-
Zinnlagermetall Lagermetalle ,auf der Basis Blei-Zinn-Antimon sind
unter dem Sammelbegriff Weißmetalle bekannt und enthalten Kupfer oft bis io% und
bis 2o% Antimon. In den verschiedensten Zusammensetzungen finden sie als Lagermetalle
Anwendung. Zur Steigerung der Härte, Verbesserung des Gefüges und der Festigkeitswerte
enthalten diese Legierungen Nickel., Kadmium, Aluminium, Wismut, Zink, Arsen und
Metalle der Eisengruppe. So haben Legierungen dieser Art mit einem Zinngehalt bis
ioolo eine gewisse Bedeutung für geringe und mittlere Beanspruchungen erlangt, während
Legierungen mit 8o bis 9q.N Zinn für höhere Belastungen besondere Anwendung ;gefunden
haben. Da der Gegenstand der Erfindung eine hochzinnhaltige Legierung als Lagermetall
betrifft, so sei hierzu näher Stellung, genommen: Zinnlegierungen, die .aus Zinn
und Antimon bestehen, sind als Britanniametall bekannt. Dem Brita.nniametall verwandte
Legierungen fanden besonders als Lagermetalle allgemeine Anwendung. Sie haben .als
Basis Zinn -;- Antimon, denen noch Kupfer, Nickel, Mangan, Zink, Wismut, Arsen,
Kadmium zugefügt wurde, um die Härte zu steigern und eine größere Verfestigung zu
erzielen oder um das Gefüge zu verbessern. Die Antimongehalte bewegen sich von
0,5 bis aoo;ö, der Zinngehalt von 8o bis 97,30;ö. Die aus dem Brit.aTniametall
h ervorgegangenen Lagermetallegierungen, wie z. B. das Babbitmetall mit 88,9o,lo
Zinn, 7,q.n!o Antimon, 3,70'o Kupfer; sind im Laufe der Zeit mannigfaltigen Änderungen
unterworfen worden, indem man die Gehalte änderte und andere Elemente zufügte; die
Laufeigenschaften konnten ..aber nicht wesentlich verbessert werden.
-
Diese Legierungen gehören alle der Gruppe der hochzinnhaltigen Weißmetalle
mit 8o bis 940,/o Zinn ,an. Die Eigenschaften dieser
Legierungen
sind verschieden. Legierungen, die über 90% Zinn enthalten, besitzen keine ausreichende
Härte; oft ist die Härte nicht höher .als die von Hüttenhartblei. Sie zeige?i keine
besonders hohen Werte für Druckfestigkeit, wohl aber finden sie für hohe Geschwindigkeiten
wegen ihrer guten Laufeigenschaften Verwendung. Eine besondere Legierung dieser
Art ist eine solche mit 92,70!'o Zinn, 3" 5 0 `0 Kupfer, 3,50'o Antimon, 0,30'o
Nickel, die sich behauptet hat, obwohl ihre Härte bei hohen Festigkeitswerten nur
23 kg/mm° beträgt.
-
Eine Legierung, die neben einer ausreichend hohen Härte ganz ausgezeichnete
Gütewerte aufweist, enthält 56,50o Zinn, ;,40ö Antimon, 6,10,o Kupfer mit 0,250,'o
Bleitoleranz.
-
Die hochzinnhaltigen Weißmetalle finden zum Teil in Diesel- und Flugzeugmotoren.
auch heute noch Anwendung, obwohl sie durch eine möglichst binäre Kupfer-Blei-Legierung
mit 3o0,0 Blei lind mehr besonders in bezug auf Dauerfestigkeit übertroffen werden.
Letztere sind aber nur scheinbar billiger, denn ihre nicht ganz einfache Herstellungsart
ist teurer als diejenige von Weißmütallagern.
-
Es hat sich gezeigt, daß selbst das bisher beste hochzinnhaltige Weißmetall
mit 56,5t!'0 Zinn, in dem sozusagen die Höchstwerte vereinigt sind, noch wesentlich
verbessert werden kann, wenn man Antimon, «-elches in jedem Weißmetall in mehr oder
weniger großen. Mengen vorhanden sein muß, 'fortlälxf und durch .andere Elemente
ersetzt.
-
Das Lagermetall gemäß der Erfindung ist antimon- und bleifrei und
durch nachstehende Zusammensetzung gekennzeichnet:
| 0,10 bis 3,000i0 Calcium, |
| 0,01 - 3,000!o Aluminium, |
| o.ot - o,o60'o Lithium o.der;ünd |
| 0,i bis 40'o Kadmium, |
| Rcst Zinn. |
45 Dabei kann Calcium teilweise durch Barium oder/und Strontiuni ersetzt sein. Als
weitere Zuschläge haben sich folgende Elemente als besonders vorteilhaft erwiesen:
bis a,20'0 Thor bzw. Zirkon, - 0,2 p'o Silicium, - i,ooö :Magnesium, - 3,Oolp Ni.chel:
oder/und Kupfer, - o,60,0 Arsen nder.'und Wismut.
-
Das neue Lagermetall besitzt Eigenschaften, die diejenigen der bisher
bekanntgewordenen Weißmetalle weit übertreffen und die der Kupferbleibronze, die
heute als das höchstwertige Motorenlagermetall gepriesen wird, gleichwertig sind.
Alle derartigen Kupferbleibronzen neigen zum Saigern. Dem hat man entgegenzuwirken
versucht, indem man den Schmelzvorbanb unter besonderen Schutzdecken vornimmt oder
der Bronze andere Elemente, wie Nickel oder Zinn, zufügt. Andererseits wird dieser
Saigerungsvorgang bis zu einem gewissen Grade aber auch begrüßt. Beim Schleudergußverfahren
gelangt z. B. etwas mehr Blei nach der Lauffläche und schwitzt später aus, wodurch
die Laufeigenschaften verbessert werden und die hohe Härte herabgesetzt wird. Beim
Standgußverfahren dagegen zeigt sich diese beim Schleudern :auftretende leichte
Entmischung in der `Laufebene nicht, weil die Saigerung in der vertikalen Richtung
erfolgt. Z; m diese» schädlichen Vorgang zu unterbinden, muß der Ausgußkörper schlagartig
abgekühlt bzw. scharf abgeschreckt «-erden.
-
Infolge des denkbar einfachen Schmelzvorganges der neuen Legierung
läßt sich diese sowohl im Schleuder- als .auch in anderen Gießverfahren, z. B. im
Standguß, in der üblichen Weise zii Lagerzwecken vergießen.
-
Die heim Schmelzen lind Verarbeiten von Kupferbleibronzen auftretenden,
trotz aller möglichen Schutzmaßnahmen unvermeidlichen Bleivergiftungen sind nicht
zu befürchten, da die neue Legierung bleifrei ist und nicht bei Weißglut, sondern
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen vergossen wird. Sie läßt sich ohne Hilfsmittel
und ohnt Einbuße an ihren guten Eigenschaften beliebig umschmelzen. Bei den üblichen
zu Lagerauskleidungen Verwendung findenden Kupferbleibronzen gelingt dies nur bei
Einhaltung besonderer Maßnahmen und dann nur sehr schwer. Auch läßt sich die Legierung
nach der Erfindung bei tiefen Temperaturen leicht auf Stahlstützschalen aufbringen,
während Kupferbleibronzen hierfürArbeitstemperaturen von iooo bis 120o' C erfordern.
-
Als Beispiele für die Zusammensetzung des neuen Lagermetalls seien
folgende .angeführt: 94, i °l ü Zinn, 0,50'o C alcium, 2,50'o A1 uminium,
2,9% Kadmium; oder 97(),10 Zinn, o,60,'() Calcium, 2.360'o Aluminium, 0,o400 Lithium.
-
Die Legierung ist glänzend wie jedes Weil.)_ metall und gegen atmosphärische
und ähnliche Angriffe unempfindlich.