DE68920207T2

DE68920207T2 - Kontinuierlich arbeitende Heisstauch-Plattierungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE68920207T2
Application number: DE68920207T
Authority: DE
Inventors: Toshio Kamata; Yasunobu Kani; Mitsuo Nakagawa; Hiroki Numata; Hitoshi Okoshi; Takahiko Ookouchi; Junji Sakai; Osamu Shitamura; Mituo Taguchi; Teruo Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: EP0346855B1; JPH01316443A; US5072689A; EP0346855A2; JPH0621330B2; EP0346855A3; DE68920207D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Heißtauch-Plattierungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im allgemeinen sind eine Walze, die Abschnitte aufweist, die von einem Lager getragen sind, und Lager aus Metallen hergestellt. Dies gilt auch für den Fall einer Walze einer Heißtauch-Plattier-(oder -Beschichtungs-)Vorrichtung oder einer Heißtauchvorrichtung, die beim Plattieren mit geschmolzenem Metall verwendet wird. Deshalb sind der Schaft bzw. die Welle einer Plattierungswalze einer Heißtauch- Plattierungsvorrichtung ebenso wie die Lagerung beim Abstützen der Welle mit einer Schicht aus einem Material versehen, das eine hohe Erosionsbeständigkeit aufweist, beispielsweise einem rostfreien Stahl, einem chrom-hochlegierten Stahl usw., die gebildet ist durch Auftragsschweißen oder als eine Hülse vorgesehen ist. Unglücklicherweise weist jedoch selbst ein solches erosionsbeständiges Material während des langen Gebrauchs als Ergebnis der Berührung mit dem geschmolzenen Metall oder der Reibung zwischen der Walzenwelle und den Lager Erosion auf, mit dem Ergebnis, daß das Spiel zwischen der Walzenwelle und den Lagerungen unerwünschterweise erhöht wird. Im allgemeinen wächst das Spiel zwischen der Walzenwelle und den Lagerungen bis zu einem unannehmbaren Niveau innerhalb von vier Tagen bei ständiger Verwendung in einem Plattierungsbad aus geschmolzenem Aluminium und innerhalb von sieben Tagen bei Verwendung in einem Plattierungsbad aus geschmolzenem Zink. Demzufolge wird als Ergebnis der Drehung der Walzenwelle Vibration erzeugt, mit dem Ergebnis, daß keine gleichförmige Plattierung auf Stahlstreifen gelingt.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, war es notwendig, zeitweise die Plattierungstätigkeit auszusetzen, um das Erneuern der Walzenwelle und der Lagerungen zu ermöglichen. Ein solches Aussetzen des Betriebes verschlechtert unerwünschterweise den Produktionswirkungsgrad, die Zunahme in der Herstellung unerwünschter Produkte infolge des Anhaltens der Plattierungsstraße, viel Geld und Arbeit für die Erneuerung der Walzenwelle und der Lager usw., mit dem Ergebnis, daß die Herstellungskosten unerwünschterweise angehoben werden.
Um Erosion und Abnutzung zu verringern, wurden verschiedenartige Vorschläge gemacht, beispielsweise in JP-U-60- 35917 und JP-U-60-196029 sowie in JP-A-62-205254 und JP-A- 62-205255. Andererseits offenbaren die JP-A-60-298626 und JP-A-61-92320 die Verwendung von Keramikmaterial als Material der Gleitflächenschicht der Lagerungen in einer kontinuierlich betriebenen Heißtauch-Plattierungsvorrichtung, um eine wirksame Nutzung der vielfältigen Vorzüge von keramischen Materialien zu machen: nämlich der Erosionsbeständigkeit und der Verschleißbeständigkeit. Die JP-A-60- 298626 und JP-A-61-92320 offenbaren auch die Verwendung von keramischen Materialien als Oberflächenmaterialien der inneren und äußeren Laufflächen und Wälzelemente eines Wälzlagers, das bestimmt ist für die Verwendung unter schweren Bedingungen, wie etwa Hochtemperaturbedingungen und korrosiven Bedingungen. Die Wälzlager, die in diesen Patentbeschreibungen offenbart sind, verwenden jedoch eine unpraktisch große Anzahl von Teilen und haben den strengen Erfordernissen für die Bemessungsgenauigkeit von Teilen zu entsprechen, was zu erhöhten Produktionskosten führt. Die Beschichtung von abwälzenden Oberflächen der Teile trifft auch das Problem, daß die Dicke der Beschichtungs-Schicht in unerwünschter Weise begrenzt ist. Es muß auch vermerkt werden, daß Verschleiß in der Größe mehrerer Mikron bis zu 10 oder mehr Mikron selbst im Falle keramischer Materialien mühelos auftreten kann. Somit ist eine beträchtlich häufige Erneuerung auch in dem Fall notwendig, in dem die rollenden Teile mit keramischen Materialien beschichtet sind. Zusätzlich offenbaren die beiden oben erwähnten Patentbeschreibungen nicht, auf welche Weise die rollenden Teile mit keramischem Material beschichtet werden, sowie Auswahl, Abmessungen und Berechnung der keramischen Materialien. Somit zeigen diese Beschreibungen keinerlei Fortschritt zum Bilden von Walzlagern mit einer Keramikschicht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im allgemeinen leiden eine Walzenwelle und Traglager einer kontinuierlich betriebenen Heißtauch-Plattierungsvorrichtung, die im Plattierungsbad aus geschmolzenem Metall verwendet werden, unter der Erosion, die vom geschmolzenen Metall verursacht wird, sowie unter der schweren Abnutzung der Gleitflächen infolge der Last, die auf die gleitenden Abschnitte der Walzenwellen und der Lager als Ergebnis der Aufbringung einer großen Zugbelastung auf den Stahlstreifen aufgebracht werden, der plattiert werden soll. Die Erosion und/oder Abnutzung des gleitenden Teiles erhöht unerwünschterweise das Spiel zwischen der Walzenwelle und den Lagern, mit der Ergebnis, daß ein stabiler Betrieb der Plattierungsvorrichtung infolge der Vibration verschlechtert wird, die durch die Drehung der Walzenwelle verursacht wird.
Die DE-B-1 129 796 betrifft eine Heißtauch-Zink-Plattierungsvorrichtung, die Walzenlagerungen benutzt, die mit Keramikmaterialien versehen sind. Eine Vielzahl von Walzenelementen sind in der Innenfläche einer Öffnung eines tragenden Teils eingebettet, das aus einem kräftigen Metall hergestellt ist. Die Lager zum Abstützen der Welle einer Walze weisen eine Anzahl separater Wälzelemente auf. In dieser Lagerung müssen die Wälzelemente genau in einer Reihe längs der Bogenkontur der Öffnung des tragenden Teiles und parallel zur Achse der Welle angeordnet werden. Ferner muß das tragende Teil genau bearbeitet sein, um die Wälzelemente zu halten und zu führen. Noch weiter erfordern auch die Wälzelemente eine sehr genaue Bearbeitung, und deshalb ist das gesamte Lagersystem dieses Dokuments schwierig, zeitraubend und teuer herzustellen.
Es ist dementsprechend ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine kontinuierlich betriebene Heißtauch-Plattierungsvorrichtung vorzusehen, in welcher die Korrosions- und Verschleißwiderstände der gleitenden Teile der Walze oder der Walzenwelle und der Lagerungen, die in einem Plattierungsbad aus geschmolzenem Metall benutzt werden, verbessert sind, um eine längere Lebensdauer der Walze und/oder der Lagerungen sicherzustellen. Die verlängerte Lebensdauer der Walze und/oder der Lagerung reduziert die Häufigkeit der Erneuerung, so daß der Ertrag oder der Produktions-Wirkungsgrad dank der Tatsache verbessert wird, daß die Häufigkeit der Erneuerung abgenutzter Teile und somit der zeitraubenden Aussetzung des Betriebes der kontinuierlich betriebenen Heißtauch-Plattierungsvorrichtung verringert sind. Zusätzlich ist auch das Ausmaß der Erzeugung unannehmbarer Produkte verringert, die dem häufigen Anhalten der Plattierungsstraße zuzuschreiben sind, wodurch die Kosten, die zum Zweck der Erneuerung der Walze auftreten, verringert sind, um die Produktionskosten zu senken.
Diese Ziele werden durch die Erfindung erreicht, wie sie im Anspruch 1 ausgeführt ist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 offenbart.
Die Lagerschale ist im allgemeinen aus einem eisenhaltigen Metall oder einem Stahlmaterial hergestellt, vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl oder einem Chromstahl, der eine hohe Erosionsbeständigkeit aufweist. Das Keramikmaterial wird auf einer Lagerschale aus Metall in Form einer Hülse angebracht. Ein Ring oder eine Vielzahl von schalenartigen Segmenten auf einer Vielzahl von Umfangsabschnitten leidet unter der schwersten Abnutzung.
Gemäß der Erfindung kann die Walze entweder aus Metall oder aus Keramikmaterial hergestellt werden. Die Abnutzung der Walzenwelle erfordert es jedoch, daß die Plattierungsstraße angehalten wird, so daß die Walzenwelle auch bevorzugt aus einem Keramikmaterial hergestellt ist, das verschleißbeständig ist.
Die Keramikmaterialien zur Verwendung als Material der gleitenden Teile in der kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sollte überlegene Verschleißbeständigkeit im geschmolzenen Metallbad sowie auch Beständigkeit gegenüber Verschleiß bei hohen Temperaturen aufweisen. Die in geeigneter Weise benutzten Keramikmaterialien sind: oxidartige Keramikmaterialien wie etwa Al&sub2;O&sub3;, BeO, ZrO&sub2;, MgO, CaO, Cr&sub2;O&sub3;, 3Al&sub2;O&sub3;.2SiO&sub2;, MgO.SiO&sub2; und 2Mg0,2Al&sub2;O3,5SiO&sub2;; karbidartige Keramikmaterialien wie etwa SiC, B&sub4;C, TiC, WC, VC und ZrC; nitridartige Keramikmaterialien wie etwa Si&sub3;N&sub4;, AlN, TiN und ZrN; boridartige Keramikmaterialien wie etwa BN, ZrB&sub2; und TiB&sub2;; und später erwähnte Sialon- und Verbundkeramikmaterialien, die dargestellt sind durch Si&sub3;N&sub4;-BN, Sialon- BN, Sialon-SiC usw.
Jedes der oben erwähnten Keramikmaterialien weist eine überlegene Erosionsbeständigkeit in einem geschmolzenen Metallbad sowie auch hohe Verschleißbeständigkeit bei Benutzung unter einer Bedingung auf, in der eine Schmierung durch eine Schmelze zur Verfügung steht, verglichen mit eisenhaltigen Metallen. Die Schmierung durch die Schmelze und somit eine Verschleißbeständigkeit, die äquivalent ist zu jener, die in geschmiertem Zustand erhalten wird, kann jedoch nicht mit einer zufälligen Auswahl dieser Keramikmaterialien erhalten werden. Verschiedenartige Faktoren, nämlich wie etwa die Festigkeit, Verschleißbeständigkeit, Leichtigkeit der Herstellung und Zweck und Bedingungen der Verwendung müssen bei der Auswahl des Keramikmaterials in Betracht gezogen werden. Im Hinblick auf die Leichtigkeit der Herstellung sind hohe Formbarkeit und Sinterfähigkeit für den Zweck der Erzeugung groß bemessener keramischer Hülsen wesentlich.
Der erste Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung steht in Zuordnung zur allgemeinen Auffassung, daß das Ausmaß der Erosion von Keramikmaterialien eng dem Ausmaß der Benetzung der Keramikmaterialien mit Metallschmelze zugeordnet ist, oder genauer, daß, je kleiner die Benetzbarkeit, desto größer die Erosionsbeständigkeit ist. Beispielsweise wird die Benetzbarkeit von SiC, Al&sub2;O&sub3;, Si&sub3;N&sub4; und BN kleiner, d.h. der Feucht-Kontaktwinkel wird größer, in der erwähnten Reihenfolge, wenn diese Keramikmaterialien zusammen mit geschmolzenem Aluminium verwendet werden. Aus diesem Gesichtspunkt wird in Betracht gezogen, daß die Verwendung von Si&sub3;N&sub4; oder BN bevorzugt wird, wenn die kontinuierlich arbeitende Heißtauchplattierung mit geschmolzenem Aluminium durchgeführt wird. Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist es bevorzugt, Keramikmaterialien zu benutzen, die als Sialon bekannt sind, allgemein ausgedrückt durch Si6-ZAlZOZN8-Z (Z ≤ 4,2), das eine geringe Benetzbarkeit gegenüber Al und Zn aufweist, die in breitem Umfang als Plattierungsmaterialien benutzt sind.
Der zweite Gesichtspunkt der Erfindung steht in Zuordnung zur Tatsache, daß die Verschleißbeständigkeit eines gleitenden Teils im wesentlichen vom Reibungsbeiwert der gleitenden Flächen diktiert wird. Unter verschiedenartigen Faktoren, die den Reibungsbeiwert beeinflussen, ist die Wirkung der Schmierung ein wesentlicher Faktor, der nicht vernachlässigt werden sollte. Im allgemeinen wird die Reibung zwischen gleitenden Teilen, die in eine Metallschmelze eingetaucht sind, als eine Reibung mit Schmelzeschmierung angesehen. Wenn jedoch beide Teile geringe Niveaus der Benetzbarkeit gegenüber der Schmelze aufweisen, ist die Reibung zwischen diesen Teilen groß, wie die bei einer trockenen Reibung, so daß man eine schwere Abnutzung dieser Teile oder dieses Teils verursacht. Es ist aus dem zweiten Gesichtspunkt heraus deswegen bevorzugt, daß das Keramikmaterial, das in der Erfindung benutzt wird, bevorzugt ein bestimmtes Niveau der Benetzbarkeit durch die Metallschmelze aufweist, obwohl eine solche Benetzbarkeit dazu neigt, die Erosionsbeständigkeit bis zu einem gewissen Ausmaß zu verschlechtern. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, daß der Feucht-Kontaktwinkel zwischen einer Metallschmelze und einem Keramikmaterial sich in Abhängigkeit von den Bedingungen ändert, wie etwa der Art der Metallschmelze, der Plattierungsbedingung usw. Es ist deshalb anzuraten, ein geeignetes Keramikmaterial auszuwählen, das einen geringen Kontaktwinkel hat.
Aus einem zusammenfassenden Gesichtspunkt, der sowohl den ersten als auch den zweiten Gesichtspunkt umfaßt, ist es bevorzugt, daß beide gleitenden Teile aus Keramikmaterial hergestellt sind, das eine geringe Benetzbarkeit gegenüber der Metallschmelze aufweist, und daß diese Teile so aufgebaut sind, daß sie der Metallschmelze zum Eintritt in den Spalt zwischen diesen Teilen verhelfen, und daß sie diese im Spalt halten, wodurch ein mit Schmelze geschmierter Gleitzustand verwirklicht wird. Ein solcher Aufbau kann unter Verwendung eines porösen Keramikmaterials erreicht werden, oder durch Bildung einer Vielzahl von Vertiefungen, Löchern und/oder Nuten in der Oberfläche des keramischen Materials durch nachfolgende Bearbeitung, so daß die Metallschmelze in den Poren, Vertiefungen, Löchern und/oder Nuten gehalten werden kann.
Andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung eines kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsprozesses in einer kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schnitt eines wesentlichen Abschnitts einer kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Art und Weise, auf welche die Abnutzung eines Tauch-Walzenlagers aus Metall und die Abnutzung einer Tauch-Walzenwelle aus Metall in der in Fig. 3 gezeigten, kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung voranschreiten;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Gleitreibungsversuches darstellt, der mit verschiedenartigen Materialien durchgeführt wurde;
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht einer keramischen Hülse, die in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
Fig. 6 ist ein Schnitt, der einen wesentlichen Abschnitt der kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung zeigt und insbesondere die Art und Weise darstellt, auf welche die keramische Hülse, die in Fig. 5 gezeigt ist, in einer Lagerschale angebracht ist;
Fig. 7 ist eine Darstellung der Zuordnung zwischen der keramischen Hülse, die an der Lagerschale befestigt ist, und der Walze im Gebrauchszustand;
Fig. 8 ist eine Darstellung eines anderen Beispiels der Art und Weise, auf welche die keramische Hülse an einer Lagerschale angebracht ist;
Fig. 9 ist ein Schnitt, der längs der Linie IX- IX der Fig. 8 vorgenommen wurde;
Fig. 10 ist eine Perspektivansicht eines Lager- Keramiksegments, das in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ist;
Fig. 11 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt des Ausführungsbeispiels, der die Art und Weise darstellt, auf welche das Keramiksegment der Fig. 10 an einer Lagerschale angebracht ist;
Fig. 12 ist eine Darstellung der Art und Weise, auf welche eine Vielzahl von Keramiksegmenten in einer Lagerschale angebracht sind;
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Versuchs zeigt, der die Benetzbarkeit verschiedenartiger keramischer Materialien durch geschmolzenes Al zeigt;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Gleitreibungs-Verschleißversuches zeigt, der mit verschiedenartigen Keramikmaterialien durchgeführt ist;
Fig. 15 ist ein Schnitt einer Walzenwelle mit einer Hülse, die an Abschnitten hiervon angebracht ist, die in Gleitberührung mit den Lagern treten; und
Fig. 16 ist ein Schnitt durch eine Lagerhülse mit keramischen Segmenten an Abschnitten hiervon, die gleitend eine Walze tragen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 stellt einen kontinuierlichen Heißtauch-Plattierungsprozeß mit einer kontinuierlich arbeitenden Heißtauch-Plattierungsvorrichtung 10 dar. Ein Stahlstreifen 12, der plattiert werden soll, wird ständig beim Durchlauf durch eine Einlaß-Waschzone 1 gewaschen, die aus einem Waschtank, einem Abwischer und einem elektrolytischen Waschtank zusammengesetzt ist, und wird von einer Abwickelrolle 2 hinter einer Schweißeinrichtung, einer Schneideinrichtung und einer Abgleichseinrichtung aufgenommen. Der Streifen 12, der von einer Abwickelrolle 2 abgewickelt wird, wird zur Heißtauch-Plattierungsvorrichtung 10 durch einen Glühofen 3 geschickt. Der Streifen 12, der durch die Vorrichtung 10 hindurch heißtauchplattiert wurde, wird von einer Zugrolle 9 durch eine Oberflächen-Einstellvorrichtung 4, eine Brückenwalzenvorrichtung 5, ein Sendzimir-Planetenwalzwerk (SPM) 6, eine Zugausgleicheinrichtung 7 und eine Formungs-Verarbeitungsvorrichtung 8 aufgenommen. Die Plattierungsvorrichtung 10 ist in Fig. 2 in größerem Maßstab gezeigt. Der Streifen 12, der durch eine Tülle 11 eingeleitet wird, wird um eine Tauchwalze 14 einer Tauchwalzvorrichtung in einem Plattierungsbad herumgewendet, der in einem Plattierungstank 13 enthalten ist, und aus dem Tank 13 herausgeführt. Eine Tragewalze 15 einer Tragewalzenvorrichtung dient dazu, den Lauf des Streifens 12 zu stabilisieren, der aus dem Plattierungsbad herausläuft, nachdem er die Tauchwalze 14 umrundet hat. Der Streifen 12, der aus dem Plattierungsbad entnommen wird, wird veranlaßt, durch eine Abwischdüse 17 hindurchzulaufen, die dazu dient, die Plattierungsdicke einzuregulieren. Da das geschmolzene Metall des Plattierungsbades als ein Schmiermittel zum Schmieren der gleitenden Abschnitte zwischen der Welle 18 der tragenden Walze und der Tauchwalzvorrichtung sowie den zugeordneten Walzlagerschalen 19 dient, sind Gleitlager als Walzenlagerschalen 19 am häufigsten benutzt.
Eine sorgfältige Untersuchung der herkömmlichen Tauchwalzenlager hat erwiesen, daß die Abnutzung der Walzenlager in Richtung des Kraftvektors auftritt und fortschreitet, der als ein Ergebnis des Herumführens des Streifens 12 rund um die Tauchwalze 14 erzeugt wird (siehe den Pfeil A in Fig. 2).
In Fig. 3 sind die Zustände des Fortschrittes der Abnutzung bei der Abnutzung der Tauchwalzen-Lagerschale 19 und der Tauchwalzenwelle 18 durch schraffierte Bereiche gezeigt.
Ein Beispiel der Erfindung, das aus dem ersten, oben erwähnten Gesichtspunkt heraus erarbeitet wurde, sowie die Ergebnisse eines Versuchs, der mit einem solchen Ausführungsbeispiel durchgeführt wurde, wird unter spezieller Bezugnahme auf die Beispiele 1 bis 5 beschrieben.

BEISPIEL 1

Die Auswahl des Keramikmaterials als das Material der gleitenden Teile ist einer der wesentlichsten Faktoren. Die Gleit-Verschleißeigenschaften, die von verschiedenartigen Materialien in einem geschmolzenen Metallbad aufgewiesen werden, werden deshalb durch ein Experiment untersucht. Der Versuch wurde dadurch durchgeführt, daß man Versuchsstücke aus verschiedenartigen Materialien an die Seitenoberfläche einer Scheibe angedrückt hat, die sich in einer Metallschmelze gedreht hat. Die Versuchsbedingungen waren wie folgt:
Größe der rotierenden Scheibe: 100 mm Durchmesser und 5 mm dick
Größe der Versuchsstücke: 30 mm lang, 30 mm breit und 5 mm dick
Andrückdruck: 50 kg/cm²
Gleitgeschwindigkeit: 15 m/min
Art der Metallschmelze: Aluminium
Versuchstemperatur: 700 ºC
Ein Lagerstahl JIS SUJ-2 wurde als Material der rotierenden Scheibe benutzt. Andererseits wurden die Versuchsstücke aus den folgenden Materialien hergestellt: ein Material JIS FC-25 als Beispiel eines Eisenmaterials, Materialien JIS S 50C, JIS SUJ-2 und JIS SUS 304 als Beispiele von Stahlmaterialien, ein Material SiC als Beispiel eines karbidartigen Keramikmaterials, Al&sub2;O&sub3; und ZrO&sub2; als Beispiele eines oxidartigen Keramikmaterials und Materialien Si&sub3;N&sub4;, Sialon Si&sub3;N&sub4;-BN und Sialon-BN als Beispiele nitridartiger Keramikmaterialien und Verbund-Keramikmaterialien. Fig. 4 zeigt die Ergebnisse des Verschleißversuches. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, nimmt das Ausmaß des Verschleißes zu, wenn die Gleitstrecke zunimmt, aber die Geschwindigkeit des Wachstums des Verschleißes ändert sich entsprechend den Materialien. Somit können die Materialien in die folgenden drei Arten aus dem Gesichtspunkt der Zuordnung zwischen der Gleitstrecke und der Tiefe der Abnutzung heraus eingegliedert werden.
Eisen- und Stahlmaterialien
(ii) Oxid- und karbidartige Keramikmaterialien
(iii) nitridartige Keramikmaterialien und Keramikmaterialien aus Verbund-Keramikmaterialien auf Nitridbasis.
Die metallischen Materialien (i), die herkömmlicherweise benutzt wurden, wurden zum Zweck des Vergleichs mit den Keramikmaterialien geprüft. Es wird ersichtlich werden, daß jedes der keramischen Materialien, die geprüft wurden, eine überlegene Verschleißbeständigkeit zeigte, verglichen mit den herkömmlicherweise benutzten Metallmaterialien. Es wird auch ersichtlich werden, daß die nitridartigen Keramikmaterialien und die Verbund-Keramikmaterialien eine größere Verschleißbeständigkeit zeigten als die, die von oxid- und karbidartigen Keramikmaterialien aufgewiesen wurde. Die Keramikmaterialien des Nitrid-Typs und die Keramikmaterialien des Verbund-Typs auf Nitridbasis sind beispielsweise Keramikmaterialien, wie etwa Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) und Verbund-Keramikmaterialien, die als ihren Hauptanteil Siliziumnitrid, beispielsweise Sialon, Si&sub3;N&sub4;- BN und Sialon-BN enthalten, das ein Material ist, das aus 90 Gew.-% Sialon und 10 Gew.-% BN zusammengesetzt ist.

BEISPIEL 2

Ein Versuch wurde unter Verwendung einer Keramikhülse 20 (siehe Fig. 5) als ein gleitendes Teil durchgeführt, das in der vorliegenden Erfindung benutzt ist. Der Versuch wurde dadurch durchgeführt, daß man diese Keramikhülse 20 an der Gleitfläche einer Lagerschale 19 der Tauchwalzenvorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Art angebracht hat.
Ein keramisches Material, das aus der Gruppe der nitridartigen und verbundartigen keramischen Materialien ausgewählt wurde, die eine überlegene Wirkung gezeigt hatten, wie in Fig. 4 gezeigt, insbesondere Sialon-Keramikmaterialien, die eine überlegene Formbarkeit und Sinterfähigkeit gezeigt hatten, wurde als das Material der Keramikhülse 20 benutzt. Mehr im einzelnen, Sialon-Keramikmaterial ist ein Material, das ausgedrückt wird durch Si6-ZAlZOZN8-Z, wobei Z innerhalb des Bereichs von 0 bis 4,2 geändert werden kann und das im allgemeinen als β-Sialon bezeichnet wird.
Um es detaillierter zu erläutern, wurde in diesem Beispiel ein Pulver aus Sialon der oben erwähnten Formel (Z = 0,5) mit einer kleinen Menge eines Bindematerials vermischt und die Mischung wurde in Methanol naßgeknetet und durch eine Sprühtrocknungsmethode dann granuliert. Das Granulat wurde dann zu einem Stück mit einem Außendurchmesser von 250 mm, Innendurchmesser von 170 mm und einer Länge von 250 mm mittels einer isostatischen Kaltpresse verdichtet. Das somit geformte Stück wurde dann einer Vorsinterung unterzogen und wurde dann auf einer Drehbank bis auf eine vorbestimmte Größe bearbeitet, die dadurch bestimmt wurde, daß man der Abmessungsänderung, die durch das endgültige Aussintern verursacht werden kann, sowie einem Endbearbeitungsrahmen Rechnung getragen hat. Die Endsinterung wurde bei 1750ºC durchgeführt. Da die Sintertemperatur der thermalen Zersetzungstemperatur von Siliziumnitrid nahekommt, neigt das geformte Material dazu, thermal so zersetzt zu werden, daß es ein metallisches Silizium wird, und es neigen Lunker dazu, im gesinterten Körper als Ergebnis der Freisetzung des metallischen Siliziums gebildet zu werden. Um eine solche thermale Zersetzung zu vermeiden, wurde die Endsinterung in einer Atmosphäre durchgeführt, die hauptsächlich aus Stickstoffgas zusammengesetzt war.
Fig. 5 zeigt das Aussehen des gesinterten Körpers 20 nach der spanenden Endbearbeitung. Der endbearbeitete, gesinterte Körper oder die Keramikhülse hatte einen Außendurchmesser von 200 mm, einen Innendurchmesser von 150,6 mm und eine Länge von 200 mm. Die innere Umfangsfläche der somit gebildeten Keramikhülse wurde nicht irgendeiner spanenden Bearbeitung unterzogen und wurde in dem durch Sinterung erreichten Zustand geprüft. Die Innenumfangsfläche der Keramikhülse hatte nämlich eine Kreisförmigkeit und Zylindrizität von 0,3 mm oder weniger, an Fehlern ausgedrückt, sowie einen Oberflächenzustand von 7 S oder feiner, und entsprach somit gut den allgemeinen Anforderungen für Lagerflächen, die zur Verwendung in einem geschmolzenen Metallbad bestimmt sind. In diesem Beispiel wurde die Endbearbeitung insoweit durchgeführt, daß die Keramikhülse einen Außendurchmesser und eine Länge erhielt, die mit denen der Lagerschale 22 gut übereinstimmten. Eine solche Endbearbeitung ist jedoch nicht wesentlich und die Keramikhülse dieses Beispiels kann auch ohne irgendeine abschließende Bearbeitung benutzt werden. Die Keramikhülse wurde dann einer spanenden Bearbeitung unterzogen, um Durchgangsbohrungen 21 von der Außenseite zur Innenseite der Hülse in acht Reihen zu bilden, die in Umfangsrichtung gleiche Abstände hatten, wobei jede Reihe drei Bohrungen umfaßte. Somit wurden insgesamt 24 Durchgangsbohrungen gebildet. Jede Durchgangsbohrung 21 war eine nicht mit Gewinde versehene Bohrung mit 10 mm Durchmesser, und ihre Öffnung in der Innenumfangsfläche der Hülse 20 wurde bis zu einer Tiefe von 8 mm spanend bearbeitet, von der Hülsen-Innenoberfläche aus gerechnet, unter einem Winkel von 45º, um einen ovalen, Senkkopf einer Schraube aufzunehmen.
Fig. 6 stellt die Art und Weise dar, auf welche die Hülse 20 an einer Lagerschale 22 mittels Schrauben 24 angebracht ist, die in eine entsprechende Gewindebohrung 23 in der Schale 22 eingeschraubt sind. Die Keramikhülse 20 wurde nämlich an der Lagerschale 22 mittels Senkkopf-Schrauben 24 befestigt, die jeweils eine Gesamtlänge von 30 mm hatten, eine Länge des Gewindeabschnitts von 20 mm, eine Länge des Kopfes von 6 mm und einen Außendurchmesser des Gewindeabschnitts von 8 mm. Die Montagearbeit wurde bei einer normalen Temperatur durchgeführt, und ein Spiel von 1 mm, auf den Radius bezogen, wurde zwischen der Wand der Durchgangsbohrung und der Schraube freigelassen. Ein Material JIS SUS 304 wurde als Material der Lagerschale verwendet, so daß die Differenz im Wärmeausdehnungsbeiwert zwischen der Keramikhülse und der Lagerschale etwa 9 x 10&supmin;- &sup7;/ºC betrug. Somit wird durch die Befestigung mit Schrauben keine übermäßige Spannung verursacht, wenn die Temperatur bis zum Niveau der Temperatur zum Plattieren mit Aluminium oder Zink angehoben ist.
Fig. 7 zeigt schematisch die Walzenwelle 18 der Erfindung für die kontinuierliche Heißtauchplattierung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die Keramikhülse wurde an der Lagerschale so angebracht, daß sie sich parallel zur Walzenachse erstreckte, indem man Verwendung von vieren der acht Reihen von Durchgangslöchern gemacht hat, d.h. von zwölf Durchgangslöchern. Die Walzenwelle 18 wurde so bearbeitet, daß ein Spalt von 1 mm, auf den Radius bezogen, zwischen der inneren Gleitfläche der Keramikhülse 20 und der Walzenwelle 18 verblieben ist. Somit liegt maximal ein Spiel von 2 mm zwischen der Walzenwelle 18 und dem Walzenlager vor. Im Betrieb wird es der Metallschmelze 16 des Plattierungsbades gestattet, in dieses Spiel einzudringen, um eine Schmierung durchzuführen. Die in diesem Versuch benutzte Walzenwelle wurde hergestellt aus dem Stahl JIS SUJ-2.
Es wird eine Beschreibung der Ergebnisse eines Versuchs gegeben, der durchgeführt wurde, um die Vorzüge der vorliegenden Erfindung zu bestätigen. Eine Tauchwalzenvorrichtung mit einem Walzenlager der vorliegenden Erfindung wurde beim kontinuierlichen Plattieren in geschmolzenem Aluminium bei 680ºC zusammen mit einem herkömmlichen Walzenlager, das aus Stahl hergestellt war, benutzt. Während das herkömmliche Stahl-Walzenlager in vier Tagen eine Abnutzung von etwa 15 mm aufwies, zeigte das Walzenlager dieser Erfindung eine Abnutzung in der Größenordnung von etwa 0,6 mm, was so klein wie 1/25 dessen des herkömmlichen Walzenlagers ist.
Das Walzenlager der Erfindung wurde kontinuierlich zwölf Tage lang ohne Ersetzen benutzt. Die Tiefe der Abnutzung betrug 1 mm oder weniger, wodurch die überlegene Wirkung der vorliegenden Erfindung bewiesen war.
Um einen anderen Vorzug der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, wurde die Keramikhülse 20 nach 12-tägigem Gebrauch aus dem Walzenlager herausgenommen und wurde nach einem Versetzen der Lage in Umfangsrichtung in der Größe von 1/8 des Umfangs wieder benutzt. Es wurde in diesem Fall keine anomale Abnutzung gefunden, und das Ausmaß der Abnutzung nach 12-tägigem Gebrauch in dieser neuen Lage war nicht größer als 1 mm, wie es der Fall der Abnutzung in der Anfangslage war. Es ist somit möglich, dieselbe Keramikhülse 20 achtmal zu benutzen, während man jede Zunahme in der Abnutzung vermeidet. Wenn die Innenoberfläche der Keramikhülse nach der achtmaligen Wiederholung der Benutzung nachbearbeitet wird, um die Kreisförmigkeit und Zylindrizität der Hülse wieder herzustellen, kann die Hülse wiederum nutzbar werden, so daß der wiederholte Gebrauch der Keramikhülsen möglich ist, die teuer sind.
Obwohl das keramische Teil in Form einer Hülse benutzt wurde, ist dies nur erläuternd, und das Keramikteil kann auch in Form eines halbkreisförmigen oder halbzylindrischen Teils benutzt werden, ohne daß man wesentlich die Vorzüge der vorliegenden Erfindung verschlechtert. In einem solchen Fall kann jedoch das keramische Teil anders als im Fall des zylindrischen keramischen Teils nicht wiederholt benutzt werden. Es ist auch möglich, die keramische Hülse aus einer Vielzahl koaxialer keramischer Ringe zusammenzusetzen.

BEISPIEL 3

Im vorangehend beschriebenen Beispiel 2 wurde die Erfindung bei einer Tauchwalzenvorrichtung angewandt. Im Beispiel 3 ist die Erfindung bei einer Tragewalzenvorrichtung angewandt, die in einem kontinuierlichen Heißtauch-Plattierungsbad benutzt ist.
Das Material und der Herstellungsprozeß des keramischen Teils sind dem Grunde nach dieselben, wie die der Beispiele 1 und 2. Ein Versuch wurde unter Benutzung einer keramischen Hülse durchgeführt, die am Tragwalzenlager angebracht wurde, und eines segmentartigen Keramikteils, das an der Tragwalzenwelle angebracht war. Die Keramikhülse hatte einen Außendurchmesser von 120 mm, einen Innendurchmesser von 92 mm und eine Länge von 100 mm. Das Keramikteil auf der Walzenwelle in Form von Segmenten hatte einen Außendurchmesser von 90 mm, einen Innendurchmesser von 70 mm, eine Länge von 100 mm und eine Breite von 25 mm. Der Versuch wurde in Übereinstimmung mit Routinearbeit in einem Heißtauch-Plattierungsbad aus Aluminium mit 680ºC durchgeführt. Nach 12-tägigem Gebrauch der Versuchsprobe wurden die Walze und das Lager zum Zweck der Messung des Verschleißes in den gleitenden Teilen aus Keramikmaterial herausgenommen. Der Verschleiß betrug der Messung nach 0,3 mm oder weniger und bewies somit den Vorzug der vorliegenden Erfindung.

BEISPIEL 4

In den Beispielen 2 und 3 war die Keramikhülse an der Lagerschale mittels Schrauben befestigt. Es wurde jedoch ein Versuch durchgeführt, bei dem man die Keramikhülse durch andere Mittel als durch Schrauben befestigt hat, wie aus der nachfolgenden Beschreibung des Beispiels 4 verständlich wird. In diesem Beispiel wurde eine Keramikhülse 20 benutzt, die einen Außendurchmesser von 200 mm, einen Innendurchmesser von 150,6 mm und eine Länge von 210 mm aufwies. Eine Anzahl von Kerben oder Aussparungen 25 mit jeweils einer Tiefe von 10 mm und einer Breite von 15 mm wurden in der einen axialen Endfläche der Keramikhülse 20 mit einer gleichmäßigen Teilung oder mit gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet. Wie in Fig. 8 gezeigt, hatte die Lagerschale 22 eine mittige Aussparung zur Anbringung der Keramikhülse 20 hierin. Der Durchmesser der Aussparung der Lagerschale betrug 200,5 mm. Somit war ein Spiel zwischen der Keramikhülse 20 und der Lagerschale 22 zum einfachen Ein- und Ausbau der Keramikhülse 20 belassen. Somit konnte die Keramikhülse 20 wiederholt dadurch benutzt werden, daß man sie über einen vorbestimmten Winkel nach Verwendung in jeder Drehlage gedreht hat. Stahlblöcke 26, die als Haltelaschen dienen und jeweils 13 mm breit, 8 mm hoch und 25 mm lang sind, wurden mit einem Abstand von 90º an der axialen Endfläche der Lagerschale 22 neben dem axialen Ende der Keramikhülse 20 dort angeschweißt, wo die Kerben oder Aussparungen 25 gebildet waren. Die Keramikhülse wurde dann in die mittige Aussparung der Lagerhülse von der entgegengesetzten Seite zu den Blöcken 26 hin eingepaßt. Da die Blöcke 26 so bemessen waren, daß sie lose in die Aussparung 25 paßten, wurde selbst bei Betriebstemperatur keine übermäßige Spannung verursacht. Wie in Fig. 9 gezeigt, wurde das axiale Ende der Keramikhülse 20, das den Aussparungen 25 gegenüberliegt, von einem Paar Blöcken 26 gehalten. Dies ist jedoch nicht ausschließlich und die Hülse kann auch mittels beispielsweise einer Ringplatte oder eines derartigen Teils gehalten werden. Der Versuch wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt, und es wurden dieselben Ergebnisse wie im Beispiel 2 bestätigt, so daß die Vorzüge der Erfindung ungeachtet des Unterschieds in der Methode der Anbringung der Keramikhülse bestätigt wurden.

BEISPIEL 5

Eine Anzahl von Keramiksegmenten 20 der Art, die in Fig. 10 gezeigt sind, wurden an einer Lagerschale 22 in Abstützung einer Tauchwalzenvorrichtung der Fig. 2 auf eine Weise angebracht, die in Fig. 12 gezeigt ist. In diesem Fall wurde Sialon als Keramikmaterial benutzt.
Die Zusammensetzung des Sialons ist ausgedrückt durch Si6-ZAlZOZN8-Z, wobei Z innerhalb des Bereichs von 0 bis 4,2 variabel ist, und es wird allgemein als β-Sialon bezeichnet. Mehr im einzelnen wurde in diesem Beispiel ein Sialonpulver der oben erwähnten Formel (Z = 0,5) mit einer kleinen Menge an Binder gemischt und das Gemisch wurde in Methanol naßgeknetet, dem eine Granulierung durch eine Sprühtrocknungsmethode folgte. Nachfolgend wurde das granulierte Material durch eine isostatische Kaltpresse gepreßt, um zu einem Stück geformt zu werden, das 25 mm lang, 62 mm breit und 250 mm lang war. Das Stück wurde dann bei 1750ºC fünf Stunden lang ausgesintert. Diese Sinterungstemperatur liegt eng an der Zersetzungstemperatur des Siliziumnitrids, so daß das Material dazu neigt, thermal zersetzt zu werden, um ein metallisches Silizium zu werden, wobei es Lunker nach der Freigabe des Siliziums hinterläßt. Um diesen unerwünschten Effekt zu vermeiden, wurde die Sinterung in einer Atmosphäre durchgeführt, die hauptsächlich aus Stickstoffgas zusammengesetzt war.
Fig. 10 zeigt das Aussehen des erhaltenen Keramiksegments nach der spanenden Endbearbeitung. Das somit erhaltene Keramiksegment hatte eine Länge von 20 mm, eine Breite von 50 mm und eine Länge von 200 mm. Drei Durchgangsbohrungen 21 wurden im gesinterten Stück mit einem Abstand von 50 mm in Längsrichtung des Keramiksegments ausgebildet. Jede Durchgangsbohrung 21 war ein ovales, nicht mit einem Gewinde versehenes Loch mit einer längeren Achse von 10 mm und einer kürzeren Achse von 8,5 mm. Ein Ende eines jeden Durchgangslochs wurde bis zu einer Tiefe von 8 mm und unter einem Abschrägungswinkel von 45º so ausgearbeitet, daß es eine Aussparung bildete, die imstande war, den Kopf einer Senkkopfschraube aufzunehmen.
Fig. 11 stellt die Art und Weise dar, auf welche das Keramiksegment 20 an einer Lagerschale 22 befestigt wurde. Wie gezeigt, wurde das Keramiksegment 20 an der Lagerschale 22 mittels dreier Schrauben 24 befestigt, die in Gewinde- Schraubenbohrungen 23 eingedreht wurden, die in der Lagerschale 22 ausgebildet sind. Die Schraube 24 war eine Senkkopfschraube 24 mit einer Gesamtlänge von 30 mm, einer Länge des Gewindeabschnitts von 20 mm, einer Länge des Kopfes von 6 mm und einem Gewinde-Außendurchmesser von 8 mm. Der Vorgang zum Befestigen des Keramiksegments 20 an der Lagerschale 22 wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. Ein Spiel von 1 mm wurde zwischen der Wand eines jeden nicht mit Gewinde versehenen Lochs 21 im Keramiksegment und der Schraube 24 freigelassen, in Richtung der Längsachse des Durchgangslochs 21 gemessen. Ein austhenitischer, rostfreier Stahl JIS SUS 304 wurde als Material der Lagerschale benutzt. Somit betrug die Differenz im Wärmeausdehnungsbeiwert zwischen der Lagerschale und dem keramischen Segment 9 x 10&supmin;&sup7;/ºC. Wenn der Abstand oder Zwischenraum der Schrauben 50 mm beträgt, wie im dargestellten Beispiel, beträgt die Wärmeversetzung, die verursacht wird, wenn das Segment bis auf Plattierungstemperatur erwärmt wird, die zur Plattierung mit Aluminium oder Zink geeignet ist, höchstens etwa 30 um. Es ist deshalb möglich, die Erzeugung übermäßiger Spannung zu vermeiden, obwohl das Keramiksegment mit Schrauben befestigt war.
Fig. 12 zeigt einen Zustand, in dem die Keramiksegmente 20 an der Lagerschale 22 befestigt waren. Es wurde nämlich ein Stück eines Keramiksegments 20 an einem Abschnitt der Lagerschale 22 befestigt, der gegenüber der neutralen oder vertikalen Achse der Lagerschale 22 um einen Winkel von 18º versetzt war, und zwar mittels Schrauben, indem man eine Aussparung und Schraubenlöcher nutzt, die schon vorher in der Lagerschale 22 ausgebildet waren. Zusätzlich wurde ein Paar Keramiksegmentstücke 20 an beiden Flankenabschnitten der Lagerschale an Stellen befestigt, die etwa um 20 mm von den unteren Enden der Flanken der Lagerschale 22 entfernt waren. Diese drei Keramiksegmentstücke 20 wurden so angeordnet, daß die Innenoberflächen dieser drei Segmente einen Kreis mit einem Durchmesser von 150 mm festlegen. Die Walzenwelle bestand aus Chrom-Lagerstahl mit hohem Kohlenstoffanteil JIS SUJ-2, und der Durchmesser der Walze betrug 148 mm.
Ein Versuch wurde durchgeführt, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu bestätigen. Ein kontinuierliches Heißtauchplattieren wurde unter Verwendung einer Tauchwalze durchgeführt, die vom Lager dieses Beispiels abgestützt war, und zwar innerhalb eines geschmolzenen Aluminium- Plattierungsbades von 680ºC. Es wurde bestätigt, daß, während eine herkömmliche Stahl-Walzenlagerung eine Abnutzung mit einer Tiefe von etwa 15 mm nach dem viertägigen Betrieb zeigt, das Walzenlager dieses Beispiels eine Abnutzung von etwa 1 mm zeigt, was so klein ist wie etwa 1/15 dessen der herkömmlichen Stahllagerung. Die Lager dieses Beispiels wurden dann einem kontinuierlichen 12-Tage-Betrieb unterzogen, während die Walze alle vier Tage gewechselt wurde. Die Tiefe der Abnutzung der Lager nach dem 12-tägigen Gebrauch war so klein wie etwa 1,5 mm und bewies somit eine bemerkenswerte Verbesserung in der Lebensdauer der Walzenlager.
Ausführungsbeispiele der Erfindung auf der Grundlage des oben erwähnten ersten und zweiten Gesichtspunktes der Erfindung werden nachfolgend durch Beschreibung von Beispielen 6 bis 11 beschrieben.

BEISPIEL 6

Der kritischste Faktor der Erfindung ist es, ein geeignetes Keramikmaterial auszuwählen. Die Erfinder haben deshalb in einer Argon-Gasatmosphäre den "Feucht-Kontaktwinkel" verschiedenartiger Keramikmaterialien mit sowohl einem geschmolzenen Zn-Plattierungsbad von 700ºC als auch einem geschmolzenen Al-Plattierungsbad von 1000ºC gemessen. Die geprüften Keramikmaterialien waren Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;), Zirkonoxid (ZrO&sub2;), Berylliumoxid (BeO), Bornitrid (BN), Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) und Sialon (Si5,5Al0,5O0,5N7,5). Es wurde auch ein Versuch durchgeführt, bei dem die Versuchstücke dieser Keramikmaterialien fünf Stunden lang sowohl in das geschmolzene Zn- Plattierungsbad von 700ºC als auch in das geschmolzene Al- Plattierungsbad von 1000ºC getaucht wurden, und die Tiefen der Erosion der Versuchsstücke wurden gemessen. Jedes der Keramikmaterialien zeigte einen Feucht-Kontaktwinkel von nahezu 180º in bezug auf das geschmolzene Zn von 700ºC. Das heißt, daß die geprüften Keramikmaterialien im wesentlichen mit geschmolzenem Zn bei 700ºC nicht benetzbar waren. Zusätzlich waren die Erosionstiefen dieser Keramikmaterialien nach dem fünfstündigen Eintauchen in das geschmolzene Zn von 700ºC im allgemeinen so klein wie 2 um oder weniger. Die geringe Benetzbarkeit dieser keramischen Materialien in bezug auf geschmolzenes Zn bedeutet, daß keine wesentliche Flüssigkeitsschmierungswirkung erwartet werden kann, wenn diese Keramikmaterialien in einem geschmolzenen Zn-Plattierungsbad benutzt werden.
Es wird nun Bezug auf das geschmolzene Aluminiumbad von 1000ºC genommen; BN zeigte den größten Feucht-Kontaktwinkel (158º) unter den geprüften Keramikmaterialien, während der geringste Feucht-Kontaktwinkel (34º) von SiC gezeigt wurde. Somit ändert sich der Feucht-Kontaktwinkel in hohem Umfang in Abhängigkeit von der Art des Keramikmaterials. Im allgemeinen zeigten die Keramikmaterialien, die einen größeren Feucht-Kontaktwinkel aufweisen, eine geringere Erosionstiefe. In gleicher Weise zeigten die Keramikmaterialien mit kleinerem Feucht-Kontaktwinkel eine größere Erosionstiefe. Fig. 13 zeigt die Zuordnungen zwischen der Erosionstiefe (Abszissse) und dem Feucht-Kontaktwinkel im Hinblick auf geschmolzene Al (Ordinate), wie bei den geprüften Keramikmaterialien beobachtet. Es wird ersichtlich, daß die Eigenschaften von Erosionstiefe/Feucht-Kontaktwinkel dieser Keramikmaterialien nahezu auf einer einzigen gekrümmten Linie oder rund um diese aufgetragen sind. Aus Fig. 13 wird ersichtlich, daß BN, Si&sub3;N&sub4; und Si5,5Al0,5O0,5N7,5 Feucht-Kontaktwinkel zeigen, die beträchtlich größer sind als 90º, sowie kleine Erosionstiefen, so daß sie die geringe Benetzbarkeit dieser Keramikmaterialien durch geschmolzenes Al beweisen. Andererseits zeigten oxidartige Keramikmaterialien, d.h. Al&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2; und BeO sowie karbidartiges Keramikmaterial, d.h. SiC, einen Feucht-Kontaktwinkel kleiner als 90º sowie große Erosionstiefen, so daß bewiesen wird, daß diese Keramikmaterialien eine hohe Benetzbarkeit durch geschmolzenes Al aufweisen. Aus dem ersten und zweiten Gesichtspunkt der Erfindung, die schon vorher erwähnt wurden, wird es deshalb verständlich, daß das Ziel der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden kann, daß man ein oxidartiges oder karbidartiges Keramikmaterial benutzt.
Die Benetzbarkeit des Keramikmaterials wird auch durch Faktoren beeinträchtigt, wie etwa die Oberflächenrauhigkeit, den Verunreinigungsanteil und die Dichte der Keramikmaterialien, sowie durch die beschriebenen Faktoren, wie etwa Art und Temperatur des geschmolzenen Metalls.

BEISPIEL 7

Ein Experiment wurde durchgeführt, um die Gleitreibungs- Verschleißbeständigkeitsmerkmale von Keramikmaterialien in geschmolzenem Metall zu prüfen. Der Versuch wurde dadurch durchgeführt, daß man Versuchsstücke aus verschiedenartigen Keramikmaterialien gegen eine Seitenfläche einer Scheibe gedrückt hat, die sich mit hoher Geschwindigkeit in geschmolzenem Al dreht. Die Versuchsbedingungen sind die folgenden:
Größe der rotierenden Scheibe: Durchmesser 100 mm, Dicke 5 mm
Größe des Versuchsstücks: 30 mm lang, 30 mm breit und 5 mm dick
Berührungsdruck: 10 kg/cm²
Gleitgeschwindigkeit: 100 m/min
Versuchszeit: 5 Stunden
Versuchstemperatur: 1000º C
Als Material für die rotierende Scheibe wurde Si&sub3;N&sub4; benutzt, das einen großen Kontaktwinkel aufweist. Die geprüften keramischen Materialien waren Si&sub3;N&sub4;, Sialon, Al&sub2;O&sub3;, BeO, reaktionsgebundenes Si&sub3;N&sub4; (RBSN) und reaktionsgebundenes SiC (RBSC). Die Ergebnisse des Versuchs sind in Fig. 14 gezeigt. Aus dieser Figur wird ersichtlich, daß eine schwere Abnutzung stattfindet, wenn beide Materialien, die in reibender Berührung gehalten werden, eine geringe Benetzbarkeit aufweisen, wie es der Fall ist bei Si&sub3;N&sub4; und Sialon, trotz der Verwendung von Keramikmaterialien. Keramikmaterialien, die Feucht-Kontaktwinkel aufweisen, die kleiner sind als 90º, beispielsweise Al&sub2;O&sub3;, können vom geschmolzenen Metall flüssiggeschmiert werden, so daß die Abnutzung verringert ist. Eine weitere Verringerung in der Abnutzung ist mit BeO und SiC erreichbar. BeO und SiC weisen nämlich eine Abnutzung auf, die kleiner ist als die Hälfte, die Al&sub2;O&sub3; aufweist. Im einzelnen können RBSN und RBSC mit offenen Poren mit geschmolzenem Al so imprägniert werden, daß sie mit geschmolzenem Al gut geschmiert sind, wenn sie im geschmolzenen Al-Bad benutzt werden, so daß sie eine merkliche Verringerung im Verschleiß zeigen.

BEISPIEL 8

Eine Keramikhülse 27, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wurde an jeden Gleitabschnitt einer Tauchwalzenwelle 18 passend befestigt, wie in Fig. 15 gezeigt. Andererseits wurden Keramiksegmente 20A, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden, in die Gleitfläche der Lagerschalen 22 eingepaßt, wie in Fig. 16 gezeigt. Die Tauchwalzenwelle 18 mit der Keramikhülse 27 und die Lagerschale 22 mit den Keramiksegmenten 20A wurden zusammengebaut und zum Zweck der Bestätigung der Vorzüge der vorliegenden Erfindung geprüft. Die Tauchwalze 14, die in diesem Versuch benutzt wurde, hatte einen Trommeldurchmesser von 422 mm, eine Trommellänge von 1160 mm, einen Lagerzapfendurchmesser von 130 mm und eine Lagerzapfenlänge von 180 mm. Ein Ni-Cr-Mo- Stahl, der so gehärtet wurde, daß er eine Brinellhärte von 320 aufwies, wurde als Material für die Tauchwalze 14 benutzt.
Sialon war als Material der Keramikhülse 27 der Fig. 15 benutzt. Das Sialon wird ausgedrückt durch Si6-ZAlZOZN8-Z, wobei Z ein Variable innerhalb des Bereichs von 0 bis 4,2 ist. Diese Art von Sialon ist allgemein als β-Sialon bekannt. Mehr im einzelnen wurde bei diesem Beispiel Pulver aus Sialon, das durch die oben erwähnte Formel ausgedrückt wird, wobei Z als 0,5 gewählt wurde, mit einer kleinen Menge an Bindemittel vermischt und das Gemisch wurde in Methanol naßgeknetet. Das geknetete Gemisch wurde dann mit einer Sprühtrockungsmethode granuliert. Das granulierte Material wurde dann von einer isostatischen Kaltpresse bei einem Druck von 1500 kg/cm² geformt. Das somit geformte Material wurde dann vorgesintert und durch eine Drehbank bis auf eine vorbestimmte Größe abgespant, indem man eine Abmessungsänderung in Betracht gezogen hat, die während des Endsinterns stattfinden wird, sowie einen Spielraum für eine Endbearbeitung. Die Endsinterung wurde bei 1750ºC in Stickstoffgasatmosphäre durchgeführt. Die somit fertiggestellte Keramikhülse hat einen Außendurchmesser von 150 mm, einen Innendurchmesser von 130,6 mm und eine Länge von 180 mm.
Die Keramikhülse 27 wurde dann an der Walzenwelle 18 in einem losen Sitz angebracht. Die Abmessungszuordnung wurde sorgfältig so ausgewählt, daß die Keramikhülse 27 einen engen Sitz auf der Walzenwelle ohne jede Gefahr der Rissebildung einnimmt, wenn die Walzenwelle und die Hülse bis auf 650ºC erhitzt sind, da der Versuch dadurch durchgeführt wurde, daß man die Walze ständig in einem geschmolzenen Al-Plattierungsbad von 650ºC betrieben hat.
Andererseits wurde das Lager, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, auf die folgende Weise vorbereitet. BeO wurde als Material des Keramiksegments 20A benutzt. Drei Stücke der Keramiksegmente 20A, von denen jedes 180 mm lang, 50 mm breit und 20 mm dick ist, wurden an der Lagerschale 22 angebracht, wie in Fig. 16 gezeigt. Mehr im einzelnen wurde ein Stück der Keramiksegmente 20A in eine Aussparung eingepaßt, die in einem Abschnitt der Innenoberfläche der Lagerschale ausgebildet war, der in Richtung des Vektors der Kraft liegt, die durch den Streifen 12 erzeugt wird, der sich um die Tauchwalze 14 herumlegt. Nach der Anbringung dieser Stücke der Keramiksegmente 20A wurde die Gleitfläche der Lagerschale mit einem Diamanten-Schleifwerkzeug mit einer Feinheit von 5000 oder so ähnlich so geschliffen, daß die Gleitfläche der Lagerung einen Krümmungsradius hatte, der etwa um 0,5 mm größer war als der der Keramikhülse auf der Walzenwelle.
Die Kombination der Tauchwalzenwelle und der somit hergestellten Lagerung wurde dadurch geprüft, daß sie einer kontinuierlichen Plattierungstätigkeit in einem Al-Plattierungsbad mit 650ºC zusammen mit einer Kombination aus einer herkömmlichen Walzenwelle und einem herkömmlichen Lager unterzogen wurde. Während die herkömmliche Anordnung nur einer sehr kurzen Benutzungsdauer von 4 Tagen standhalten konnte, konnte die Kombination aus der Walzenwelle und den Lagern, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden, einem ständigen einmonatigen Betrieb standhalten, ohne unter irgendeiner anomalen Abnutzung zu leiden, so daß es ermöglicht wurde, daß die Plattierungsschicht gleichförmig und kontinuierlich gebildet wurde.

BEISPIEL 9

Im Beispiel 9 wurde RBSN anstelle des BeO verwendet, das im Beispiel 8 verwendet wurde. Das RBSN wurde dadurch hergestellt, daß man eine kleine Menge eines Bindemittels einem Si-Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 0,8 um zusetzte, das Gemisch in Methanol naßknetete und das geknetete Gemisch durch eine Sprühtrocknungsmethode granulierte. Das Material wurde dann zu einem Stück durch eine isostatische Kaltpresse bei einem Druck von 1500 kg/cm² geformt, und das somit geformte Stück wurde zwischenzeitlich in einer Stickstoffgasatmosphäre gesintert und auf eine vorbestimmte Größe abgespant. Da RBSN keine wesentliche Abmessungsänderung während der Endsinterung aufweist, wurde die spanende Bearbeitung so durchgeführt, daß man eine nahezu zugabefreie Form erreicht, die nahezu dieselbe ist in Form und Größe wie das endgültige Produkt, mit Ausnahme des Vorsehens eines Endbearbeitungsbereiches. Die endgültige Sinterung wurde bei 1380ºC in einer Stickstoffgasatmosphäre durchgeführt. Das somit gebildete gesinterte Teil wurde dann durch Schleifen zur Form eines Keramiksegments von 180 mm Länge, 50 mm Breite und 20 mm Dicke mit einer bogenförmigen Gleitoberfläche geformt. Das somit geformte Keramiksegment hatte Poren von 50 bis 100 um bei einer Porosität von etwa 17%. Das somit gebildete poröse Segment wurde dann in ein geschmolzenes Al-Bad mit 650ºC getaucht, und ein verringerter Druck von 10 Torr wurde hieran so angelegt, daß das Segment mit Al imprägniert wurde. Die Porosität ist ein Faktor, der eine wesentliche Auswirkung auf die Schmierleistung hat. Um eine erwünschte Schmierwirkung zu erreichen, ist die Porosität bevorzugt 5% oder größer. Andererseits verursacht eine zu große Porosität eine Verringerung in der mechanischen Festigkeit. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment bestätigt, daß die Porosität 30% nicht überschreiten sollte, wenn ein poröses Sinter-Keramiksegment am Walzenlager der Art benutzt wird, auf welche sich die Erfindung erstreckt. Die Porosität der Versuchsstücke des Keramiksegments wurde deshalb so eingestellt, daß sie nicht kleiner als 5%, aber nicht größer als 30% war. Die so vorbereiteten Keramiksegmente wurden an der Lagerschale auf dieselbe Weise wie das im Beispiel 8 angebracht.
Die Kombination aus der Tauchwalzenwelle und den Lagern, die durch den beschriebenen Vorgang erhalten wurden, wurde einer kontinuierlichen Plattierung in einem Al-Plattierungsbad bei 650ºC unterzogen, zusammen mit einer Kombination aus einer herkömmlichen Tauchwalzenwelle und Lagerungen. Während die Kombination der herkömmlichen Tauchwalzenwelle und der Lagerungen nach einem kontinuierlichen viertägigen Betrieb infolge der Abnutzung der Walzenwelle und der Lagerungen unbenutzbar wurde, konnte die Kombination aus der Tauchwalzenwelle und dem Lager, die in Übereinstimmung mit der Methode der vorliegenden Erfindung vorbereitet wurde, einem zweimonatigen, ständigen Betrieb standhalten, ohne unter irgendeiner außergewöhnlichen Abnutzung zu leiden, so daß sie es ermöglicht hat, daß die Plattierung gleichförmig und kontinuierlich durchgeführt wurde.

BEISPIEL 10

Im Beispiel 10 wurde Sialon anstelle von RBSN mit offenen Löchern benutzt, wie es im Beispiel 9 benutzt wurde. Mehr im einzelnen wurden im Beispiel 10 kleine Löcher mit einer Lochgröße von 150 um und einer Tiefe von 1000 um mit einem Abstand von 500 um in der Gleitfläche mittels der Laserabtragung gebildet. Die Gleitfläche wurde dann durch ein Diamanten-Schleifrad mit einer Feinheit von 5000 oder dergleichen in einem Ausmaß von 10 um (auf den Durchmesser bezogen) abgeschliffen. Dann wurde das Segment in ein geschmolzenes Al-Bad von 650ºC eingetaucht, und ein verringerter Druck von etwa 10 Torr wurde hieran angelegt, um das Segment mit geschmolzenem Al zu imprägnieren. Ein Experiment wurde durchgeführt, um die optimalen Werte der Lochgröße, Lochtiefe und des Abstands der kleinen Löcher zu suchen, sowie das Verhältnis der Fläche, die von den kleinen Löchern eingenommen wird, da diese Faktoren die Verschleißbeständigkeit und mechanische Festigkeit wesentlich beeinflussen. Es wurde durch das Experiment bestätigt, daß die Imprägnierung mit Al nicht befriedigend durchgeführt werden kann, wenn die Lochgröße 20 um oder kleiner ist, und daß eine Lochgröße, die 500 um überschreitet, nicht bevorzugt ist, weil eine so große Lochgröße dazu neigt, den Bruch des Segments unter Versuchsbedingungen zuzulassen. Es wurde auch bestätigt, daß kleine Löcher mit einer zu kleinen Lochgröße das geschmolzene Metall nicht gut zurückhalten können. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Lochtiefe dem halben Lochdurchmesser gleich sein sollte, d.h. kleinstenfalls dem Lochradius. Es hat sich auch herausgestellt, daß ein zu kleiner Abstand oder eine zu kleine Teilung der kleinen Löcher dazu neigt, einen Bruch des Keramiksegments wegen der Interferenz von Spannungen zu verursachen, die rund um benachbarte kleine Löcher erzeugt werden. Es wurde bestätigt, daß die Teilung der kleinen Löcher mindestens 2,5mal so groß wie der Lochdurchmesser sein sollen. Was das Verhältnis der Fläche angeht, die von den kleinen Löchern eingenommen wird, wurde bestätigt, daß dasselbe Erfordernis wie jenes für die offenen kleinen Löcher auch in diesem Fall gilt.
Keramiksegmentstücke, die so vorbereitet wurden, wurden am Lager in derselben Weise wie die im Beispiel 9 angebracht.
Die Tauchwalzenwelle und die Lager dieses Beispiels wurden in einem Al-Plattierungsbad von 650ºC für den kontinuierlichen Plattierungsvorgang verwendet. Die Kombination aus der Tauchwalzenwelle und den Lagern des Beispiels konnte für einen Zeitraum verwendet werden, der mehr als 15mal länger war als der, der durch die herkömmliche Walzenwelle und das herkömmliche Lager gezeigt wurde.

BEISPIEL 11

Im Beispiel 11 wurden feine Nuten mit sehr geringer Breite im Keramiksegment anstelle der feinen Poren gebildet, die im Beispiel 10 benutzt wurden, und ein elektrisch leitfähiges Verbund-Keramikmaterial, das durch Vermischen von 40% Titannitrid in Sialon erhalten wurde, wurde als Material des Keramiksegments verwendet. Unter Verwendung einer Entladungselektrode wurden feine Nuten spiralig in die Gleitfläche des Keramiksegments mit einer Breite von 150 um, einer Tiefe von 800 um und einer Teilung, d.h. einem Abstand zwischen den Mitten benachbarter Nuten, von 500 um gebildet. Die Gleitfläche wurde dann in einem Ausmaß von etwa 10 um, auf den Durchmesser bezogen, mit einem Diamant-Schleifwerkzeug mit einer Feinheit von 5000 oder dergleichen abgeschliffen.
Die Segmentstücke wurden dann mit Al imprägniert und an der Lagerschale auf dieselbe Weise wie im Beispiel 10 angebracht. Dieses Beispiel wurde einem Versuch unterzogen, der unter derselben Bedingung wie Beispiel 10 durchgeführt wurde, zum Zweck der Wertung der Auswirkung der feinen Nuten, und es wurde eine Wirkung bestätigt, die äquivalent war zu der, die durch die Poren in den vorangehenden Beispielen erzeugt wurden. Es wurde auch bestätigt, daß die längste Lebensdauer des Lagers dann erhalten wird, wenn Nuten mit einer Breite von 20 bis 500 um gebildet werden, deren Tiefe mindestens in der halben Breite besteht, deren Teilung mindestens 2,5mal so groß ist wie die Breite und wobei das von den Nuten eingenommene Flächenverhältnis von 5 bis 30% reicht.
Es muß auch vermerkt werden, daß die Poren im Beispiel 10 durch elektrische Funkenerosion gebildet werden können, ohne die Wirkung zu verschlechtern. In gleichartiger Weise kann eine Wirkung äquivalent zu der, die vom Beispiel 11 erzeugt wird, dann erhalten werden, wenn die feinen Nuten durch Laserabtragung statt durch elektrische Funkenerosion gebildet werden.
In den vorangehend beschriebenen Beispielen können die Keramikteile als Gleitteile in verschiedenartigen Formen benutzt werden, wie etwa als Hülse, eine Anzahl von Segmentstücken und eine Anzahl von Ringen, die durch Abschneiden von einer Hülse gebildet sind. Es ist auch möglich, eine Anzahl von Segmentstücken zu benutzen, die in axialer Richtung der Walze angeordnet sind, obwohl in den dargestellten Beispielen die Segmentstücke in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnet sind.
Ferner kann eine vorteilhafte Wirkung der Schmierung in einem geschmolzenen Metallbad auch durch Imprägnieren eines Keramikteils mit festen Schmierstoffen, wie etwa Kohlenstoff oder Molybdändisulfid, erreicht werden. Insbesondere Kohlenstoff ist wirksam und bevorzugt, da er gemeinsam mit den Keramikmaterialien eingebrannt werden kann.
Wie beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Struktur oder eine Walzenanordnung zur Verwendung in einem geschmolzenen Metallbad vorgeschlagen, worin Keramikmaterial als das Material für die Gleitabschnitte einer Walzenwelle aus Metall und/oder die Gleitflächen einer Lagerung aus Metall bei der Abstützung der Walzenwelle benutzt werden.
Die als Material dieser Gleitteile der Walzenwelle und/oder der Lager benutzten Keramikmaterialien verbessern die Erosions- und Verschleißbeständigkeit dieser gleitenden Teile und verbessern somit die Dauerhaftigkeit der Walzenwelle und/oder der Lagerungen, so daß die Gesamtkosten der Produktion plattierter Stahlstreifen vorteilhaft abgesenkt ist. Der von der vorliegenden Erfindung gebotene Vorteil ist besonders dann bemerkenswert, wenn ein Keramikmaterial mit einer verhältnismäßig großen Benetzbarkeit durch das geschmolzene Metall als Material der Gleitabschnitte der Walzenwelle und/oder der Lager benutzt ist.

Claims

1. Kontinuierlich arbeitende Heißtauch-Plattierungsvorrichtung mit einem Behälter (13) zur Aufnahme einer Plattierungsschmelze, in den ein Metallband (12) zur Plattierung mit dem geschmolzenen Plattierungsmetall eingetaucht wird, umfassend:

zumindest eine in die Plattierungsschmelze eingetauchte Walze (14), die an jedem Ende je einen Schaft (18) aufweist; und

mindestens ein Paar, den beiden Schäften (18) zugeordnete, in das geschmolzene Metall eingetauchte Lagerungen (19), die jeweils eine Lagerfläche (20) zur rotierbaren Führung der Schäfte (18) aufweisen, wobei das Metallband (12) bewirkt, daß die Walze (14) beim Fördern des Metallbands eine Kraft gegen die Fläche (20) ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Lagerungen (19) Gleitlager sind,

jede Lagerfläche (20) einen Kurvenradius aufweist, der ausreichend größer ist als derjenige des zugeordneten Schaftes (18), so daß ein zwischen jeder Lagerung (19) und dem zugeordneten Schaft (18) gebildeter Spalt durch geschmolzenes Plattierungsmetall während der Heißtauch-Plattierung geschmiert wird, und

die Lagerfläche (20) zumindest auf einem Teil der Oberfläche ein keramisches Material aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerungen (19) keramische Lagerhülsen sind, die mittels Durchgangsbolzen (24) an Stützgliedern (22) angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagerung eine Lagerschale (22) mit einer daran angebrachten keramischen Hülse (20) umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagerung mehrere Rückhaltevorsprünge (26) umfaßt und die keramische Hülse (20) mehrere Einschnitte (25) zum Ineinandergreifen mit den Rückhaltevorsprüngen (26) der zugeordneten Lagerung aufweist, um die keramische Hülse (20) am Lager anzubringen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material eine Borkeramik oder eine Nitridkeramik umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche jeder keramischen Hülse feine Löcher aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche jeder keramischen Hülse feine Nuten aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material jeder Hülse einen Benetzungswinkel zum geschmolzenen Metall von nicht mehr als 90º aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede keramische Hülse eine Verbundkeramik aufweist, wobei die Verbundkeramik mindestens eine Verbindung aus Si6-ZAlZOZN8-Z umfaßt, wobei Z kleiner oder gleich 4,2 ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Hülse (20) eine Wandung aufweist, die mit mehreren Bolzen-aufnehmenden Durchgangslöchern (21) versehen ist, die in vorgegebenen Abständen sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung angeordnet sind, und an der Lagerschale mittels mehrerer durch die Durchgangslöcher (21) gesteckter Bolzen (24) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (25) und die Rückhaltevorsprünge (26) derartig bemessen und geformt sind, daß die Rückhaltevorsprünge (26) locker im zugeordneten Einschnitt (25) aufgenommen sind, um die Bildung übermäßiger Spannungen in Axial- oder Umfangsrichtung aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material der Lagerschale (22) und dem Material der keramischen Hülse (20) zu vermeiden.