DE755300C

DE755300C - Lagerschale aus Leichtmetall

Info

Publication number: DE755300C
Application number: DEV33581D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr Vaders
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1937-02-21
Filing date: 1937-02-21
Publication date: 1953-08-31

Description

Lagerschale aus Leichtmetall Lagerschalen aus Leichtmetallegierungen haben den Nachteil, daß sie wegen der geringen Festigkeit dieser Legierungen nicht in allen Fällen verwendbar sind. Ihre Anwendung stößt insbesondere dort auf Schwierigkeiten, wo Lagerschalen von geringer Wandstärke verlangt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei Kurbelwellen oder Pleuellagern, die Wandstärken der Lagerschale von nur wenigen Millimetern nötig haben. Bei den sogenannten Bleibronzelagerschalen, die ähnliche mangelhafte Festigkeitseigenschaften wie die Aluminiumlegierungen aufweisen, hilft man sich in der Weise, daß man der Bleibronze eine Stütze aus Stahl gibt, in dem man die Lagerschale aus einem Mantelteil aus Stahl und einem Laufflächenteil aus Bleibronze herstellt, die auf ganzer Berührungsfläche fest miteinander verschweißt sind. Man könnte nun daran denken, der Leichtmetallschale in gleicher Weise durch eine Stahlschale den erforderlichen Halt zu geben. Jedoch ergeben sich hier erhebliche Schwierigkeiten insofern, als sich einmal zwischen Aluminiumlegierungen und Stahl durch Schweißen, z. B. durch Aufgießen oder Walzen, nur sehr schwer eine feste Verbindung erzielen läßt und weil zum anderen die dünne Lagermetallschicht zum Abbröckeln neigt, was besonders durch die Bildung harter eisenhaltiger Aluminium-Misch-Kristalle an der Trennschicht gefördert wird. Ein neuer, noch nicht dem Stande der Technik angehörender Vorschlag der letzten Zeit geht demgegenüber dahin, als Stützschale harte Aluminiumlegierungen von großer Festigkeit und als Futter eine aufplattierte weichere Aluminiumlegierung von guten Laufeigenschaften zu verwenden. Der gleiche Vorschlag liegt auch der Erfindung zugrunde. Erfindungsgemäß werden für die Stützschale bestimmte Leiehtmetallwalzlegierungen und für das Futter bestimmte vergütbare Aluminiumlegierungen vorgeschlagen, die sich für die Herstellung derartiger Lager als ganz besonders geeignet erwiesen haben.
Als Futter brauchbare Lagermetalle im Sinne der Erfindung sind walzbare Leichtmetallegierungen der nachfolgenden Zusammensetzung: o, i bis 15 °/o Cu 0,i - 5 % Pb M - 5 °/o lUn 0,4 - 15 °/o Si Rest Al Weiterhin können noch enthalten sein: a) o,i bis insgesamt 8 °,'° eines oder mehrerer der Metalle Ni, Co, Cr, Fe, b) oj bis io °/° Zn, c) oj bis insgesamt 1 °/o eines oder mehrerer der Metalle Ca, Sb, Bi, d) o,i bis 5 °/° Sn, wobei die unter a) bis d) genannten Zusätze einzeln oder zu mehreren vorliegen können.

Als besonders geeignet im Rahmen dieser Zusammensetzung haben sich beispielsweise die folgenden Legierungen erwiesen:

1. 3,0 °/° Cu 2. 5,0 °/o Cu 3. 8 °/° Cu

1@5 % Pb 2,0 °/o Pb 2 °/° Pb

1,0 °/° Mn ' 2,o °,!o Mn 1 °/o lein

3,01) /o Fe 0,5 °/° Ni 1 °/o Si

0,5 °/o Zn i,0 °/o Si 2 °/o Fe

1,5 °/o Si Rest Al 10/0 Ni

Rest A1 Rest Al

Eine besonders brauchbare Legierung für Lagermetalizwecke im Sinne der Erfindung besteht aus 4 °; o Cu, 101, Fe, i °% Zn, 10/, Sn, 0,5 °/° Mn, 1 °/o Si und Rest Al.

Ganz besonders geeignete Lagermetallegierungen, die sich trotz ihrer hohen Gehalte an Blei und Antimon sowohl im warmen wie im kalten Zustande gut verwalten lassen, sind sodann Leichtmetallegierungen von nachfolgender Zusammensetzung: i,o bis io °(o Pb i,o - io °/o Sb oj - 5 °/° Si 0#1 - 5 % Fe Rest Al Außerdem können in dieser Legierung noch i bis insgesamt 5 °(o eines oder mehrerer der Elemente Cu, Ni, Co, Mn, Cr, Sn, Cd, Bi, Te, As und an Stelle dieser Zusätze oder zusätzlich dazu o,i bis io °%, Zn enthalten sein. Von dieser Legierungsgattung zeichnen sich vor allem die nachfolgenden beispielsweise aufgeführten Legierungen aus

i. 5,o °/o Pb 2. 3,o °/o Pb 3. 1,7 % Pb

5,0 °,lo Sb 3,0 % Sb i#7 °/o Sb

2,0 °/o Cu 2,o °/o Mg 2,0 °/° Mn

0,311,' o si o.3 °/o Si 0,3 °/o Si

0,4 °/o Fe 0,4 °/o Fe 0,4 °/o Fe

Rest Al Rest Al Rest Al

4. 5,o °/o Pb 5. 3,0 % Pb

3,0')1, Sb 3,0 °/o Sb

2,0 °/° Sn 2,o °;!° Mn

2,0 °,(o bIn 0,3 °lo Si

0,3 °/o Si 2,0 °!o Fe

0,4 °/o Fe Rest Al

Rest Al

Als vergütbares Mantelmetall für die Lagerschale gemäß der Erfindung kommen Legierungen innerhalb der folgenden Zusammensetzungen in Frage:

A. B.

3,o bis 7,0 °% Cu o,3 bis 15 "/,Mg

C,i - 2,0 °%o Mg 0,2 - 120 '° Zn

o,i - 1,5 °% Mn o,1 - 5 °,I° Mn, Ni,

oj - i,0 °/o Si Co, Cr, Fe, 5i

Rest Al Rest Al

Innerhalb dieser Legierungsgrenzzahlen besitzen besondere Eignung von A die Legierung 4 °/o Cu, 0,8 °/° Mg, o,6 °/o Mn, o,6 °/° Si, Rest Al und von B die Legierung 5 °% Mg, 5 °/fl Zn, 0,3 % Si, 0,3 °/o Mn, R; st Al.

Zur Herstellung von Lagerschalen gemäß der Erfindung werden die zur Vereinigung bestimmten Leichtlegierungen, also eine Lagerlegierung und eine Mantellegierung einer oben angegebenen Zusammensetzung, zunächst zu Blechen ausgewalzt und hierauf durch Walzen in an sich bekannter Weise auf ihrer ganzen Berührungsfläche miteinander verschweißt. Hierauf wird das Doppelmetallblech bei einer Temperatur von etwa 350'C geglüht und sodann die Lagerschale durch Tiefziehen im Gesenk hergestellt. Die Lagerschale wird danach einem Vergütungsprozeß unterworfen, bei welchem die vergütbare Mantellegierung aushärtet, während die das Lagermetall bildende nicht vergütbare Leichtmetallegierung in weichem Zustand erhalten bleibt. Nach der Vergütungsbehandlung erfolgt dann die Fertigbearbeitung durch Drehen, Fräsen od. dgl.
Gegebenenfalls kann auch zunächst durch Angießen od. dgl. ein Doppelmetallrohblock hergestellt und dieser sodann zu Doppelmetallblech ausgewalzt werden, das dann wie oben zu Lagerschalen verarbeitet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Lagerschale, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschale aus einer Legierung von 3,o bis 7,0 °/o Kupfer o, l - 2,0 % Magnesium 0,l - 1,5 °/o Mangan 0,1 - i,0 °% Silicium Rest Aluminium und die Lauffläche aus einer Legierung von oj bis 15 °/o Kupfer o,r - 5 % Blei o,i - 5 % Mangan 0,4 - 15 °/o Silicium Rest Aluminium bestehen.
2. Lagerschale nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenlegierung noch weitere Zusätze von a) oj bis insgesamt 8 °/o eines oder mehrerer der Metalle Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, b) o,i bis io % Zink, c) o,i bis insgesamt i % eines oder mehrerer der Metalle Calcium, Antimon, Wismuth, d) oj bis 5 °/o Zinn aufweist, wobei die unter a) bis d) genannten Zusätze einzeln oder zu mehreren enthalten sein können.
3. Lagerschale mit einer Stützschale nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche aus einer Legierung von i,o bis io % Blei i,0 - io °/o Antimon 0,1 - 5 °% Silicium o,i - 5 % Eisen Rest Aluminium besteht.
4. Lagerschale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenlegierung noch weitere Zusätze von i bis insgesamt 5 °/o eines oder mehrere der Elemente Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom, Zinn, Kadmium, Wismuth, Tellur, Arsen und/oder oj bis io % Zn aufweist.
5. Lagerschale mit einer Stützschale nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche aus einer Legierung von 4 °/o Kupfer, 1 °/a Eisen, 10/0 Zink, 10/0 Zinn, o,5 % Mangan, i % Silicium, Rest Aluminium besteht.
6. Lagerschale, deren Lauffläche nach einem der Ansprüche i bis 5 zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschale aus einer Legierung von 0,3 bis 15 °/o Magnesium, o,2 bis 12 °/o Zink, o,i bis insgesamt 5 °/o eines oder mehrerer der Elemente Mangan, Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, Silicium, Rest Aluminium, besteht.
7. Verfahren zur Herstellung von Lagerschalen nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vereinigung bestimmten Leichtlegierungen zu Blechen ausgewalzt und hierauf in an sich bekannter Weise auf ihrer ganzen Berührungsfläche durch Walzen miteinander verschweißt werden, worauf das so entstandene Doppelmetallblech geglüht und danach aus ihm im Gesenk die Lagerschale geschlagen wird, die. anschließend einem Vergütungsprozeß zur Aushärtung des vergütbaren Mantelmetalls unterworfen wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Britische Patentschriften Nr. 401246, 42621i.