DE823523C

DE823523C - Process for the production of sliding machine parts

Info

Publication number: DE823523C
Application number: DESCH684A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich-Wil Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1949-12-14
Filing date: 1949-12-14
Publication date: 1951-12-03

Description

Verfahren zur Herstellung gleitender Maschinenteile Hochbelastbare Werkstoffe für gleitende Maschinenteile, wie Kolben, Zahnräder, Schneckenräder, insbesondere Lager oder andere derartige einer gleitenden Bewegung unterworfenen Elemente, müssen sich zur verformungsfreien Aufnahme der hohen Beanspruchungen u. a. durch große Härte bzw. Druckfestigkeit auszeichnen, d. h. sie müssen eine ausreichende hohe Quetschgrenze aufweisen.Process for manufacturing sliding machine parts Heavy-duty Materials for sliding machine parts such as pistons, gears, worm gears, in particular bearings or other such sliding movement Elements must be able to absorb the high loads without deformation and. a. characterized by great hardness or compressive strength, d. H. they must be adequate have a high crush limit.

Bei der hierdurch bedingten Starrheit der Werkstoffe treten jedoch häufig, insbesondere bei den Lagern, Kantenpressungen auf, die sich sehr nachteilig auf den Lauf auswirken können. Harte Lagerwerkstoffe haben außerdem sehr ungünstige Einlauf -eigenschaften und einen damit verbundenen hohen Verschleiß. Ferner ist die Einbettungsfähigkeit der harten Lagerwerkstoffe gegenüber Fremdkörpern, die beispielsweise durch das Schmieröl in Form von Ölkrusten oder auch Abriebteilen auf die Lauffläche gelangen können, sehr schlecht. Daher sind schon frühzeitig Wege eingeschlagen worden, um den notwendig harten Gleitwerkstoff mit einer weichen Laufschicht zu versehen. Am bekanntesten ist das Auflöten und Aufgießen von Lagermetallen auf Stahlstützschalen oder auch auf festere Bronzeschalen; wie z. B. bei den Achslagern für Eisenbahnwagen. Das Auf- bzw. Umgießen von Bleibronzen auf Stahlstützschalen hat wohl zu einer lebhaften Entwicklung geführt, ohne daß auch nur eines der vielen in Anwendung befindlichen Verfahren restlos hätte befriedigen können.However, the resulting rigidity of the materials occurs Frequently, especially with the bearings, edge pressures occur, which are very detrimental can affect the run. Hard bearing materials are also very unfavorable Run-in properties and the associated high wear. Furthermore is the ability of the hard bearing materials to be embedded in foreign bodies, which for example through the lubricating oil in the form of oil crusts or abrasion parts can get on the tread, very bad. Therefore, there are ways early on been hammered in to provide the necessary hard sliding material with a soft running layer to provide. The best known is the soldering and pouring of bearing metals on Steel support shells or on solid bronze shells; such as B. in the axle bearings for railroad cars. The pouring or pouring of lead bronzes onto steel support shells has probably led to a lively development without even one of the many procedures in use could have been completely satisfied.

Leichtmetallagerwerden nurvereinzelt, vornehmlich im Ausland, in der Weise hergestellt, daß der weichere Werkstoff auf härtere Stützschalen aufgegossen wird. Vorteilhafter erscheint es, über das Walzplattieren Lagerschalen aus zwei verschieden harten Werkstoffen herzustellen, aber auch dem Walzplattieren sind besonders in bezug auf die Weichheit des Lagerwerkstoffes Grenzen gesetzt.Light metal stores are only occasionally, mainly abroad, in the Manufactured in a way that the softer material is poured onto harder support shells will. It appears to be more advantageous, via roll cladding, to consist of two bearing shells Manufacture of different hard materials, but also roll cladding are special There are limits to the softness of the bearing material.

Es ist weiterhin nicht mehr neu, die als gut erkannte und angestrebte weiche Laufschicht bei gleitenden Maschinenteilen durch galvanischen Auftrag auf härtere Werkstoffe aufzubringen. Schließlich ist auch schon das Aufdampfverfahren erwogen worden. Die bekannten Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß entweder die aufgetragenen Schichten zu schwach sind, um außer der Verbesserung der Einlaufeigenschaften noch die anderen geforderten Aufgaben, wie eine entsprechend gute Einbettungsfähigkeit und Widerstand gegen Kantenpressungen, zu übernehmen oder aber stärkere Schichten nicht maßhaltig oder fest genug aufgebracht werden können. Eine nachträgliche Bearbeitung dieser Schichten auf Maßhaltigkeit ist bekanntlich nicht möglich.It is still no longer new, the one recognized and strived for as good soft running layer on sliding machine parts through galvanic application to apply harder materials. Finally, there is also the vapor deposition process been considered. However, the known methods have the disadvantage on that either the applied layers are too weak to save the improvement the running-in properties nor the other required tasks, such as one accordingly good embedding ability and resistance to edge pressure, to take over or but thicker layers cannot be applied dimensionally or firmly enough. Subsequent processing of these layers for dimensional accuracy is known not possible.

Die bisher in der Regel angewendeten Verfahren, nach welchen eine weiche Laufschicht auf harter Unterlage aufgebracht werden soll, schließen wegen noch anderer Mängel ferner eine allgemeine Anwendung für die Herstellung gleitender Maschinenteile aus.The previously generally used procedures, according to which a soft running layer is to be applied to a hard surface, close because of Still other shortcomings also have a general application for making sliding ones Machine parts.

t`berraschenderweise hat es sich nun gezeigt, daß es auch gelingt, die gleitenden Maschinenteile, insbesondere Lager, aus einem einzigen Werkstoff herzustellen und seiner Oberfläche, also der Laufschicht, die für den Lauf erforderliche Weichheit zu geben. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, claß der zunächst auf höchste Härte vergütete Werkstoff nach seiner'Fertigbearbeitung kurzfristig einer Erhitzung unterworfen wird, die derart zu steuern ist, daß nur in den äußersten Randzonenschichten "Temperaturen auftreten, die einen Härteabfall zur Folge haben. Diese Wärmezufuhr erfolgt am zweckmäßigsten unter Anwendung eines Hochfrequenzstromes.Surprisingly, it has now been shown that it is also possible to the sliding machine parts, especially bearings, made of a single material produce and its surface, i.e. the running layer, which is required for the run To give softness. According to the invention, this is achieved by first of all Material tempered to the highest hardness shortly after it has been finished is subjected to heating, which is to be controlled in such a way that only in the extreme Edge zone layers "temperatures occur which result in a decrease in hardness. This supply of heat is most expediently carried out using a high-frequency current.

Nach Abschalten des Stromes wird die in den Randzonen auftretende Erhitzung durch die übrige Masse in das Innere des Werkstoffes abgeleitet. Die Erwärmung des gesamten Querschnittes darf jedoch nicht so hoch ansteigen, daß die weiter innen liegenden Schichten von dem Härteabfall betroffen werden. Das Verfahren kann auch unter Zuhilfenahme anderer Wärmequellen, wie z. B. unter Benutzung eines Ö1- oder Salzbades oder auch eines Schweißbrenners, erfolgen.After switching off the current, the one that occurs in the edge zones The remaining mass dissipates the heat into the interior of the material. The warming of the entire cross-section must not rise so high that the further inside lying layers are affected by the fall in hardness. The procedure can also with the help of other heat sources, such as B. using an Ö1 or Salt bath or a welding torch.

Zweckmäßig ist es, zur Erzielung einer besonders günstigen Wirkung, wenn als Werkstoff eine Legierung gewählt wird, mit der durch Ausscheidungshärtung eine möglichst hohe Härte erreicht werden kann, die nach entsprechender Heterogenisierung möglichst tief absinken soll. Bei der Herstellung von Leichtmetallagern wird wegen der guten Lauf- und Notlaufeigenschaften eine Aluminiumlegierung mit leicht schmelzenden Zusätzen, wie Zinn, Blei, Antimon, bevorzugt. Die Härtbarkeit der Legierung wird bekanntlich durch Mischkristallbildner, wie Mg. Si und/oder Kupfer, erreicht. Die Stromstärken und die Dauer der Wirksamkeit des Stromes sind vorteilhaft so zu wählen, daß in der Außenschicht die größtmögliche Weichheit ohne Gefahr einer Nachhärtung, also bei Aluminiumlegierungen ein heterogenes Gefüge, erreicht ist. Der innere Kern kann dabei durch den Stromstoß bis auf die Temperatur erwärmt werden, die als Anlaßtemperatur zur Erzielung der höchsten Festigkeit erforderlich ist, ohne dabei Gefahr zu laufen, seine Härte zu verlieren. Als Lagerlegierungen, die für diesen Zweck in Frage kommen, haben sich die als besonders günstig erwiesen, bei denen die Mischkristalle nicht mit den härtebewirkenden Komponenten übersättigt sind, da sonst eine Nachalterung der angestrebten Wirkung entgegenarbeiten würde. Besonders gut bewährt haben sich Legierungen mit 3 bis 7% Zinn, o,5 bis 2010 Blei, 0,5 bis i% Magnesium, o,5 bis i % Silicium, Rest Aluminium. Gegebenenfalls können diesen Legierungen auch noch Kupfer bis 1,5% und Nickel bis i,5% zugesetzt werden.It is useful to achieve a particularly beneficial effect, if an alloy is chosen as the material, with precipitation hardening the highest possible hardness can be achieved after appropriate heterogenization should sink as low as possible. In the production of light metal bearings, there is a need for the good running and emergency running properties an aluminum alloy with easily melting Additives such as tin, lead, antimony are preferred. The hardenability of the alloy will is known to be achieved by mixed crystal formers such as Mg. Si and / or copper. the Current strengths and the duration of the effectiveness of the current are advantageously to be selected so that the greatest possible softness in the outer layer without the risk of post-hardening, thus a heterogeneous structure is achieved in aluminum alloys. The inner core can be heated by the current surge up to the temperature that is used as the tempering temperature is necessary to achieve the highest strength without running the risk of to lose its hardness. As bearing alloys that can be used for this purpose, those where the mixed crystals do not have proven to be particularly favorable are oversaturated with the hardening components, otherwise post-aging would work against the desired effect. Have proven particularly effective Alloys with 3 to 7% tin, 0.5 to 2010 lead, 0.5 to 1% magnesium, 0.5 to i% silicon, remainder aluminum. If necessary, these alloys can also be used Copper up to 1.5% and nickel up to 1.5% are added.

Bevorzugt wird eine Legierung, die 70/a Zinn, i % Blei, i % Magnesium, i % Silicium, Rest Aluminium enthält.An alloy is preferred that contains 70 / a tin, i% lead, i% magnesium, contains i% silicon, the remainder aluminum.

Das erfindungsgemäße \`erfahren kann auch bei der Verwendung von Schwermetallen für die Herstellung von Massivlagerri oder anderer Maschinenteile angewendet werden, die einer gleitenden' Beanspruchung unterworfen sind.The experience according to the invention can also be found in the use of heavy metals are used for the production of solid bearings or other machine parts, which are subjected to sliding stress.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of sliding machine parts, such as pistons, toothed or worm wheels, in particular solid bearings, characterized in that the material is first brought to the highest hardness and the workpiece after its Machining is then subjected to heating, which is only in the outermost edge zone layer leads to a drop in hardness.

2. The method according to claim i, characterized in that that the achievement of the highest hardness in a known manner by homogenization and aging and the decrease in hardness in the fringe layer serving as a running surface can be brought about by high-frequency beating.

3. The method according to claim i, characterized in that the achievement of the highest hardness is known per se Way by homogenizing and aging and heating to reduce the Hardness of the surface by treating the workpiece, e.g. B. in an oil or salt bath, or by means of a welding torch.

4. The method according to claims i to 3, characterized in that an aluminum alloy is used as the material which the mixed crystals are not in a supersaturated state.

5. Procedure according to Claims 1 to 4, characterized in that the material used is an aluminum-tin-lead alloy Use is made of 3 to 7% tin, 0.5 to 2% lead, 0.5 to i% magnesium, 0.5 to i% silicon, the remainder aluminum, and optionally up to 1.5% % Copper and up to 1.5% nickel can be added.

6. The method according to the claims i to 3, characterized by the use of heavy metals for the material of sliding machine parts.