DE868789C - Verfahren zum Aufbringen eines Lagerwerkstoffes auf Leichtmetallagerkoerper - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufbringen eines Lagerwerkstoffes auf Leichtmetallagerkörper Aus Aluminiumlegierungen hergestellte Lager werden seit geraumer Zeit vielfach verwendet. Sie können auf mannigfache Art und weise hergestellt werden. Die Gleitschicht für die Lagerzapfen oder die Welle besteht in der Regel aus einer besonderen Leichtmetallegierung, die die an eine gute Laufschicht gestellten Bedingungen erfüllt und die auf einem aus anderem Metall, beispielsweise aus Stahl, angefertigten Lagerkörper aufgebracht wird. Es ist ferner bekannt, auf einem Ledchtmetallagerträger, insbesondere einem solchen aus einer Aluminiumlegierung, eine aus einer anderen Aluminiumlegierung bestehende Gleitschicht aufzubringen, beispielsweise aufzuplattieren. Es ist ferner nicht mehr neu, auf galvanischem Wege weichere Laufschichten für Lagerzwecke auf aus Leichtmetall hergestellten Tragkörpern, beispielsweiseLeichtmetallpleuelstangen, aufzubringen. Die Durchführung eines solchen Verfahrens erbringt jedoch nicht immer gleichmäßige Laufschichten. Um die vorgeschriebenen Fertigtoleranzen einhalten zu können, muß die Konzentration des Elektrolyts und die Stromstärke dauernd überwacht werden.
• Bekannt sind ferner Lagerausführungen, bei welchen in einem aus Eisen bestehenden Tragkörper Futter aus Leichtmetallegierungen eingebracht, vorzugsweise eingegossen werden. In der Regel wird vor ,denn Eingießen eine Zwischenschicht erzeugt zwecks einwandfreier Verankerung des Lagermetalls mit -dem aus Stahl. öder Eisen bestehenden Tragkörper. Bevorzugt wurden hierfür weiche Blei-Zinn-Antimon-Legierungen. Zur Erzeugung der Zwischenschicht wird im allgemeinen Zinn bzw. eine hochzinnhaltige Legierung benutzt. Bei Lagern mit einem Stahlkörper als Träger bereitet die Aufbringung der Laufschichten keine Schwierigkeit.
• Soll dagegen ein aus einer Leichtmetallegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung; hergestellter Lagerkörper als Grundwerkstoff benutzt werden, gelingt es nicht; in der vorerwähnten Weise eine einwandfreie Verankerung ider Laufschicht mit dem Tragkörper herzustellen, weil das Aluminium zum Zinn nur eine sehr geringe Affinität aufweist. Wird jedoch, wie dies bereits in der Fachwelt auch schon durchgeführt wurde, eine Legierung als, Zwischenschicht verwendet, ,die außer vorwiegend Zinn noch z. B. Aluminium und Zink e nthält, gelingt es zwar, eine zum Aufbringen des eigentlichen Laufmetalls ausreichende Verankerung zu erzielen, jedoch erleidet der aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bestehende Tragkörper bei der Durchführung des bisher angewendeten Verfahrens eine eo große Festigkeitseinbuße, daß er seine Aufgabe nicht mehr in vollem Maße erfüllen kann.
• Um diesen Mangel zu beseitigen, wird erfindungsgemäß (die Zinn-Aluminium-Zink-Legierung als Zwischenschicht durch eineArt Diffusionszwischenbehandlung vollkommen fest auf den Leichtmetallträger verankert und gleichzeitig durch Kopplung dieses( Vorganges mit. der Homogenisierung der Leichtmetallegierung erreicht, daß kein Festigkeitsabfall in dem letzteren bei der Erzeugung der Zwischenschichtentsteht. Im einzelnen spielt sich das Verfahren' beispielsweise wie folgt ab: Um eine Leichtmetallpleuelstange oder allgemein einen Lagerkörper, dessen Grundstoff eine Aluminiumlegierung ist, für hochbeanspruchte Verbrennungsmotoren verwenden zu können, muß als Werkstoff für den Lagerkörper eine Leichtmetalllegierung benutzt werden, die sich durch außerordentlich hohe Festigkeit auszeichnet. Um die letztere zu erlangen, wird das Werkstück bekanntlieh vergütet. Je nach der Legierungsart erfolgt die Vergütung durch eine Homogenisierungsglühung bei 46o bis. 56o° C mit nachfolgender plötzlicher Abschreckung und einem anschließenden Anlassen. Ein in -dieser Weise wärmebehandelter Leichtmetallkörper verliert jedoch einen großen Teil seiner gewünschten Festigkeit, wenn er zwecks Aufbringung der Blei-Zinn-Antimon-Legierung als Laufschicht vorher in einem Lötzinnbad bei 45o bis 480° C behandelt wird. Dabei geht die Vergütungswirkung fast restlos wieder verloren. Nach dem erfindungs= gemäßen Verfahren wird der aus einer hochfesten Aluminiumlegierung bestehende Lagerkörper, auf den@die Laufschicht aufgebracht werden soll, je nach Art ,der gewählten Legierung surf seine günstigste Homägenisieruugstemperätur gebracht; wobei er während dieser Behandlung oder am Ende derselben@in ein Lötzinnbad, das diese Temperatur aufweist, etwa 5 bis io Minuten lang eintaucht. Aus dem letzteren wird der Lagerkörper herausgenommen und eine sich etwa gebildete Oxydschicht zerstört. Zweckmäßig, wird der Lagerkörper alsdann: nochmals in das Lötzinnbad eingetaucht, damit er die für die Homogenisierung erforderliche Temperatur wieder annimmt. Danach wird der Lagerkörper in Wasser abgeschreckt, um ihn alsdann mit dem jeweils üblichen Lagermetall auszugießen. Nach dem Ausgießen erfolgt in der Regel eine Anlaßbehandlung, sie ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn beim Ausgießen eine entsprechend hohe Temperatur erreicht worden ist. Im übrigen hängt sie hinsichtlich Dauer und Temperatur von der jeweils verwendeten Legierungszusammensetzung des Lagerkörpers ab.
• Gute Erfolge werden erzielt, wenn die Aluminiumlegierüng etwa, aus 4,5 % Zink, 3,5 0/ö Magnesium, Rest Aluminium besteht. Derartige Legierungen erlangen durch eine Wärmebehandlung eine Festigkeit von über 55 kg/mrn2.
• Gegebenenfalls erscheint es ratsam; vor dem Abschrecken -den mit der Zwischenschicht versehenen Lagerkörper direkt in das auf Homogenisierungstemperatur gebrachte Leichtmetall zu tauchen und dann anschließend erst in Wasser abzuschrecken, wodurch das nachträgliche Umgießen mit Leichtmetallerübrigt werden kann.
• Als Lötzinnbad kann zwecks Erzielung eines. möglichst großen Erstarrungsi,ntervalls ein solches verwendet werden, das neben Zinn noch Zink und Aluminium aufweist. Es enthält zweckdienlich io % Zink, 5 % Aluminium, Rest Zinn.-

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Ausgießen von Leichtmetallagerkörpern, insbesondere Leichtmetallpleuelstangen von höchster Festigkeit, dadurch gekennzeichnet,.daß die zur Erzielung höchster Festigkeit erforderliche und.angewendete Homogenisierungsglühung. mit der zur Erzielung höchster Bindungsfähigkeit erforderlichen Diffusionsglühung gekoppelt wird.
2. 2: Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper während oder am Ende der Diffusionsglühung in ein Lötzinnbad von gleicher Temperatur eingebracht und die zur Erzielung einwandfreier Homogenisierung erforderliche Abschreckung entweder unmittelbar nach der Dnffusionsglühung ,aus dem Zinnbad in Wasser oder einer arideren Flüssigkeit durchgeführt oder nach dem Aufbringen der Laufschicht vorgenommen wird, wobei die Abschreckungstemperatur nicht unter der Homogenisierungstemperätur liegen darf.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2; dadurch gekennzeichnet, daß der in das Lötzinnbad eingetauchte Lagerkörper nach Ablauf der für die feste Verankerung des Zinnüberzuges erforderlichenZeitdauer vorübergehend aus dem Lötzinnbad herausgenommen und einer Behandlung unterworfen wird, durch welche die etwa entstehende Oxydhaut zerreißt bzw. verschwindet, beispielsweise durch Abbürsten. q.. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Lagermetallgleitschicht in an sich bekannter Weise auf die Zwischenschicht nach der Homogenisierung beispielsweise durch Gießen aufgebracht wird.