmaterial eine Bohrungsrundung (C) der Lagerkappe (A) ist.
Lagerkappe nach Anspruch 17, worin das weichere Pulvermetallmaterial auch auf Verbindungsflächen der Füße positioniert ist.
Lagerkappe nach Anspruch 18, worin integrale Dübel (5) auf den Verbindungsflächen der Füße ausgebildet sind und die integralen Dübel (5) aus dem weicheren Pulvermetallmaterial gebildet sind.
Lagerkappe nach Anspruch 19, worin Flügel (W) sich von Enden der Lagerkappe (A) erstrecken und die Flügel (W) aus dem weicheren Pulvermetallmaterial gebildet sind.