DE601165C - Lagermetall aus einer bleireichen Kupferlegierung - Google Patents

Description

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DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1934

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40 b GRUPPE 7

. Joseph Wecker in Hamborn
Lagermetall aus einer bleireichen Kupferlegierung
Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. August 1931 ab

Die Verwendung einer blei- und nickelhaltigen Kupferlegierung als Lagermetall ist bekannt. Derartige Legierungen fanden vor allem im stationären Maschinenbau Verwendung, während man eine unmittelbare Auflagerung der Achsschenkel von Schienenfahrzeugen auf Kupferlegierungen als Lagermetall nicht bewirken konnte, weil die im stationären Maschinenbau ohne weiteres gebotene Möglichkeit des künstliehen Einlauf es in der Achslagertechnik undurchführbar ist; dort wurden vielmehr zur Lagerung des Achsschenkels die üblichen Weißmetallfutter gewählt und Kupferlegierungen lediglich als Träger dieses Futters verwandt, um beim Auslaufen des Weißmetalles eine unmittelbare Berührung von Stahl auf Eisen und dadurch Beschädigungen des Achsschenkels zu vermeiden. Inzwischen ist es jedoch durch weitgehende Vervollkommnung der in der Achslageitechnik angewandten Schmierverfahren gelungen, den Achsschenkel ohne die Notwendigkeit des künstlichen Einlaufes unmittelbar in aus Kupferlegierungen bestehenden Lagerschalen lagern zu können. Man muß jedoch im Gegensatz zu den Lagermetallen des stationären Maschinenbaues verhältnismäßig weiche Kupferlegierungen wählen, deren Härte sich dann immer noch, größenordnungsmäßig von der Härte der Weißmetalle so grundlegend unterscheidet, daß die für Lagerkupferlegierungen kennzeichnenden Vorteile eintreten. Die geringe Härte der Kupferlegierungen wird dabei vorzugsweise durch einen sehr reichen Bleigehalt, etwa in den Grenzen von 20 bis 30 Gewichtsprozenten, eingestellt. Bei-diesem hohen Bleigehalt tritt aber ein sehr starkes Entmischungsbestreben infolge der im System Blei-Kupfer vorhandenen Mischungslücke auf, das man bisher erfolgreich durch hohe Zinnzusätze in Verbindung mit einem geringen Nickelgehalt' bekämpft hat. Es zeigte sich jedoch, daß derartige Bleizinnbronzen den Achsschenkel nach verhältnismäßig kurzer Zeit stark angreifen. Als Ursache ergeben sich nicht nur Zinnsäureeinschlüsse, sondern auch die Bildung des harten Deltakristalles im Gefüge. Man kann zwar die Zinnsäurebildung durch sorgfältige Schmelzführung und Beeinflussung der Schlackebildung, Desoxydation und Temperaturen beeinflussen, aber nicht gänzlich vermeiden; zum mindesten .muß man sich auf verhältnismäßig kleine Schrottzusätze beschränken. Will man aber das Auftreten des harten Deltakristalles vermeiden, so muß der Zinngehalt so weit erniedrigt werden, daß man im Gebiet der reinen, weicheren Alphakristalle bleibt. Dann aber sinkt die Härte so bedeutend, daß die Lagereigenschaften der Legierung weitgehend beeinträchtigt werden. Langwierige Versuche haben nun ergeben, daß es durch Hinzulegierung von Mangan gelingt, die Lagereigenschaften der Kupferlegierungen völlig zu erhalten und vor allem die Festigkeitseigenschaften zu steigern, ohne in das Gebiet des Deltakristalles zu geraten; gleichzeitig wird die vorzügliche, desoxydierende Wirkung des Mangans ausgenutzt. Demgemäß kennzeichnen sich erfindungsgemäß vorgeschlagene Legierungen durch einen Mangangehalt von

ι bis 7 Gewichtsprozenten, einen Bleigehalt von 20 bis 30 Gewichtsprozenten, einen Nickelgehalt von ι bis 5 Gewichtsprozenten und durch einen Restgehalt an Kupfer. Die Schlag- und Stauchfestigkeit der neuen Legierungen ist zwei- bis dreimal höher als bei Regel- und Bahnmetallen, die Laufeigenschaften sind vollkommen befriedigend, und der Verschleiß ist gering. Die Legierimg läßt sich sehr gut vergießen, läuft rest-ο los aus dem Tiegel, und die Möglichkeit zur Zinnsäurebildung ist infolge der Abwesenheit von Zinn ausgeschlossen. Daher können bei der Legierung auch bedeutend höhere Prozentsätze von Altmetallen Verwendung finden als früher, da das Umschmelzen keine schädigenden Wirkungen hervorbringt.

Die Zeichnung zeigt die Temperaturzeitkurve einer Legierung, die nach diesen Gewichtspunkten aus 20 Gewichtsprozenten Blei, 1 Gewichtsprozent Mangan, 3 Gewichtsprozenten Nickel, 3 Gewichtsprozenten Antimon und Spuren von Natrium (eingetragenes Natriumgewicht etwa 0,3 Prozent) besteht. Es zeigt sich, daß bereits nach 3 Stunden ein Beharrungszustand erreicht ist, bei dem nur 27 bis 28°,C Übertemperatur herrschen. Bisher zeigten alle Legierungen einen sogenannten Einlaufberg, d. h. eine außerordentlich starke Temperaturerhöhung vor Erreichung des Beharrungszustandes. In diesem Intervall hoher Einlauftemperaturen wurde das Schmiermittel bereits so ungünstig beeinflußt bzw. verschlechtert, daß ein Beharrungszustand zustande kam, der infolge der schlechten Schmierfähigkeit des bei der Inbe

triebnahme verdorbenen Schmiermittels weit höher lag als der nunmehr erreichte. Derartige Legierungen eigneten sich also nicht dazu, ohne Auftouchierung und ohne außerbetrieblichen Einlauf unmittelbar auf dem Achsschenkel verwandt zu werden. Die günstigen Ergebnisse, die sich hinsichtlich der gekennzeichneten Legierung mit 20 Gewichtsprozenten Blei, 1 Gewichtsprozent Mangan, 3 Gewichtsprozenten Nickel, 3 Gewichtsprozenten Antimon und Spuren von Natrium ergaben, wurden allgemein in dem Bereich der Legierungen mit 20 bis 30 Gewichtsprozenten Blei, ι bis 7 Gewichtsprozenten Mangan, 1 bis 5 Gewichtsprozenten Nickel und Kupfer als Rest erhalten, wobei durch Zusätze von Zinn und Antimon bis zu einigen Gewichts-Prozenten die Ergebnisse noch etwas verbessert werden konnten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lagermetall aus einer bleireichen, nickelhaltigen Kupferlegierung, gekennzeichnet durch einen Mangangehalt von 1 bis 7 Gewichtsprozenten, einen Bleigehalt von 20 bis 30 Gewichtsprozenten, einen Nickelgehalt von ι bis 5 Gewichtsprozenten und einen Kupferrestgehalt.

2. Lagermetall nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mangangehalt von 1 Gewichtsprozent, einen Bleigehalt von 20 Gewichtsprozenten, einen Nickelgehalt von 3 Gewichtsprozenten, einen Antimongehalt von 3 Gewichtsprozenten, Spuren von Natrium und Kupfer als Rest.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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