DE966156C

DE966156C - Process for the production of plain bearings

Info

Publication number: DE966156C
Application number: DEG6359A
Authority: DE
Inventors: William Henry Tait
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1950-02-06
Filing date: 1950-07-20
Publication date: 1957-07-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern Die Erfindung bezieht sich auf Gleitlager od. dgl., wobei unter dem Ausduck »Gleitlager« Wellen-und Zapfenlager oder Lagerfutter, Druckscheiben bzw. Drucklager und flache reibungsvermindernde Teile für gleitende Berührung zu verstehen sind.Method of manufacturing plain bearings The invention relates to on plain bearings or the like, whereby under the expression "plain bearings" shaft and journal bearings or bearing chucks, thrust washers or thrust bearings and flat friction-reducing Parts for sliding contact are to be understood.

Die Erfindung betrifft insbesondere Verbesserungen in der Herstellung von Gleitlagern gemäß Patent 962 561, bei denen einem Metallgefüge Polytetrafluoräthylen einverleibt ist.The invention particularly relates to improvements in manufacturing of plain bearings according to patent 962 561, in which a metal structure polytetrafluoroethylene is incorporated.

In dem Hauptpatent sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern der vorgenannten Art angegeben. Gemäß einer Ausführungsform wird ein offenes Metallgefüge mit ihm einverleibtem Polytetrafluoräthylen dadurch erhalten, daß ein geeignetes Gemisch aus Pulvern der synthetischen Verbindung und einem geeigneten Metall oder einer Metallegierung oder einer Mischung von Metallen oder Legierungen geformt und das Gemisch in einer geregelten Atmosphäre bei einer Temperatur unter 40o° gesintert wird, so daß ein Doppelgefüge entsteht, in welchem die metallischen und nichtmetallischen Elemente als ineinandergreifende Schwämme von feiner Struktur erscheinen. Wird das Pulvergemisch auf eine kupferplattierte Unterlage eines verhältnismäßig festen Metalls, wie z. B. Stahl, aufgebracht und die Pulverschicht gesintert und durch Druck verfestigt, dann kann ein zur Herstellung von dünnwandigen Lagern oder Lagerfuttern geeignetes zusammengesetztes Material erzeugt werden.In the main patent are various processes for the production of Specified plain bearings of the aforementioned type. According to one embodiment, a open metal structure with incorporated polytetrafluoroethylene is obtained by that a suitable mixture of powders of the synthetic compound and a suitable one Metal or a metal alloy or a mixture of metals or alloys molded and the mixture in a controlled atmosphere at a temperature below 40o ° is sintered, so that a double structure is created in which the metallic and non-metallic elements as interlocking sponges of fine structure appear. If the powder mixture is on a copper-plated base of a proportionate solid metal, such as B. steel, applied and the powder layer sintered and solidified by pressure, then one can be used to produce thin-walled To store or bearing chucks suitable composite material can be produced.

Die Erfindung bezweckt, ein zur Herstellung eines porösen gesinterten Metallgefüges mit ihm einverleibtem Polytetrafluoräthylen geeignetes verbessertes Verfahren zu schaffen, das außerdem für die Herstellung von Lagern oder Lagerfuttern besonders geeignet ist, bei denen das genannte Gefüge an eine verhältnismäßig feste Unterlage gebunden ist, vor allem, weil das Sintern des Metallpulvers unter Bedingungen durchgeführt werden kann, die sich zur Erzielung einer besten Verbindung zwischen dem Gefüge und der Unterlage eignen.The invention aims to provide a for the production of a porous sintered Metal structure with it incorporated polytetrafluoroethylene suitable improved To create a process that is also used for the manufacture of bearings or bearing chucks is particularly suitable in which the structure mentioned is attached to a relatively solid Backing is bound, mainly because the sintering of the metal powder under conditions that can be done to achieve the best connection between suitable for the structure and the substrate.

Bimetallstreifenmaterial mit poröser Oberfläche, aus dem Buchsen, Lager, Lagerfutter oder Lagerauskleidungen, Drucklager od. dgl. hergestellt werden können, wird gewöhnlich dadurch erzeugt, daß zuerst auf einem Unterlagestreifen aus Stahl oder einem verhältnismäßig festen Nichteisenmetall oder einer entsprechenden Legierung eine Schicht eines oder mehrerer geeigneter Metallpulver aufgetragen und dann diese Schicht gesintert wird, um das poröse Metallgefüge zu bilden und es mit der Unterlage zu verbinden. Durch geeignete Regelung der Temperatur, der Korngröße und der Kornform des Pulvers sowie der Sinterzeit kann ein poröses Gefüge mit vorausbestimmter Porengröße und vorausbestimmten Porenvolumen erhalten werden, und zwar unter Verwendung von Pulvern aus einem oder mehreren Metallen und Metallegierungen, wie z. B. Kupfer, Zinnbronze, Bleibronze, Blei-Zinn-Bronze, Silber, Eisen oder Kupfer-Nickel. Im allgemeinen ist das durch den Sintervorgang erzeugte poröse schwammförmige Metallgefüge von Natur aus weich, aber seine poröse Beschaffenheit trägt stark zu seiner wirksamen Weichheit bei.Bimetal strip material with a porous surface, from which sockets, Bearing, bearing lining or bearing linings, thrust bearings or the like. Are produced is usually created by first placing it on a backing strip made of steel or a relatively strong non-ferrous metal or equivalent Alloy applied a layer of one or more suitable metal powder and then this layer is sintered to form the porous metal structure and connect it with to connect the base. By suitable regulation of the temperature, the grain size and the grain shape of the powder as well as the sintering time can have a porous structure with a predetermined Pore size and predetermined pore volume can be obtained using of powders of one or more metals and metal alloys, such as. B. copper, Tin bronze, lead bronze, lead-tin-bronze, silver, iron or copper-nickel. In general is the porous spongy metal structure of Naturally soft, but its porous nature greatly contributes to its effective Softness at.

Ferner kann durch übliche Verfahren das poröse Metallgefüge fest mit dem nichtporösen, verhältnismäßig starken Unterlagematerial, beispielsweise aus Stahl oder einer Nichteisenlegierung, wie z. B. einer Kupferlegierung, verbunden werden.In addition, the porous metal structure can be firmly attached using conventional methods the non-porous, relatively strong base material, for example from Steel or a non-ferrous alloy, such as. B. a copper alloy connected will.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern der hier betrachteten Art eine Schicht von Polytetrafluoräthylen auf die Oberfläche eines porösen Metallgefüges, das durch Sintern von Metallpulver hergestellt worden ist, aufgebracht und das Polytetrafluoräthylen durch Anwendung von Druck zum mindesten in die Oberflächenporen des Metallgefüges gepreßt.According to the invention, in a method for producing plain bearings of the kind considered here, a layer of polytetrafluoroethylene on the surface a porous metal structure that has been produced by sintering metal powder is applied and the polytetrafluoroethylene by applying pressure at least pressed into the surface pores of the metal structure.

Vorzugsweise wird der Preßvorgang unter Erhitzung auf eine Temperatur von 25o bis 3oo° ausgeführt, um die synthetische Verbindung zu erweichen und ihren Fluß zum Füllen der Poren zu erleichtern.Preferably, the pressing process is carried out with heating to a temperature carried out from 25o to 3oo ° in order to soften the synthetic bond and its To facilitate flow to fill the pores.

Das Polytetrafluoräthylen kann in Pulverform oder in Blatt- oder Plattenform aufgebracht werden.The polytetrafluoroethylene can be in powder form or in sheet or plate form be applied.

Bei der Durchführung der Erfindung wird gemäß einer Ausführungsform ein Bimetallmaterial mit einer porösen Lageroberflächenstruktur dadurch hergestellt, daß ein Metallpulver auf einen Unterlagestreifen aufgesintert wird. So kann z. B. eine Schicht von Metallpulver oder einer Mischung von Metallpulvern in einer Zusammensetzung, die geeignet ist, nach dem Sintern eine Kupfer-Zinn-Blei-Komposition zu erzeugen, auf einen kupferplattierten Stahlstreifen aufgebracht werden, wobei die Korngröße und Kornform des Pulvers sowie die Zeitdauer und Temperatur des Sintervorganges derart bemessen sind, daß das gesinterte Gefüge eine poröse Beschaffenheit besitzt und alle Leerräume zusammen z. B. 2o% des Gesamtvolumens ausmachen.In carrying out the invention, in accordance with one embodiment a bimetallic material having a porous bearing surface structure produced by that a metal powder is sintered onto a base strip. So z. B. a layer of metal powder or a mixture of metal powders in a composition, which is suitable for producing a copper-tin-lead composition after sintering, can be applied to a copper-clad steel strip, the grain size and grain shape of the powder as well as the duration and temperature of the sintering process are dimensioned such that the sintered structure has a porous nature and all empty spaces together e.g. B. make up 2o% of the total volume.

Auf die poröse Oberfläche des Bimetallstreifens wird Polytetrafluoräthylen, z. B. durch Ausbreiten in Pulverform oder durch Auflegen eines Blattes, aufgebracht, und dann wird unter Erhitzen auf 25o bis 3oo° ein geeigneter Druck von z. B. ungefähr 157 kg/cm2 (It/Quadratzoll) ausgeübt, bis die erweichte synthetische Verbindung die Poren in dem porösen Metallgefüge ausfüllt. Der Druck wird vorzugsweise mittels eines geschlossenen Stempels ausgeübt. Es ist überdies nicht erforderlich, daß das poröse Gefüge vollständig mit der synthetischen Verbindung ausgefüllt wird, da es genügt, wenn das Eindringen des Polytetrafluoräthylens in die Poren sich bis zu einer Tiefe von etwa 0,75 bis I mm von der Lageroberfläche aus erstreckt.On the porous surface of the bimetal strip is polytetrafluoroethylene, z. B. by spreading in powder form or by laying a sheet applied, and then a suitable pressure of z. B. applied approximately 157 kg / cm2 (It / square inch) until the softened synthetic compound fills the pores in the porous metal structure. The pressure is preferably applied by means of a closed plunger. It is also not necessary that the porous structure is completely filled with the synthetic compound, since it is sufficient if the penetration of the polytetrafluoroethylene into the pores extends to a depth of about 0.75 to 1 mm from the bearing surface.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. So können sich z. B. die Zusammensetzung und die Beschaffenheit des porösen Metallgefüges in weitem Umfang ändern, wie dies in der Technik bekannt ist, und das Ausmaß des ausgeübten Druckes sowie die Temperatur, bei welcher der Vorgang ausgeführt wird, und die Zeitdauer können geändert werden, je nachdem, wie die Beschaffenheit des porösen Metallgefüges und die Form, in welcher das Polytetrafluoräthylen aufgebracht wird, dies erfordern.It will be apparent that the invention does not extend to that described above Embodiment is limited. So z. B. the composition and the Change the nature of the porous metal structure to a large extent, as in the Technology is known, and the amount of pressure applied and the temperature at which the process is carried out and the duration can be changed, depending on the nature of the porous metal structure and the shape in which the polytetrafluoroethylene is applied, require this.

Soweit das Sintern des Metallgefüges vor der Aufbringung der synthetischen Verbindung ausgeführt wird, besteht für die Auswahl des verwendeten Metallpulvers und die Sinterungsbedingungen ein weiter Spielraum, um die beste Form für das poröse Gefüge und die wirksamste Bindung an die Unterlage, wenn eine derartige Unterlage vorgesehen ist, zu gewährleisten.So much for the sintering of the metal structure before the synthetic ones are applied Connection is carried out, consists in the selection of the metal powder used and the sintering conditions allow a wide leeway to find the best shape for the porous Structure and the most effective bond to the base if such a base is intended to ensure.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß, obgleich die Erfindung insbesondere für die Erzeugung von Materialgeeignet ist, das bei der Herstellung von dünnwandigen Lagerfuttern mit einer Unterlage aus Stahl oder einem anderen, verhältnismäßig festen Metall Verwendung findet, die Erfindung auch auf Gleitlager anwendbar ist, bei welchen ein durch Sintern von Metallpulvern erzeugtes Metallgefüge ohne eine Unterlage verwendet wird.It will also be seen that, while the invention is particularly is suitable for the production of material that is used in the production of thin-walled Storage chucks with a base made of steel or another, relatively solid Metal is used, the invention is also applicable to plain bearings in which a metal structure produced by sintering metal powders is used without a base will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of plain bearings according to Patent 962 561, characterized in that a layer of polytetrafluoroethylene onto the surface of a porous metal structure, which is produced by sintering metal powder has been produced, applied and the polytetrafluoroethylene by Application of pressure pressed into at least the surface pores of the metal structure will.

2. The method according to claim i, characterized in that the pressing process is carried out with heating to a temperature of 25o to 300 °.

3. Procedure according to claim i or 2, characterized in that the polytetrafluoroethylene in Form of a powder is applied.

4. The method according to claim I or 2, characterized characterized in that the polytetrafluoroethylene is applied in the form of a sheet will.