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Verwendung von Aluminiumlegierungen Unter den Vorschlägen, Lager aus
Aluminiumlegierungen herzustellen, finden sich auch einige, die Antimon als Legierungszusatz
vorsehen. So wurde gesagt (vgl. deutsche Patentschrift 257 868), daß die Grundmasse
einer Leichtmetall-Lagerlegierung aus Aluminium und Zinn oder aus Aluminium, Zinn
und einem dritten in Zinn löslichen Metall, wie Blei, bestehen soll und daß in diese
Grundmassie harte Körner aus chemischen Verbindungen des Aluminiums mit Nickel;
Eisen, Kobalt, Mangan, Chrom oder Antimon eingelagert werden sollen. Es hat. sich
aber gezeigt, daß diese Legierungen, bei denen Zinn ein notwendiger Bestandteil
oder Grundmasse ist, nicht allen Anforderungen, die -die Pra:ds an Lagerlegierungen
stellt, gewachsen sind. Ein besonderer Nachteil dieser Legierungen liegt in der
Tatsache, daß Aluminium -und Zinn ein niedrigschmelzendes Eutektikum bilden und
daher einer erhöhten Erwärmung keinen Widerstand zu leisten vermögen. Gerade - die
Widerstandsfähigkeit der Lager gegenüber Erwärmung bedingt aber in neuzeitlichen
Motorenkonstruktionen sogar :den Ersatz von Weißmetall durch widerstandsfähigere
Lagerlegierungen. Wenn daher heute in erhöhtem Maß Lager aus Aluminiumlegierungen
angestrebt werden, so liegt darin nicht etwa, mindestens nicht allein, das Bestreben,
Zinn durch ein anderes Metall zu ersetzen, sondern es liegt die Notwendigkeit vor,
an Stelle der für manche Zwecke unzulänglichen Lagermetalle auf der Zinn- oder Bleibasis
tempieraturbeständigere Lagerwerkstoffe zu schaffen. Die Verbindung von Aluminium
und Zinn ist aber dem Grundgedanken gerade dieser Entwicklung entgegengesetzt, weil
durch die Einbettung des Zinns in die Struktur die leichtschmelzenden Elemente wieder
-eingeführt werden.
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Bei der Schaffung von Lagern auf der Basis Aluminium war man nun im
allgemeinen davon ausgegangen, -daß, eine Grundmasse aus Reinaluminium wegen Schmierens
ungeeignet sei. Es herrschte also das Bestreben vor, die Grundmasse in möglichst
hohem Maße zu härten und erst in diese gehärtete Grundmasse noch härtere Tragkristalle
einzubetten (vgl. deutsche Patentsschrift 5r8 256). Bei diesem Stand der Technik
wäre ein Fachmann nicht auf den Gedanken gekommen, Aluminiumlager aus binären Aluminium-Antimon-Legierungen
in der Weise herzustellen, daß geringe Prozentsätze an Antimon in eine Grundmasse
aus Reinahuninium eingebettet würden. Vorschläge der Art also, Legierungen von z
bis 99% Aluminium und 99 bis r% Antimon für eine Reihe von Verwendungszwecken, darunter
,auch Lager; zu benutzen (vgl. britische Patentschrift 236i/ 1891), konnten nicht
als Anregung aufgefaßt werden, Lager herzustellen, wie sie den Gegenstand vorliegender
Erfindung bilden..
Nach anderen Vorschlägen (vgl. britische Patentschrift
414783) soll Ahtm@iumlegierungen, die 5 bis 15 @ o Silicium enthalten, also im wesentlichen
eine aus Aluminium und Silicium bestehende eutektische Grundmasse enthalten, noch
Antimon bis 30,'o zugesetzt werden. Eine derartige Menge an Antimon reicht jedoch
in einer eutektischen A1-Si-Legierung nicht aus, es als selbständigen Gefügebestandteil
in die Eigenschaft der Legierung nennenswert beeinflussenden Ausmaß auftreten zn
lassen.
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Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Lagern aus Aluminium
Antitnon-Legierungen, bei denen in einer Grundmasse aus Aluminium eine Anzahl von
Antimon-Aluminid-Kristallen eingelagert sind. Zu diesem Zweck wird dem Aluminium
ein Zusatz von 5 bis 25°'o Antimon gegeben. Überraschend ist hierbei, daß ein aus
dieser Legierung hergestelltes Lager gute Gleiteigenschaften und gute Widerstandsfähigkeit
im Gebrauch zeigt, obwohl die Grundtrasse in keiner Weise gehärtet ist.
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Gerade die Aluminium-Antimon-Kristalle haben einen anderen als Tragkristalle
eingelagerten Gefügebestandteilen gegenüber den Vorteil, daß sie im gewissen Umfang
ztun Zerfall neigen. Hierdurch wird der Gefügeaufbau porös, wodurch öl aufgesaugt
wird, welches als eine Art ülvorrat bei der Schinierung dienen kann. Derartige Wirkungen
haben andere harte Einlagerungen, wie Altiminide des Nickels, Eisens usw., nicht.
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Da der Zerfall der Antimon Aluminide begünstigt wird, wenn eine leichte
Korrosion auf die Kristalle wirkt, empfiehlt es sich, die Lager vor dem Einbau kurze
Zeit einer feuchten Atmosphäre auszusetzen. Hierdurch wird das Einlaufen erleichtert,
da bereits zu Beginn stellen- eise eine schwammartige Porosität der Oberfläche durch
den Zerfall der Kristalle geschaffen ist und die daraus hergestellten Lager schon
von Beginn ab gewisse LaufeigOnschaften besitzen.
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Wenn auch bei weitem nicht jedes Element sich als Zusatzstoff zu diesen
Legierungen eignet, da zum Teil gerade die gewünschten charakteristischen Zerfallseigenschaften
der Aluminium-Antimon-Kristalle verhindert werden, so ist es doch möglich und für
harte Lager zweckmäßig, gewisse Zusätze zu machen. um auch die Grundmasse zu härten.
Als besonders geeignet hat sich für diesen Zweck Kupfer erwiesen, das in Mengen
von etwa o,i bis aoo beigefügt werden kann. Außerdem ist noch ein Zusatz geringer
Mengen von Magnesium, Silicium oder beider möglich, wobei die Gehalte an Magnesium
von o, i bis i 2 0'o, die an Silichun von 0,5 bis i 2 % betragen können.
Kupfer, Magnesium und Silicium können auch gleichzeitig zugegen sein. Zwec'kmältig
ist es, die Gehalte von Magnesium und Silicium so aufeinander abzustimmen, daß das
stüchiometrische Verhältnis von M,_ Si gewahrt bleibt.
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Als Beispiel für Lager gemäß Erfindung seien folgende Zusammensetzungen
erwähnt, die sich besonders bewährten: