DE868355C - Nachbehandlung von mit Bleibronze ausgekleideten Verbundlagerkoerpern - Google Patents

Description

• Nachbehandlung von mit Bleibronze ausgekleideten Verbundlagerkörpern Bei der Herstellung von Verbundlagerkörpern, die aus einem Stahlstützkörper und einer Verbundschicht aus Lagermetall, insbesondere Bleibronze, bestehen, muß an der ganzen Auskleidungsfläche eine zuverlässige einwandfreie Bindung zwischen Stahl und Bronze erzielt werden. Weiterhin muß der Bronzebelag von Rissen und ungleicher Bleiverteilung, insbesondere von Bleiadern, frei sein. Während das. Erfordernis der guten Bindung bei der Herstellung genügend sicher beherrscht werden kann, begegnet die Erzielung eines metallurgisch einwandfreien Gefüges oft erheblichen Schwierigkeiten, die mit Zunehmen von Wandstärke oder Durchmesser des Stahlkörpers bis zur Unüberwindlichkeit anwachsen können. Der Grund hierfür liegt in der zwangsläufigen Art des Aufbringens der Bronze auf den Stahl. Ob, nach irgendeinem der vielen bekannten Verfahren ruhend angegossen oder ausgeschleudert .wird, es bleibt allen Verfahren die Notwendigkeit gemeinsam, sowohl den Stahlkörper als. auch die Bronze auf Bindungstemperatur zu bringen und beides zur Erzielung einer einwandfreien Diffusionsbindung eine gewisse Zeit lang auf dieser Temperatur zu halten, die etwas oberhalb der Schmelztemperatur der Bronze, etwa bei zzoo° C, liegt.
• Bei dieser Temperatur sind auch die Komponenten der Bleibronze eine innige Mischung miteinander eingegangen. Den gewünschten feinen Gefügeaufbau ohne erkennbare Bleiausscheidungen, der entscheidend vom Erstarrungsverlauf abhängig ist, versucht man meistens dadurch zu erzielen, daß man den ganzen Körper möglichst schnell und gleichmäßig bis auf die Raumtemperatur abkühlt. Da aber die Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Bronze verschieden groß- sind, bringt die Abkühlung solcher Verbundkörper die Gefahr von Schrumpfspannungen mit sich, denen die Bronze wegen ihrer geringen Warmfestigkeit oft nicht gewachsen ist. Als Folge treten Risse im Belag auf, und zwar sowohl offene als auch solche, die sich nachträglich mit Blei füllen. .und dann als Bleiadern ,oder Bleianreicherungen erscheinen.
• Bei den im Fahrzeugmotorenbau meist gebräuchlichen dünnwandigen Stahlkörpern von einer Wandstärke bis zu etwa io mm und ioo mm Länge können diese Erscheinungen durch. sorgfaltige Kühlführung in erträglichen Grenzen gehalten werden. Dagegen ergeben sich bei Büchsen mit größeren Wandstärken und Längen, wie sie für Zwecke des Maschinen- und Großmotorenbaus benötigt werden, von etwa 2o bis . 30 mm Wandstärke und mehr sowie von Längen von 3oo mm. und mehr technische Schwierigkeiten, welche einer wirtschaftlichen Fertigung im Wege stehen. Als weitere Fehlerquelle tritt gelegentlich noch der Umstand auf, daß manche Stahlsorten dazu neigen, sich beim Abkühlen zu verziehen, was dann selbst bei kleineren Abmessungen einen einwandfreien Ausguß oft vereitelt.
• Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wird erfindungsgemäß, vorgeschlagen, bei der Auskleidung der Lagerbüchsen das Augenmerk zunächst bevorzugt darauf zu richten, daß: der Forderung nach guter Bindung zuverlässig genügt wird. Alsdann ist nach dem Ausbohren dieser Büchsen bis auf eine Belagstärke, welche um ein Geringes größer ist als die der fertigen Büchsen, eine Nachbehandlung des metallurgischen Gefüges. vorzusehen. Diese kann folgendermaßen erfolgen.
• Durch eine im Innern des Lagerkörpers angeordnete Mittelfrequenzinduktiönsspule bzw. einen dem gleichen Zweck dienenden Glühkopf wird die Bronze,- an ihrer Oberfläche noch einmal vollständig nachgeschmolzen. Bei Bereitstellung einer genügend großen Maschinenleistung und der Wahl einer entsprechend hohen Erregung muß dabei vorgesehen werden, daß, die unmittelbare Erwärmung nicht auch den Stahl ergreift, denn dieser soll im Gegenteil praktisch kalt bleiben und damit das sofortige Erstarren der wieder geschmolzenen Bronze sichergestellt werden. Nachstehend einige Ausführungsbeispiele für die induktive Erwärmung: i: Die Anwendung einer Induktionsspule wie in Fig. i. Diese zeigt einen Verbundkörper im Längsschnitt mit innen angeordneter Induktionsspule. Bei, dieser Anordnung müß während der Erwärmung der Körper so schnell rotieren, daßl ein Abfließen der Bronze verhindert wird. Die Bronze wird dabei in ihrer Gesamtheit nachgeschmalzen, was eine hohe Maschinenleistung erfordert. -2. Die Anwendung eines. Glühkopfes wie in Fig. 2. Diese zeigt einen Verbundkörper im Querschnitt mit innen angeordnetem Induktionsglühkopf. Hierbei wird die Bronze in axialer Richtung abschnittsweise -erwärmt- und nach und nach unter langsamer Drehung der waagerecht geführten Büchse die gesamte Auskleidungsschicht nachgeschmolzen, wobei die gedachte Schmelzzone an der tiefsten. Stelle der Büchse, wo sie in den Wirkungsbereich des Glühkopfes gelangt, sich bildet und nach dessen Verlassen schnell wieder erstarrt.
• 3. Die Anwendung eines Glühkopfes. wie in Fig. 3. Diese zeigt einen Verbundkörper im Längsschnitt mit innen angeordnetem Induktionsglühkopf. In diesem Fall muß sowohl die Büchse rotieren als auch der Glühkopf eine Längsbewegung ausführen. Die Bronze: wird entsprechend- der Resultierenden dieser Bewegungen in Form einer Schraubenlinie nachgeschmolzen.
• Die oben beschriebene Anordnung wird, wie schon bemerkt, besonders für Lagerbüchsen mit großen Wandstärken und Längen., die über den Durchmesser hinausgehen, bei denen die Erzielung einer metallurgisch fehlerfreien Auskleidungsschicht auf andere Weise kaum beherrschbar ist, erfolgreich verwandt. Aber auch für Verbundlagerkörper geringerer Abmessungen, wie sie im Motorenbau als. Haupt- und Pleuellager gebraucht werden, ist das Verfahren mit Nutzen einzusetzen. Hierbei handelt es sich im allgemeinen dann darum, als solche erkennbare metallurgische Fehlerscheinungen in der Bleibronze durch die Nachbearbeitung zu beheben. Das Verfahren empfiehlt sich aber auch im Sinn einer generellen Vorsorge, um Fehlerscheinungen,, die sich der augenfälligen Beurteilung entziehen oder nur mittels kostspieliger Untersuchungsmethoden, wie etwa der Röntgen- oder der Ultraschallprüfung zu erkennen sind, von vornherein mit Sicherheit auszuschließen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE; i. Verfahren zur Nachbehandlung von mit Bleibronze ausgekleideten Verbundlagerkörpern, dadurch gekennzeichnet, däß die aufgeschmolzene und- erstarrte Verbundschicht nochmals zum Schmelzen ,gebracht, - eine nennenswerte Erwärmung des Stahlkörpers dagegen vermieden wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß: die Nachbehandlung im Wege der induktiven Erwärmung des rotierenden Verbundkörpers mittels einer die Verbundschicht in ihrer Gesamtheit gleichzeitig erwärmenden Induktionsspule erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung zonenweise mittels eines Glühkopfes erfolgt, indem - die Verbundschicht unter langsamer Drehung des Verbundkörpers abschnittsweise allmählich nachgeschmolzen wird. q.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung derart mittels eines Glühkopfes erfolgt, daß dabei die Büchse rotiert, während der Glühkopf eine Längsbewegung ausführt, so daß die Verbundschicht entsprechend der Resultierenden dieser Bewegungen in Form einer Schraubenlinie nachgeschmolzen wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6,5 656, 740 459.