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Verfahren zum Herstellen einer metallischen Bindung zwischen dem Grundkörper
und Laufbuchse Die Erfindung bezweckt, bei der Herstellung von Lagerkörpern mit
einer glatt ausgedrehten Lagerschale aus Gußeisen, Stahlguß oder Stahl und einer
Laufbuchse aus Rotguß, Bronze o. dgl. durch Gießen eine feste und .dauerhafte Bindung
zwischen Lagerschale und Laufbuchse zu erzielen. Bei den bislang gebräuchlichen
Verfahren zum Ausgießen von Rotgußlagerschalen mit Weißmetall oder zum Aufbringen
einer Zink- oder Bleischicht oder einer Zink- oder Bleilegierung auf einen Grundkörper
aus anderem Metall wird, wenn es sich um hoch zu beanspruchende Lagerschalen handelt,
der Ausguß eingelötet. Die Bindungsfläche wird zu diesem Zwecke gereinigt, gebeizt
und dann mit einem Überzuge aus Zinn oder Zinnlegierungen versehen, weil ohne diese
Maßnahme eine Lötung nicht zu erreichen ist. Sodann wird das Metall eingegossen,
wobei der Überzug der Lagerschale als Lötmittel dient. In dieser Weise erhält man
ein Verbundmetall.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches ermöglicht, eine
kupferhaltige Laufbuchse mit einer glatt ausgedrehten, zuvor zu verzinkenden Lagerschale
aus Eisen, Stahlguß oder Stahl durch Gießen in der Weise zu verbinden, daß zwischen
jener und dieser eine gegenüber beiden scharf abgegrenzte Hartlotschicht von erstaunlich
hoher Dauerhaltbarkeit entsteht.
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An sich ist es bereits bekannt, zum Aufbringen einer Zinkschicht auf
eine Lagerschale aus anderem Metall, z. B. auf eine Stahlschale, die Zinkschicht
als Lot durch Eintauchen der Schale in ein hocherhitztes
Zinkbad
zu gewinnen. Zweck dieses Eintauchens in das Zinkbad ist die Erwärmung der - Stahlschale
auf die unbedingt erforderliche Temperatur von 8oo°, "in das Maß ihrer Schrumpfung
bei der Abkühlung dem Schwindmaß des Rotgusses nahezubringen. Dieser bekannten Verfahrensweise
gegenüber besteht die Erfindung darin, daß -der zu verzinkende Lagerkörper im Tauchbad
so weit erhitzt wird, daß die darauf haftende Zinkschicht in dem Augenblick noch
teigig ist (entsprechend etwa einer Temperatur von 45o°), wenn die Bronze oder Rotgußschmelze
in die Form eingegossen wird. In diesem Temperaturbereich von 4.5o bis 55o°, in
dem das Zinkbad noch verhältnismäßig dickflüssig ist, entsteht auf der Stahlschale
eine Zinkschicht, die einerseits genügend dick ist, um später mit dem Rotguß eine
für eine feste Verbindung ausreichende Menge Hartlot zu bilden, und die andererseits
nach dem Herausnehmen aus dem Zinkbad noch nicht so stark oxydiert; daß eine die
Verbindung störende Oxydschicht auf der Zinkoberfläche sich bildet.
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Praktisch wird das neue Verfahren folgendermaßen ausgeübt: Der Stahlkörper
wird an den Stellen, an denen die Bronze oder der Rotguß aufgebracht werden soll,
bearbeitet. Runde Körper werden auf den gewünschten Durchmesser ausgedreht. Es ist
nicht erforderlich, die Bindungsflächen besonders zu schlichten. Die bearbeiteten
Flächen, an denen die Bronze oder der Rotguß aufgebracht werden soll, werden dann
im Sandstrahlgebläse kräftigt bestrahlt, damit sie metallisch rein .werden.
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Sodann werden die anderen Stellen des Körpers mit einer dünnen Schicht
Lehmbrei bestrichen, welche nach dein Abtrocknen noch finit Altöl überpinselt wird,
damit beim Tauchen in das Zinkbad an diesen Stellen kein Zink haften bleibt.
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Der so vorbereitete Stahlkörper wird an den Stellen, an denen .die
Bronze oder der Rot-uß aufgebracht werden soll, vollständig entfettet und auf 6o
bis 8o° C angewärmt. Die entfetteten Stellen werden dann mit einem Flußmittel von
nachstehender Zusammensetzung: i 1 Wasser, 75 bis 8o g Ammoniumchlorid, 75 bis 8o
g Zinkchlorid ond 5 g Eisenchlorid, bestrichen. Das Einpinseln mit der Lösung wird
nur an dein vorgewärmten Stahlkörper vorgenommen, und zwar kurz vor dem Tauchen
in das Zinkbad. Nach dem Abtrocknen der Lösung wird der Stahlkörper, je nach Größe,
auf 5 bis 1,5 Minuten in das Zinkbad getaucht. Das Zinkbad hat zweckmäßig eineZusaminensetzung
von i,5 bis 2,0 °/o 5n, 1,5 bis 2 °1o Pb, i,o bis 1,5 °1o Fe, t,o bis 1,5
°1o Cu, Rest Hüttenzink. Ein besonderer Zusatz von Eisen ist nicht notwendig, weil
das Bad durch das Tauchen der Stahlkörper von selbst eisenhaltig wird.
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Eine laufende -Nachprüfung der Zusaininensetzung des Zinkbades ist
z-,veckniiißig. Es kann bei Bedarf durch Zusatz von reinem Hüttenzink aufgefrischt
werden.
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Die Temperatur des Zinkbades muß ;oo bis 55o° C betragen. Zu beachten
ist. claß der Körper nicht eher in das Zinkbad getaucht «-erden darf, bevor nicht
die Bronze-oder Rotgußsclimelze die richtige Gießtemperatur erreicht hat. Es können
auch, je nach Größe des Zinkbades, beliebig viele Körper auf einmal getaucht und
ausgegossen werden.
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Grundbedingung hierfür ist aber richtige Arbeitseinteilung beim Gießen.
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Für das Zinkbad wird ein Graphittiegel empfohlen, der bei richtiger
Behandlung eine außerordentlich lange Haltbarkeit hat und die Bildung von Hartzink
gegenüber einem Stahltiegel ausschließt.
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N -ach Ablauf der vorgeschriebenen Tauchzeit wird der Körper
aus dein Bode genommen, und die außen haftengebliebenen und am unteren Ende des
Stahlkörpers zusammengelaufenen Zinkreste werden über dein Zinkbade mit einem angefeuchteten
Handfeger entfernt und dann unmittelbar auf die Sandform gesetzt. Es ist nicht erforderlich,
diesen Arbeitsgang besonders schnell auszuführen. Zu beachten ist jedoch hierbei,
daß die Temperatur des eisernen Körpers beim Eingießen des Metalls noch so hoch
sein muß, daß sich die Zinkschicht in mindestens noch teigigem Zustande befindet
(etwa 45o°).
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Das Eingießen der Bronze- oder Rotgußlegierung muß bei einer Gießtemperatur
von iioo bis i2oo° C und mit einem starken Gießstrahl vorgenoininen werden, damit
sich die Form schnell füllt.
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Durch die vorgeschriebene Höchsttemperatur von etwa 55o° C und einer
Mindesttemperatur von etwa 45o° C für den Stahlkörper wird erreicht: a) daß die
Zinkschicht nicht oxvdiert, b) daß sie sich beim Eingießen des Metalls noch in einem
mindestens teigigen Zustande befindet, c) dar) sie infolge schneller Wärmeabführung
durch den Stahlkörper beim Eingießen des Metalls nicht verbrennt, d) daß sie durch
den mindestens teigigen Zustand sich beim schnellen Steigen der Bronze- oder Rotgußle-ierun-
mit der äußersten Schicht dieses Metalls sofort zu einer dünnen Messinghartlotschicht
legiert, e) daß sowohl die Messinghartlotschicht und der Bronze- oder Rotgußausguß
in wenigen Sekunden nach dem Füllen der Form infolge
der schnellen
Wärmeabführung durch den Stahlkörper an den Erstarrungspunkt gebracht wird. Dadurch
wird ein Vermischen der entstandenen Messinghartlotschicht mit der Bronze- oder
Rotgußschicht unterbunden. Die Messänghartlotschicht erhält sich daher in scharfer
Abgrenzung gegenüber der Schale und der Rotgußbüchse und gewährleistet eine ausgezeichnete
Bindung zwischen beiden.
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Zu den Vorteilen, welche nach dem beschriebenen Verfahren. he@telltie
Lagerkörper in betrieblicher Hinsicht ergeben, nämlich hohe Dauerhaltbarkeit und
dementsprechend lange Laufzeiten, kommen noch wirtschaftliche hinzu, bestehend in
der Einsparung von teuren Metallen und in der Möglichkeit der Zurückgerinnung der
Altstoffe. Der Schmelzpunkt der Messinghartlotschicht liegt weit niedriger als,
der des Stahlkörpers und auch niedriger als der der eingegossenen Legierung. Bei
Erwärmung des Stahlkörpers auf etwa 8oo' C wird :das Lot flüssig, und die Legierung
löst sich von dem Stahlkörper ab.