Gleitend beanspruchte Teile aus Aluminiumbronze ;In den letzten Jahren
haben die Aluminiumbronzen wegen ihrer großen Festigkeit und vor allen Dingen wegen
ihrer chemischen Widerstandsfähigkeit eine ständig wachsende Bedeutung erlangt.
Es entstanden Sonderaluminiumbronzen, :die man wegen ihrer hohen mechanischen Werte
viel als Ersatz der Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet. -So sind z. B. Spezialaluminiumbronzen
für -die Her-Stellung _von Schneckenrädern und anderen Teilen in Gebrauch, die-
einer gleitenden Beanspruchung unterliegen. Man ging bei der Einführung dieser Aluminiumbronzen
an Stelle der Kupfer-Zinn-Bronzen von der Voraussetzung aus, daß bei gleicher Härte
beider Legierungstypen auch das Anevendungsgebiet für Lager, Schneckenräder usw.
den gleichen Umfang besitzen könne. Diese Voraussetzung hat sich nicht in ,allen
Fällen als richtig eT-wiesen, .da sich herausgestellt hat, daß die mechanischen
Eigenschaften, wie,Härte, Festig-7T.ait irn.rl @l,ahnnnor muht imm,nr .Ain TTrüiarianrn
für die Eignung der betreffenden Legierung für Maschinenteile mit gleitender Beanspruchung
abgeben. -Man hat im Gegenteil festgestellt, daß besonders harte Kupferlegierungen,
Aluminium-oder Siliciumbronzen für gleitend beanspruchte Maschinenteile, wie Lager
oder Schneckenräder, wenig oder gar nicht brauchbar sind, weil einmal .die Einlaufzeit
zu groß ist und weil auch zum ,anderen selbst bei vollkommenem Einlauf Neigung zum
Ansetzen auf die Welle besteht. Es hat sich bei durchgeführten Versuchen- gezeigt,
daß diejenigen Aluminiumbronzen- mit einem Kupfergehalt von, über 70% und einem
Aluminiumgehalt von. z bis z o %, die neben anderen Zusatzmetallen, noch einen gewissen
Gehalt an Blei besitzen, - besonders `gut für Maschinenteile mit gleitender Beanspruchung
geeignet sind. Legierungen dieser Art. sind zwar bereits bekannt, ihre Eignung für
Lager und andere Maschinenteile mit ,gleitender Beanspruchung
war
jedoch noch nicht .erkannt. Sie waren als korrosionsbeständige Legierungen bekannt
und ihre Verwendung für Eindampfgefäße und zur Herstellung von Rakeln empfohlen.
Bei der Erfindung handelt es sich demgegenüber um die Verwendung ähnlicher Legierungen
für der Reibung unterliegende Maschinenteile.
Der Bleigehalt der Legierungen, die gemäß Erfindung für gleitende
Maschinenteile ,angewendet werden sollen und der zwischen i und i o % liegen kann,
vorzugsweise jedoch 2 bis 50/6 betragen soll, stellt in Legierungen., die dem angegebenen
Verwendungszweck dienen sollen, ein wesentliches Merkmal dar. Das Blei kann zum
Teil durch die Metalle Cadmium, Wismut, Antimon, Tellur und Arsen in Höhe von o,
i bis 30/0 ersetzt werden. Zur Erhöhung .der durch den Bleizusatz etwas beeinträchtigten
Festigkeit können weitere Zusätze an Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan in-Mengen von
0,5 bis 5 % gemacht werden.; denn überraschenderweise ruft der Zusatz der Eisenmetalle,
wie z. B. Mangan, Nickel, Kobalt und Eisen, bei bleihaltigen Aluminiumbronzen, die
kein Zink enthalten, eine beträchtliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften
hervor. Auch .die Gießbarkeit wird günstig beeinflußt. Während z. B. eine Legierung,
bestehend aus 92% Kupfer, 5 % Aluminium und 30/6 Blei, auch als Kokillenguß ein
nur grobes Gefüge aufweist, in welchem das Blei schlecht verteilt ist, erhält man
bei der gleichen Legierung durch Zusätze von Mangan in Mengen bis 5 % oder Eisen
in Mengen bis 5% eine äußerst feinkörnige, stahlartige Struktur mit ausgezeichneten
Festigkeiten. Man kann auch beide Zusatzmetalle Mangan und Eisen verwenden nach
folgendem Beispiel $ 5 % Cu, 7 % Al, 3 % Pb, 3 % Mn, 2 % Fe. Diese Legierung besitzt
als Kokillenguß eine Festigkeit von q.6 kg/mm2 bei einer Dehnung von 4o%. Es ist
an sich bekannt, daß Aluminiumbronzen auch im Gußzustand hohe Festigkeiten und Dehnungen
besitzen, es war aber nicht bekannt, daß selbst bei Bleigehalten von 3 bis 5% diese
mechanischer Werte nicht ungünstig beeinflußt, sondern im Gegenteil noch verbessert
werden können. Das Gefüge einer solchen Legierung ähnelt dem einer Bleibronze, also
einer Blei-Kupfer-Legierung, die bis zu 3o% Blei enthält. Das Blei ist jedoch nicht
etwa- in der Grundmasse [ gelöst, sondern es befindet sich fein, verteilt in den
Kristallkörnern und begünstigt auf diese Weise die Gleiteigenschaften der betreffenden
Legierung. Gegenüber der gewöhnlichen Bleibronze besitzen aber die bleihaltigen
Aluminiumbronzen den Vorteil einer bedeutend größeren mechanischen Festigkeit, und
sie können im Gegensatz zu diesen auch ohne Stützlagerschale und vor allen Dingen
als Schneckenradlegierung verwendet werden, was natürlich bei den Bleibronzen. nicht
möglich ist. Die neuen hoch bleihaltigen Aluminiumbronzen können besonders als Ersatz
für hoch zinnhaltige Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet werden, denen sie -einmal
durch ihre größere mechanische Festigkeit, das andere Mal durch ihren niedrigeren
Preis überlegen sind. Ein Zinkgehalt zu diesen Legierungen ist zwar nicht unbedingt
auszuschließen, indessen ist er nicht erwünscht. Das Zink erhöht zwar, wie festgestellt
wurde, die Festigkeit der Legierung, beeinträchtigt aber andererseits die Dehnung
erheblich. Auch auf das Gefüge hat das Zink insofern einen Einfluß, als sich bei
höherem Aluminiumgehalt schon Spuren des a -j-- ß-Gefüges einstellen, während die
zinkfreien Legierungen aus reinem a-Kristallen bestehen. Immerhin ist ein Zinkgehalt
von o, i bis 5 % zulässig, ohne daß dadurch die Eigenart der Legierungen sehr wesentlich
verändert wird.