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Bleilagernetall In dem Patent 518395 ist ein Bleilagermetall der Zusammensetzung
o,65 bis 0,73 % Calcium; 0,58 his o;66 % Natrium, weniger als 0,05 % Lithium und
weniger als o,2 0/0 Aluminium vorgeschlagen worden. Die guten Laufeigenschaften
dieser Legierung beruhen auf der Einbettung t v an harten Tragkristallen der Verbindung
Pbg Ca in eine weichere Grundmasse, die im wesentlichen aus einem Blei-Natrium-Calcium-Lithium-Mischkristall
besteht. Durch Einhaltung .der Gehaltsgrenzen an Calcium werden die optimalen Flächenprozente
von 14 bis 1a o% an Pb, Ca erreicht. Ferner zeigte sich als günstig, daß der Calciumgehalt
höher liegt als der Natriumgehalt, wodurch bei dem optimalen Calciumgehalt für die
Sprödigkeit schädliche höhere Natriumgehalte als o,661/, vermieden werden, ohne
eine Verringerung der Härte zu verursachen.
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Die Härte dieses bekannten Lagermetalls beträgt bei normaler Luftabkühlung
der Proben, wie sie im praktischen Betrieb erfolgt, sowie anschließender achttägiger
Lagerung bei Raumtemperatur, je nach Größe der Lager und den sonstigen bei der Herstellung
beobachteten Bedingungen, 26 bis 4:2 kg/mm=. Dabei ist es durchaus nicht erstrebenswert,
etwa das Maximum der Härte zu erhalten, weil die Lager hierbei bereits etwas als
zu hart angesehen werden. Als am günstigsten gelten Härten von etwa 3o bis 35, jedoch
werden auch Härten bis 26 herunter. noch als
zulässig betrachtet.
Das bekannte Lagermetall hat sich daher in der Praxis gut bewährt. Es zeigt jedoch
bei erhöhter Beanspruchung eine nicht unerhebliche Warmenthärtung. Dies sei im folgenden
an Hand einiger Beispiele. erläutert. ' Da die Härte des Metalls, wie erwähnt, von
der Art des Abkühle-ns abhängig ist, kann man reproduzierbare Vergleichswerte über
die Eigenschaft dieser Legierung praktisch nur so ausführen, daß die Proben abgeschreckt
werden. Hierdurch kommt man zwar auf allgemein etwas niedrigere Werte, als sie beim
Guß :der Praxis erhalten werden, man hat jedoch die Gewähr, daß die Werte unter
sich vergleichbar sind. Beispielsweise beträgt die Härte bei abgeschreckten Proben
nach zehnwöchiger Lagerung bei 8o° nur noch 18 kg/mm', bei ioo° und i2o° nur noch
16 kg/min'._Der Verlauf der Änderung ist aus beiliegenden Abbildungen ersichtlich,
in denen die Härtekurve für eine Legierung mit o,690/0 Calcium, - o,62 °% -Natrium,
o,o4 0/0 .L,ithiuin und o,o2 °% Aluminium durch eine ausgezogene Linie dargestellt
ist. Abb. i stellt den Härteverlauf bei Lagerung bei 6o° C dar, Abb. 2 bei Lagerung
bei 8o° C, Abb. 3 bei Lagerung bei ioo° C und Abb. .4 bei Lagerung bei i2o° C.
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Diese Änderungen der Härte können sich unter schweren Betriebsbeanspruchungen
ungiinstig auswirken, und es war daher wünschenswert, gerade dieses Verhalten zu
verbessern.
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Es wurde nun gefunden, daß Legierungen mit o,65 bis 0,75 Calcium,
vorzugsweise über 0,7 0/0 Calcium, o,2 bis o,6 °%, vorzugsweise 0,35 bis 0,55 °%
Barium, o,oi bis 0,05 %, vorzugsweise 0,03 bis o,o5 % Lithium, o,i bis 0,25 0% Natrium
und o,oi bis o,2 % Aluminium ein bedeutend verbessertes Verhalten gegenüber Dauererwärmung
zeigen. Diese Legierungen können außerdem noch bis zu o,6 0% vorzugsweise bis zu
o,55 % Strontium enthalten. Gegenüber bekannten Legierungen zeichnet sich die vorstehende
dadurch aus, daß sie gleichzeitig Calcium und Barium, und zwar vorzugsweise in Mengen
über 10/" enthält, während gleichzeitig der Gehalt an Alkalimetall außerordentlich
herabgesetzt ist und besonders bezüglich des Natriums o,25 0% nicht übersteigt.
Es ist sogar möglich, das Natrium vollkommen aus der Legierung wegzulassen. In diesem
Falle ist es aber erforderlich, daß gleichzeitig Barium und Strontium in Mengen
von zusammen mindestens o,6 % anwesend sind.
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Der erfindungsgemäßen Legierung kann schließlich noch zur weiteren
Erhöhung der Grundhärte Kalium in Mengen von o,oi bis o,o5 0% zugesetzt werden.
Beispielsweise Zusammensetzungen sind folgende:
| I 2 3 =j. 1 |
| 'Ca o,73 0,73 o,71 o,69 o,69 |
| Ba o,35 o,54 0,47 o,54 0,54 |
| Sr - - - o,47 0,30 |
| Li o,04 b,04 0,04 o,35 0,036 |
| Na 0,24 0,17 o,19 - - |
| K - - - - 0,045 |
| Al 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 |
| Pb Rest Rest Rest Rest Rest |
Von diesen Legierungen sind die Warmenthärtungskurven in den beiliegenden Abbildungen
als gestrichelte Linie eingetragen. Nach Abschrecken und einwöchiger Lagerung hatte
diese Legierung eine Ausgangshärte von 32 kg/mm2. Abb. i stellt wiederum den Härteverlauf
bei zehnwöchiger Lagerung bei 6o° C, Abb. 2 bei 8o°, Abb. 3 bei ioo° und Abb. 4
bei 12o° dar. Die erreichten Endhärten betragen hierbei
30 bzw.
27 b-r_w.
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bzw. 22 lcg/mm= und liegen somit in allen Fällen erheblich
über denen der Vergleichslegierung. Auch die übrigen für die Güte eines Lagermetalls
wesentlichen Merkmale, wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Gießfähigkeit,
geringer Ausbrand sowie gute mechanische Eigenschaften sind vorhanden. Insofern
unterscheiden sich die Legierungen vorteilhaft von denen der Patentschrift 4.33
370. Auch hier sind zwar gute mechanische Eigenschaften neben einer guten Luftbeständigkeit
hervorgehoben. Trotzdem hat sich gezeigt, daß eine Steigerung der Härte wünschenswert
ist. Überraschend für die früher bestehenden Ansichten ist nun die Tatsache, daß
der Bariumzusatz neben den Calciumgehalten eine Steigerung der Härte ermöglicht,
ohne daß die Korrosionsbeständigkeit leidet. Gerade Barium wurde früher als ein
Metall angesehen, was für Blei die Korrosionsbeständigkeit sehr herabsetzt. Es hat
sich aber gezeigt, daß nicht etwa der Bariumgehalt schlechthin für die Korrosionsgefahr
ausschlaggebend ist, sondern nur die Kombination mit der gleichzeitigen Anwesenheit
anderer Metalle, insbesondere mit höheren Natriumgehalten. Insofern vereinigen die
erfindungsgemäßen Legierungen, die lediglich einen ganz geringen bzw.gar keinen
Natriumgehalt aufweisen, die Anforderungen, die sowohl an die mechanischen Eigenschaften
wie an die Korrosionsbeständigkeit gestellt %verden.