"Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen für gleitbeanspruchte Maschinenteile
Die Erfindung bezieht sich auf die Zusammensetzung einer Kupferlegierung für Maschinenteile,
die einer Gleitbeanspruchung ausgesetzt sind, wie beispielsweise das Laufmetall
von insbesondere hochbelasteten Lagerschalen, Lagerbuchsen, Zinn- und Schneckenrädern
od. dgl. Ühertragungsmittel."Use of copper-tin alloys for machine parts subject to sliding stress
The invention relates to the composition of a copper alloy for machine parts,
that are exposed to sliding stress, such as the running metal
of particularly heavily loaded bearing shells, bearing bushings, tin wheels and worm wheels
or the like. transmission means.
Zur Lagerung schwer belasteter Wellen worden bekanntlich vorwiegend
Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet. Der Anteil des Zinns beträgt dabei entsprechend
den verbandsmäßigen Vorschriften io bis 2o0%. Frei von Zinn sind selbst die weniger
leistungsfähigen Rotgußlegierungen nicht; denn sie enthalten immer noch ¢0% dieses
Metalls. Es ist ferner nicht mehr neu, die Stützschale zur Aufnahme des Gleitmetalls
aus einer Bronze herzustellen, die Metalle der Eisengruppe und einen kleinen: Zusatz
an Silicium aufweist und gegebenenfalls auch geringe Mengen an Zinn enthalten kann.
Diese Stützschalen für Lager werden mit dem Gleitmetall, das aus Blei- oder Zinnlegierungen
besteht, ausgegossen. Durch den: Anteil der Metalle der Eisengruppe und der geringen
Mengen an Silicium wird erreicht, daß dis Lagerschale auch nach dem Heißlaufen des
Lagers noch eine bestimmte Zeit lang tragfähig -bleibt.As is well known, it is mainly used for the storage of heavily loaded shafts
Copper-tin alloys are used. The proportion of tin is accordingly
the association's regulations io to 2o0%. Even the less are free of tin
high-performance gunmetal alloys do not; because they still contain ¢ 0% of this
Metal. It is also no longer new, the support shell to hold the sliding metal
to make from a bronze, the metals of the iron group and a small one: additive
of silicon and may optionally also contain small amounts of tin.
These support shells for bearings are made with the sliding metal, which is made of lead or tin alloys
exists, poured out. By the: proportion of metals of the iron group and the low
Amounts of silicon is achieved that the bearing shell even after the overheating of the
Storage remains viable for a certain period of time.
Silicium mit Zinn zusammen in - einer
Kupferlegierung
ist ferner auch als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen benutzt worden, die
ohne besondere Vorbehandlung durch Warmrecken in die gewünschte Form gehrecht werden
sollen. Eine solche Bebandlung bildet aber nicht den Gegenstand der Isründuitg.
Der letzteren liegt vielmehr die Erkenntnis zugrunde, daß als Gleitmetall für Lagerschalen,
die schwer beansprucht werden, eine Kupfer-Zinn-Legierung sich als vorteilhaft erweist,
bei welcher der Zinngehalt zum Teil durch Silicium ersetzt ist, weil hierdurch nicht
nur eine volle Gewähr für die Erlangung guter Laufeigenschaften gebereben ist, sondern
vor allem auch der Widerstandsfähigkeit gegenüber großen Druckbeanspruchungen Rechnung
getragen wird.Silicon and tin together in one
Copper alloy
has also been used as a material for the manufacture of objects that
without any special pretreatment by hot stretching into the desired shape
should. Such a treatment is not the subject of the Isrunduitg.
Rather, the latter is based on the knowledge that as a sliding metal for bearing shells,
which are heavily used, a copper-tin alloy proves to be advantageous,
in which the tin content is partly replaced by silicon, because it does not
only a full guarantee for the achievement of good running properties is given, but
Above all, the resistance to high pressure loads is also taken into account
will be carried.
Der Zinngehalt der erfindungsgemäß angewendeten Legierung beträgt
0.5 bis 10% und der Anteil an Silicium o,1 bis 5%. Der Rest der Legierungszusammensetzung
wird vom Kupfer bestritten.The tin content of the alloy used according to the invention is
0.5 to 10% and the proportion of silicon 0.1 to 5%. The rest of the alloy composition
is denied by the copper.
Zur Erhöhung der Festigkeit und zur Erzielung einer -'vlergiitbarkeit
durch Warm-1>ehandlung können die Legierungen noch Zusätze an Eisen, Nickel, Kobalt,
'.Mangan in Höhe von o, i bis 5 11/o, vorzugsweise über o"5 11/o, uni zwar einzeln
oder in Kombination, erhalten. Um ferner die Herstellungskosten der Lagerschalen
herabzusetzen und gegvl)enenfalls auch noch die Gleiteigenschaften zu verbessern,
werden "Zink in Höhe von 0,05
bis 2% ttnd/oder Blei in Höhe, von 0,o5 bis
5111o zugesetzt. Es kann ferner auch, wie das vielfach bei Lagerschalenlegierungen
schon bekannt ist, Phosphor beigefügt werden, und zwar bis etwa 0,2%. Die, folg?ende
Zusaininen.stellung gibt Beispiele für die verschieden möglichen Legierungen nach
Art der Erfindung.
Die L egierun, gen mit gering- rein Ziimailt°il z; ichnen sich sowohl durch eine
gute Z'erarbeitbarkeit beim Pressen, Schmieden od. dgl. Verarbeitungsverfahren als
auch durch gute Lagereigenschaften aus. Die an zweiter Stelle der vorerwähnten Übersicht
aufgeführten Legierungen eignen sich besonders gut zur Herstellung von aus Gleitmetall
beste enden Lagerbuchsen, indem sie die bekannten Zinnlegierungen, die 8 bis 9%
Zinn und o,30% Phosphor enthalten, bezüglich der Laufeigenschaften wesentlich übertreffen.In order to increase the strength and to achieve a meltability through hot treatment, the alloys can also contain iron, nickel, cobalt, manganese in the amount of 0.1 to 5 11 / o, preferably more than 0.15 In order to further reduce the manufacturing costs of the bearing shells and, if necessary, also to improve the sliding properties, "zinc in the amount of 0.05 to 2% and / or lead in the amount of 0.05 to 5111o added. Furthermore, as is already known in many cases with bearing shell alloys, phosphorus can also be added, up to about 0.2%. The following combination gives examples of the different possible alloys according to the type of the invention.
The alloys with low purity Ziimailt ° il z; They are distinguished both by good machinability during pressing, forging or similar processing methods and by good storage properties. The alloys listed in the second position of the above-mentioned overview are particularly well suited for the production of bearing bushings made of sliding metal, in that they significantly outperform the known tin alloys, which contain 8 to 9% tin and 0.30% phosphorus, in terms of running properties.
Ein Maß für die Beurteilung der Güte dieser Legierungen. für das Gleitmetall
der Lagerschalen gibt der Verlauf der Temperaturkurve in Abhängigkeit von der Belastung.
Die Kurve bleibt auch bei Zunahme der Belastung ohne Knicke und behält ihren geradlinigen
- \'crlauf bei. Bei einer Belastung von Zoo kg/cm= und einer Umfangsgeschwindigkeit
von 4.,8 m/sec. zeigte die Legierung nach Art der Erfindung eine Übertemperatur
von nur etwa 50v'.A measure for assessing the quality of these alloys. for the sliding metal of the bearing shells, there is the course of the temperature curve as a function of the load. The curve remains with increasing load without kinks and retains its straight - \ 'crlauf at. With a load of Zoo kg / cm = and a circumferential speed of 4., 8 m / sec. the alloy according to the invention showed an excess temperature of only about 50v '.
Die Legierungen, wie sie zur Herstellung des Gleitmetalls erfindungsgemäß
Anwendung finden, werden vorteilhaft zur Erzielung einer Steigerung der mechanischen
Eigenschaften, wie z. B. der Festigkeit, Härte, Dehnung usw., einer Wärmebehandlung
unterworfen, indem Teile aus den Legierungen zunächst von einer Temperatur von etwa
650 bis 85o° abgeschreckt und alsdann bei einer Temperatur von etwa Zoo bis
50o= ausgehärtet werden.The alloys, as they are used according to the invention for the production of the sliding metal, are advantageously used to achieve an increase in the mechanical properties, such as, for. B. the strength, hardness, elongation, etc., subjected to a heat treatment in that parts of the alloys are first quenched from a temperature of about 650 to 85o ° and then hardened at a temperature of about zoo to 50o =.