DE757020C

DE757020C - Process for the production of a composite material consisting of iron and a copper alloy

Info

Publication number: DE757020C
Application number: DEB193398D
Authority: DE
Inventors: Ernst Meier
Original assignee: Braunschweiger Huettenwerk G M
Current assignee: Braunschweiger Huettenwerk G M
Priority date: 1941-02-25
Filing date: 1941-02-25
Publication date: 1952-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung eines aus Eisen und einer Kupferlegierung bestehenden Verbundwerkstoffes Es sind Verfahren zur Herstellung von Verbundlagerschalea mit einer AuskleMung von aus Kupfer und Blei bestehenden Bronze bekannt, bei denen die Schalen zunächst auf eine in der Nähe des Schmelzpunktes der Bleibronze liegende Temperatur erhitzt, nach dem Ausgießen kurze Zeit stehengelassen und dann sofort abgeschreckt werden.Method of making one from iron and a copper alloy existing composite material There are processes for the production of composite bearing shells known with a lining of bronze made of copper and lead, in which First place the shells on one that is close to the melting point of the lead bronze Heated to temperature, left to stand for a short time after pouring and then immediately be deterred.

Da die gewählten VorwIrmungstemperaturen für die Schalen sehr hoch, nämlich etwa iooo' C sind, so tritt eine Zunderung des Stahles ein, die wieder entfernt werden muß, wenn der durch das nachfolgende Stehenlassen der Bleibronze- in, der Stahlschale herbeizuführende- Bindungsvorgang stattfinden soll. Das erfordert die Verwend'ung von Flußmitteln, die aber lediglich durch das Eingießen der»Bronze nicht immer restlos zu entfernen sind, so daß die Entsitehung von Ausischuß nicht zu vermeiden ist, oder aber die Verwendung von gasförmigen Reduktionsmitteln, wodurch, die- Verfahren teuer werden.Since the selected preheating temperatures for the shells are very high, namely about 100 ° C , the steel will scale and must be removed if the bonding process to be brought about by the subsequent leaving of the lead bronze in the steel shell is to take place. This requires the use of fluxes which, however, cannot always be completely removed simply by pouring in the bronze, so that rejecting rejects cannot be avoided, or the use of gaseous reducing agents, which makes the process expensive will.

Nach dern bekannten Verfahren läßt man die eingegossene, Bleibronze in. flüssigem Zustand nur kurze Zeit auf die Stahlschale einwirk -en, wodurch keine nennenswerte Bindung, keinesfalls aber eine Diffusion zwischen -der Bleibronz-e und der StabIschale herbeigeführt wird. Ein weiterer wesentlicheir Nachteil der bekannten Verfahren liegt in der Notwendigkeit des Abschreckens, der dafür erforderlichen Kühlanlage und deren Betriebskosten.According to the known method, the cast-in lead bronze is left in the liquid state only acts on the steel shell for a short time -en, whereby no significant bond, but by no means a diffusion between -the Lead bronze and the rod is brought about. Another major disadvantage of the known methods lies in the need for deterrence, which is necessary for this Cooling system and its operating costs.

Es ist ferner ein Schlcuderverfahren bei der Herstellung von Ausgußkörpern unge# nunnter Werkstoffzusammensetzun g für beliebigge in fester Form in, die Aiisgußkörper einzubringgende Legierungen und Materialien, b,ei#spiel#s%ve!i!se Zinn-, Blei- oder Kupferlegierungen# bekannt, nach dem der Ausgußkörper, das Ausgußmaterial und die notwendige, Aufspannvorrichtung während des Schleuderns a:tif die gleiche Temperatur, nämlich entweder auf die Temperatur des schmelzflüssigen Zustandes des l#Usgußmaterials oder auf die Temperatur aufgewärmt werden, bei der ein Teil der niedriger schmelzenden Komponenten, schmelzflüssig oder annähernd schmelzflüssi wird.It is a further Schlcuderverfahren in the manufacture of Ausgußkörpern unge # nunnter Werkstoffzusammensetzun g for beliebigge in solid form in which Aiisgußkörper einzubringgende alloys and materials, b, ei # Match # s% ve! I! Se tin, lead or copper alloys # known, according to which the pouring body, pouring material and the necessary jig during the spinning a: tif the same temperature, namely either to the temperature of the molten state of the pouring material or to the temperature at which some of the lower melting point are warmed up Components, molten or nearly molten.

Weiter sind Verfahren zum Ausgießen von Lagerschalen mit -11etallegierungen, auf Blei-oder Zinnbasils bekannt, bei denen zum Zweck der Erzielung einer guten Haftung zwischen der Auskleidung und dem Grundkörper während des Ausgießens eine Erhitzung von der Lagerschalenseite und eine- Kühlung von der Lagerseite aus mittels Wasser durchgeführt wird.There are also methods for pouring bearing shells with metal alloys, on lead or tin basils known for which for the purpose of achieving good Adhesion between the lining and the base body during pouring a Heating from the bearing shell side and cooling from the bearing side by means of Water is carried out.

Da, die Erhitzung bei einer Temperatur vorzunehmen ist, bei der der Ausguß weich wird, auf der anderen Seite des dünnen Ausgusses hingegen eine Kühlung durch Wasser erfolgen soll, so ist dies Verfahren nur bei solchen Legierungen ausführbar, - die außerordentlich niedrige Schmelzbereiche aufweisen, bei denen also der Temperaturunterschied gegenüber dem Kühlwasser nur gering ist. Eili sc>Ichcs\i'erfahren kann nicht zu einer Diffusion zwi-schen Eisen als Grundkörper und einer Bleikupferlegierung als Ausguß el führen. Das neue Verfahren, daß die Herstellung eines aus Eisen lind einer Kupferlegierung, z. B. Bleibronze, bestehenden Verbunrdmerkstoffes betrifft, besteht darin, daß man auf eine nicht oder nur gering vorgewärmte Unterlage aus Eisen eine Schicht der Kupferlegierung auflegt und diese Stoffe zusammen in einer geschlossenen Form 6o bis 300 Minuten lang -auf eine Teniperatur von iooo bis 11 ool> C erhitzt.Since, the heating should be carried out at a temperature at which the spout is soft, on the other side of the thin nozzle on the other hand is to be cooling by water, this method is only for those alloys executable, - having the extremely low melting ranges, wherein so that the temperature difference compared to the cooling water is only small. Eili sc> Ichcs \ i'erigen cannot lead to a diffusion between iron as the base body and a lead copper alloy as the spout. The new process, that the production of an iron lind a copper alloy, z. B. lead bronze, existing Verbunrdmerkstoffes concerns that one puts a layer of the copper alloy on a not or only slightly preheated base made of iron and these substances together in a closed form for 6o to 300 minutes - to a teniperatur of 100 to 11 ool > C heated.

Die Unterlage kann aus -weichem Eisen, Stahl, Stahlguß oder Temperguß und die Kupferlegierung kann aus Bleibronze, ,Messing, Bronze-, Rotguß bestehen. Als Bleibränzel verwendet man zweckmäßigerweise Legierungen von Blei mit Kupfer im Bereich von etwa :2o % Blei und 8o 1/o Kupfer bis etwa 361/o Blei und 64% Kupfer.The base can be made of soft iron, steel, cast steel or malleable cast iron and the copper alloy can consist of lead bronze, brass, bronze, red brass. Alloys of lead with copper are expediently used as lead luminescence in the range of about: 20% lead and 8o 1 / o copper to about 361 / o lead and 64% copper.

Di#e. auf die Unterlage aufzulegende Schicht aus Bleibronze kann auf die Unterlage aufgegossen oder als fester Körper für sich durch Gießen oder durch Ausarbeiten aus dein Vollen hergestellt sein. Der neue Verbundwerkstoff eignet sich insbesondere zur Anfertigung von Stangen, Rohren und Lagerschalen aller Art sowie für die Herstellung von iNlaschinenteilen, insbesondere solchen für Triebwerke u. dgl., wie Zahnräder, Schneckenräder, Spindeln, Spindehnuttern, l#,'-olbe,n,stangen u. dgl. Durch das neue Verfahren wird eine innigge Verbindung der beiden Werkstoffe Eisen und Bleibronze durch Diffusion erhalten, während bei den bekannten Verfahren eine Haftung, Bindung oder bei höheren Temperaturen und bei ganz langer Zeit, die das Schleuderverfahren unwirtschaft-1,ich macht, nur eine beginnende Diffusion erzielt werden könnte, -wobei aber die erstrebte Aufgabe, feinste, sich später mit Schmierstoffen füllende, Hohlräunie im Gefüge des Augußmaterials, niemals zu lösen ist. Das neue Verfahren vermeidet auch den Nachteil der bekannten Verfahren, daß das Blei durch das Schleudern zur Unterlage hin gedrängt Lind dadurch die Diffusion beeinträchtigt oder völlig verhindert wird, denn eine Diffusion zwischen Blei und Eisen ist be#kanntlich nicht möglich. Die Anwendung höherer Temperaturen, vergrößert diesen Nachteil noch und schädigt das Gefüge des Eisens.The. The lead bronze layer to be placed on the base can be on the base poured on or as a solid body by itself by pouring or by Working out to be made from your full. The new composite material is suitable in particular for the production of rods, tubes and bearing shells of all kinds as well for the production of machine parts, especially those for engines and the like. Like., such as gears, worm wheels, spindles, spindle nuts, l #, '- olbe, n, rods and the like. The new process creates an intimate connection between the two materials Iron and lead bronze obtained by diffusion, while with the known methods an adhesion, bonding or at higher temperatures and for a very long time that the centrifugal process uneconomical-1, I do, only a beginning diffusion is achieved could be, -which, however, the desired task, finest, later with lubricants filling, hollow area in the structure of the casting material, can never be solved. The new Method also avoids the disadvantage of the known method that the lead through the spinning is pushed towards the base and thereby impaired the diffusion or completely prevented, because a diffusion between lead and iron is known not possible. The use of higher temperatures increases this disadvantage even more and damages the structure of the iron.

Das neue-, Verfahren kann statt mit Bleibronze, auch mit anderen Kupferlegierungen, z. B. mit Messinlg" Bronze-, Rotguß usw. durchgeführt werden.The new process can be used instead of lead bronze, also with other copper alloys, z. B. with brass "bronze, gunmetal, etc. can be carried out.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of a composite material consisting of iron and a copper alloy, characterized in that a layer of the copper alloy is placed on a non-preheated iron base and these substances are kept in a mold for 60 to 300 minutes at a temperature of 10000 heated to iiod 'C. I To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following document was considered in the grant procedure: French patent specification No. 820 858.