DE666363C

DE666363C - Verfahren zur Herstellung von aus Eisenpulver, insbesondere Schwammeisen, gesinterten poroesen Gleitkoerpern, insbesondere Lagerschalen und Dichtungsringen

Info

Publication number: DE666363C
Application number: DEV32808D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-05-15
Filing date: 1936-05-15
Publication date: 1938-10-18

Description

Verfahren zur Herstellung von aus Eisenpulver, insbesondere Schwammeisen, gesinterten porösen Gleitkörpern, insbesondere Lagerschalen und Dichtungsringen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gesinterten porösen Gleitkörpern, insbesondere Lagerschalen und Dichtungsringen.
Poröse, gesinterte und mit Öl gefüllte Gleitkörper sind bereits bekannt. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Festigkeits-und Gleiteigenschäften solcher Gleitkörper, eine Verbilligung des Ausgangsmaterials unter Vermeidung teurer Rohstoffe und eine Vereinfachung des Herstellüngsverfahrens.
Gemäß der Erfindung geschieht die Herstellung der Gleitkörper in der Weise, daß relativ grob gekörnte poröse Eisenteilchen unmittelbar miteinander versintert werden unter Vermeidung von - zusätzlichen, diese Teilchen verklebenden oder verlötenden Stoffen.
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Lagern fein pulverisiertes, aus Oxydpulvern hergestelltes Schwammeisen großer Reinheit mit Kupfer o. dgl. zu verlöten, wobei beträchtliche Lotmetallanteile beigegeben wurden. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem grob gekörnte aus Eisenschwamm hergestellte Teilchen unmittelbar miteinander versintert werden, ohne daß Lotmittel erforderlich wären, ermöglicht demgegenüber die Herstellung von Gleitkörpern mit wesentlich besseren Eigenschaften bei erheblich geringerem wirtschaftlichem Aufwand. Die Beigabe von Lotmitteln bedingt einen erheblichen Aufwand an wertvollen Metallen sowie eine sehr innige Mischung dieser Lotmetalle mit dem Eisen-Pulver. Abgezehen von dem hierdurch bedingten wirtschaftlichen Mehraufwand, wird bei der Mischung des Eisens mit dem Lotmittel das Eisen, soweit es nicht ohnehin schon sehr fein ist, einerFeinpulverung unterworfen. Das Lotmetallpulver muß seinerseits schon mit Rücksicht auf gleichmäßige Verteilung ebenfalls extrem fein sein. Das erhaltene Gemisch ist so fein, daß es sehr oxydationsanfällig ist. Erfindungsgemäß wird nun bewußt die Verbindung der Eisenschwammkörner durch Lotmittel vermieden und das Herstellungsverfahren so durchgeführt, daß verhältnismäßig grobe Partikel verpreßt und direkt miteinander versintert werden. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Verarbeitung, insbesondere -die Verpressung, erleichtert wird, und gleichzeitig die Festigkeit und insbesondere die Gleiteigenschaften verbessert werden. Die für die Herstellungskosten ins Gewicht fallende Formabnutzung wird verringert. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Schwindung des erfindungsgemäß hergestellten Materials sehr gering und fast v ereachlässigbär ist, im Gegensatz zu der erheblichen Schwindung bei der bisherigen Herstellungsart. Durch den Fortfall des ATischprozesseswird einkostspieliger Arbeitsgang gespart und eine Feinpulverisierung des Ausgangspulvers vermieden. Wegen der verhältnismäßigen Grobheit der Teilchen kann sich die Preßforin nicht wie bei dem bisherigen Pulver verkeilen, und die Teilchen haften beine Pressen besser zusammen. Die in hohem Grade saugfähigen Eisenschwarumkörnchen bleiben in ihrer Porosität voll erhalten, um so mehr, als die groben Eisenschwammteilchen bereits bei verhältnismäßig niedrigen Drucken zu Körpern verpreßt werden können, die den für die Weiterverarbeitung erforderlichen Zusammenhalt haben.
Es ist an sich bereits bekannt, daß Eisenpulverteilchen durch Sintern ohne Lotmittel miteinander verfestigt werden können. Man hat jedoch bisher nicht die besondere Bedeutung erkannt, welche der Anwendung dieses Sinterverfahrens bei der Herstellung von Gleitkörpern aus porösen, schwammartigen Eisenteilchen zukommt.
Vergleichsversuche haben gezeigt, daß die Belastbarkeit des so hergestellten und einmalig mit einem Schmiermittel durchtränkten Lagers sowohl in bezug auf Flächendrücke als auch in bezug auf Umfangsgeschwindigkeit und Wärmeentwicklung ganz erheblich günstiger ist als bei den bisherigen porösen Lagern, und zwar in solchem Grade, daß derartige selbstschmierende Lager nicht nur gleichwertig, sondern besser sind als massive in üblicher Weise geschmierte Lager, -was bisher für unmöglich gehalten wurde: Wird ein solches erfindungsgemäßes Lager außerdem zusätzlich mit Öl geschmiert, so ergibt sich eine weitere erhebliche Überlegenheit der Lagereigenschaften gegenüber den bekannten Lagern mit massiven Lagerschalen.

Während bisher Wert auf große Reinheit der miteinander zu verlötenden Schwammeisenpartikel gelegt wurde, können für das erfindungsgemäße Verfahren der direkten Versinterüng grober Eisenschwammkörner billige Eisenschwammbrocken (beispielsweise schwedischer Eisenschwamm) verwendet werden, die nach bekannten hüttentechnischen Verfahren aus Eisenerz reduziert sind und noch bis zu 5 °1o Verunreinigungen enthalten können. Die Herstellung derartigen Eisenschwammes geschieht bekanntlich in der Weise, daß das Eisenerz oder Eisenoxyd reduziert wird bei Temperaturen, die eine völlige Schmelzung der frei werdenden Eisenpartikel nicht eintreten lassen, so daß diese Eisenpartikel locker in Schwammform zusammensintern und größere Massem bilden. Eine beispielsweise Analyse eines solchen Eisenschwammes ist folgende:

Eisen ............. 95,5-g6,5 °0

Schwefel .......... max. o,oi 5

Phosphor .......... - 0,o16 °/a

Kohlenstoff ........ 0,3--0,5 0/0

Sauerstoff ......... 1-2 0j0

Vänadium ......... 0,10-0,15 0'a

Bergarten .......... I,5-2

Zur Vermeidung einer Verquetschung der Eisenschwammpartikel und des übermäßigen Anfalls sehr feiner Teilchen erfolgt die Zerkleinerung des Eisenschwammes zu Körnchen der gewünschten Größe durch Schneide- und/ oder- Zerreißmaschinen. Die Größe der so hergestellten porösen Eisenteilchen schwankt im allgemeinen zweckmäßig zwischen %0 mm Durchmesser bis herauf zu 3 mm Durchmesser. In den meisten Fällen empfiehlt sich eine Verwendung von Körnchen einer mittleren Größe von etwa i mm.

Auch bei der weiteren Verarbeitung der Eisenteilchen ist darauf zu achten, daß diese ihren porösen Charakter nicht verlieren. Infolge der eigenartigen Struktur der Teilchen ergibt sich eine erhebliche Reibung an den Formwandungen beim Pressen, so daß die dem Preßatempel zunächst liegenden Eisenschwämmschichten womöglich zu massivem Metall zusammengepreßt werden und ihre poröse Beschaffenheit völlig verlieren, während die darunterliegendenSchichten locker bleiben und nicht oder nicht ausreichend zusammenhalten. Gemäß weiterer Erfindung wird diese Schwierigkeit umgangen durch Druckeinwirkung von mehreren Seiten, beispielsweise von zwei Seiten, oder durch Pressung unter allseitig wirkendem hydraulischem Druck. Dieses Preßverfahren ist zwar bereits für Hartmetallherstellung bekannt, neu ist jedoch die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung poröser schwammartiger Körper, wo völlig andersartige Aüfgabenstellungen@vurliegen.
Praktisch kann beispielsweise eine Preßform mit beweglichem Ober- und Unterstempel verwendet werden. Man kann auch, besonders bei der Herstellung von stabartigen Körpern, in cAer Weise vorgehen, daß das Ausgangsmaterial in einem beidseitig geschlossenen Gummischlauch o. dgl. in ein flüssiges Medium gebracht und dieses einem hydraulischen hohen Druck ausgesetzt wird, der beispielsweise o,i bis io Tonnen/cm= betragen kann. Man kann dadurch ohne Schwierigkeit in einfachster Weise lange Stangen, Rohre u. dgl. herstellen, was nach dem mechanischen Preßverfahren nicht bzw. nur mit sehr großen Schwierigkeiten möglich wäre.
Die Herstellung wird insbesondere hinsichtlich des Preßdruckes und der Füllhöhe zweckmäßig so geleitet, daß der fertige Formkörper ein spezifisches Gewicht von etwa 4 bis 5 erhält. Der Drück soll im allgemeinen nicht unter eine Tonne pro cm= betragen.
Die Versinterung geschieht vorteilhaft bei Temperaturen von etwa r 20o° C in einer Wasserstoff- oder Stickstoffatmosphäre bei einer Sinterzeit von einer halben bis einer Stunde.
In vielen Fällen empfiehlt es. sich, die Gleitkörper mit einer Buchse aus massivem Material baulich zu vereinigen. Hierdurch können gleichzeitig zusätzliche Hohlräume für die Aufnahme von Schmiermitteln geschaffen «erden, deren Begrenzungswände teilweise durch die porösen Gleitkörper gebildet werden, so daß ein ständiges \ achsaugen von Schmiermittel erfolgen kann. Die massive Buchse erhöht ferner die Festigkeit des Lagers und gestattet die Verwendung verhältnilmäßig dünnwandiger oder sehr stark poröser Eisenschwammbuchsen, die überdies zu mehreren in einer solchen massiven Metallbuchse vereinigt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist' in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. i a zeigt die Lageranordnung im Querschnitt, Fig. i b im Längsschnitt. Eine polierte Stahl- oder Eisenwelle i ist in der Lagerbuchse 2 angeordnet. Die Lagerbuchse 2, die gemäß vorliegender Erfindung hergestellt wurde, ist von einer innen mit vorzugsweise spiralförmigen Rillen 3 versehenen Büchse umgeben. In die Rillen 3 kann mittels des. C>leinflusses 5 ein Schiniermittel@ eingepreßt werden, das auf diese Weise in das poröse Lager 2 gelangt und so eine unausgesetzte Schmierung herbeiführt. Zweckmäßig ist die franze Anordnung in einen stabilen Lagerrahmen 6 eingebaut, der seinerseits in passender Weise zur Halterung des Ganzen dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von aus Eisenpulver, insbesondere Schwammeisen, gesinterten porösen Gleitkörpern, insbesondere Lagerschalen und Dichtungsring-jn, dadurch gekennzeichnet, daß verhältnismäßig grob gekörnte poröse Eisenteilchen (etwa in der Größenordnung 1/2o mm bis 3 mm im Durchmesser) unter Vermeidung von zusätzlichen, diese Teilchen miteinander verklebenden oder verlötenden Stoffen unmittelbar gesintert werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Preßlinge die Druckeinwirkung von mehreren Seiten erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch i und 2, insbesondere zur Herstellung von stabartigen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in einem Gummischlauch o. dgl. in ein flüssiges Mittel gebracht und dieses einem hohen hydraulischen Druck ausgesetzt wird. :I.
Verfahren gemäß Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpressung und Sinterung so vorgenommen wird, daß der fertige Formling ein spezifisches Gewicht von etwa 4. bis besitzt.
5. Verfahren gemäß Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial hüttentechnisch aus Eisenerz reduzierte und noch bis zu 5 0/0 Verunreinigungen enthaltende Eisenschwammbrocken verwendet werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung der Eisenschwammbrocken zu Körnchen der gewünschten Grölte durch Schneide- und/oder Zerreißmaschinen erfolgt.
7. Gleitlager, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch i oder folgenden, das aus miteinander unmittelbar versinterten groben Eisenschwammkörnern von einer mittleren Größe von i min Durchmesser besteht. B. Gleitlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (2) mit einer Buchse (4) aus massivem Werkstoff baulich vereinigt ist. g. Gleitlager nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Buchse (4) und dem Gleitkörper (2) Hohlräume für die Aufnahme von Schmiermitteln vorgesehen sind.