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Publication number: DEG0005218MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 15. Juni 1937 Bekanntgemacht am 19. Januar 1956Registration date: June 15, 1937. Advertised on January 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Gleitlagern und Bremsbacken od. dgl. aus Verbundmetall durch Aufbringen von Metallpulver und anschließendem Aufsintern auf einen Tragstreifen.The invention relates to a method for producing sliding bearings and brake shoes or the like. made of composite metal by applying metal powder and then sintering it onto one Support strips.

Die Erfindung besteht darin, daß das Pulver aus einem Metall ausreichender Tragfestigkeit lose auf eine oder beide Seiten des Tragstreifens aufgebracht und in unverdichtetem Zustand auf eine Temperatur erhitzt und so lange auf dieser Temperatur gehalten wird, bis das Pulver auf dem Streifen unter Bildung einer porösen Auflage aufgesintert ist, die danach, gegebenenfalls nach leichter Verdichtung, mit einem geschmolzenen Metall bei einer oberhalb des Schmelzpunktes dieses Metalls liegenden, aber unterhalb einer die poröse Auflage verändernden Temperatur zwecks Imprägnierung mit diesem Metall in Verbindung gebracht wird. Die Auflage kann mit dem sie imprägnierenden, geschmolzenen Metall dadurch in Verbindung gebracht werden, daß das Metall in fester, vorzugsweise pulveriger Form als Schicht auf die Oberfläche der Auflage aufgebracht wird und das Metall anschließend geschmolzen wird. Ein anderer Weg für das Im-The invention consists in that the powder made of a metal of sufficient load-bearing strength loosely one or both sides of the support strip applied and in the uncompacted state at a temperature heated and kept at this temperature until the powder forming on the strip a porous support is sintered, which then, if necessary after slight compression, with a molten metal at a temperature above the melting point of this metal, but below a temperature which changes the porous layer for the purpose of impregnation with the latter Metal is associated. The pad can be impregnated with the melted Metal can be brought into connection that the metal is in solid, preferably powdery form is applied as a layer to the surface of the support and the metal is then melted will. Another way for im-

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prägnieren der Auflage besteht darin, daß die Auflage in ein Bad des geschmolzenen, imprägnierenden Metalls eingetaucht wird.Impregnating the pad consists in placing the pad in a bath of the molten, impregnating material Metal is immersed.

Dadurch,, daß nach der Erfindung das zur Herstellung der porösen Auf lage dienende Metallpulver nicht in zusammengepreßtem Zustand, wie dies an sich bekannt ist, sondern lose auf den metallischen Tragstreifen aufgebracht wird, besitzt die nach der Sinterung erhaltene Auflage eine -weit höhere Porösität, als wenn das Metallpulver durch Walzen oder andere Druckvorrichtungen zusammengepreßt worden wäre. Hierdurch wird die Imprägnierung der Metallauflage mit Imprägnierungsstoflen verschiedener Art erleichtert. Gleichzeitig wird jedoch eine ausreichende Tragfestigkeit der Auflage erhalten.Characterized, that according to the invention for the production the porous on position serving metal powder not in a compressed state, as is the case is known, but is loosely applied to the metallic support strip, has the after Sintered edition obtained a far higher porosity than if the metal powder by rolling or other pressure devices would have been squeezed together. This will impregnate the Metal coating made easier with impregnation materials of various types. At the same time, however, a Obtain sufficient load-bearing capacity for the support.

In der Praxis kann die Erfindung in der WeiseIn practice the invention can in the manner

ausgeführt werden, daß zur Herstellung von Lagern mit guten Gleiteigenschaften aus einem einzigen Metall, z. B. Kupfer, eine poröse Auflage gebildet wird, die molekular mit einer starken Metallunterlage verbunden ist und. mit geschmolzenem Blei od. dgl. imprägniert wird. Sollen dagegen Kupplungsscheiben oder Bremsbacken hergestellt werden, die hohe Bremswirkung aufweisen müssen, verwendet man zum Imprägnieren einen Werkstoff mit hohem Reibungskoeffizienten, z. B. Bleioxyd (Pb O).be carried out that for the production of bearings with good sliding properties from a single Metal, e.g. B. copper, a porous layer is formed, the molecular with a strong metal base is connected and. is impregnated with molten lead or the like. Should, however, clutch disks or brake shoes are produced, which must have a high braking effect, used to impregnate a material with a high coefficient of friction, e.g. B. Lead Oxide (Pb O).

.Zur Imprägnierung kann beispielsweise einFor impregnation, for example, a

Metall verwendet werden, welches gegen Korrosion widerstandsfähig ist. Einige dieser Metalle greifen ■ aber das poröse Kupfer an und lösen es teilweise auf. In derartigen Fällen müssen besondere Maßnahmen getroffen \verden, um das Metall der Auflage zu schützen.Metal can be used, which is resistant to corrosion. Some of these metals attack ■ but the porous copper and partially dissolve it. In such cases special measures are required hit \ verden to protect the metal of the pad.

Anlagen zur Durchführung des neuen Verfahrens sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.Systems for implementing the new method are shown in the drawing, for example.

Fig. ι zeigt schematisch eine Anlage für das Aufbringen einer porösen Auflage auf eine verhältnismäßig starke Metallunterlage, in der als lose Schicht aufgebrachtes Metall auf die Unterlage aufgesintert wird;Fig. Ι shows schematically a system for the application a porous support on a relatively strong metal base, in the form of a loose layer applied metal is sintered onto the substrate;

Fig: 2 zeigt eine Anlage zum Imprägnieren einer mit der Anlage nach Fig. 1 hergestellten porösen Auflage mit einem Imprägnierungsmittel, beispielsweise geschmolzenem Blei oder geschmolzenem Bleioxyd. FIG. 2 shows an installation for impregnating a porous produced with the installation according to FIG. 1 Overlay with an impregnating agent such as molten lead or molten lead oxide.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird feinverteiltes Metallpulver 13 als lose Schicht 10 auf einen vorzugsweise aus Stahl bestehenden, starken Metallstreifen 11 aufgebracht, der sich langsam und gleichmäßig unter . den mit dem Metallpulver gefüllten Trichter 12 fortbewegt. Das Metallpulver 13 fällt aus dem Trichter 12 unter der Wirkung der Schwerkraft heraus auf den Streifen 11, wo es mittels einer einstellbaren Vorrichtung 14 geglättet wird, so daß eine gleichmäßig starke Schicht 10 aus losem Metallpulver entsteht.As shown in Fig. 1, finely divided metal powder 13 as a loose layer 10 on a preferably strong metal strips made of steel 11 applied, which is slowly and evenly under . the funnel 12 filled with the metal powder moves forward. The metal powder 13 falls from the funnel 12 under the action of gravity out onto the strip 11, where it is smoothed by means of an adjustable device 14 so that a uniformly thick layer 10 of loose metal powder is created.

Dieser mit der Schicht 10 bedeckte Metallstreifen 11 wird darauf durch eine Heizkammer 20 geführt, in welcher er in reduzierender Atmosphäre so lange -.60 und so hoch erhitzt wird, daß die losen Metallteilchen zusammensintern und eine feste, hochporöse Auflage 15 bilden, die molekular mit dem Metallstreifen 11 verbunden ist. Während des Sinterns nimmt die Stärke der Schicht 10 stark ab, so daß die'bei 21 aus der Heizkammer 20 heraustretende, poröse Auflage 15 um etwa ein Drittel dünner ist als die lose Pulverschicht 10, die am anderen Ende in die Kammer 20 eingeführt wurde. Die Pulverschicht 10 muß deshalb von Anfang an eine derartige Stärke haben, daß die gesinterte, poröse Auflage die erforderliche Stärke aufweist. Die Stärke der Schicht kann durch Versuche leicht für jedes beliebige Metallpulver 13 festgestellt werden. Besteht das Band 11 aus Stahl, so empfiehlt es sich, das Band mit Kupfer zu plattieren, bevor die Schicht 10 aufgetragen wird, da es sich gezeigt hat, daß die gesinterte, poröse Auflage 15 sich etwas fester an eine Kupferoberfläche als an eine Stahloberfläche bindet. Jedoch ist ein Kupferüberzug nicht unbedingt notwendig, da die Auflage 15 meist auch an einer nicht plattierten, freien Stahloberfläche gut haftet.This metal strip 11 covered with layer 10 is then passed through a heating chamber 20, in which it is heated in a reducing atmosphere for so long and so high that the loose metal particles sinter together and form a solid, highly porous support 15, molecularly with the metal strip 11 is connected. During the sintering, the thickness of the layer 10 greatly decreases, so that die'at 21 emerging from the heating chamber 20, porous pad 15 is thinner by about a third than the loose powder layer 10 at the other end was introduced into the chamber 20. The powder layer 10 must therefore be such from the start Have strength that the sintered, porous pad has the required strength. The strenght the layer can easily be determined by experiments for any metal powder 13. Consists If the band 11 is made of steel, it is recommended that the band be plated with copper before the layer 10 is applied because it has been shown that the sintered, porous pad 15 is somewhat stronger a copper surface than binds to a steel surface. However, a copper plating is not essential necessary because the support 15 usually works well on a non-plated, free steel surface adheres.

Aus der Heizkammer 20 gelangt das Verbundmetall in die von einem Wassermantel umgebene Kühlkammer 22, in der es in einer trockenen, reduzierenden Atomsphäre gekühlt wird, um zu verhindern, daß das Metall oxydiert wird. Durch eine Leitung 23 wird ein reduzierendes Gas ununterbrochen in die Kammer 20 hineingeleitet und dadurch das Eindringen von Luft in diese verhindert. Das reduzierende Gas strömt aus der Kammer 20 in die Kühlkammer 22 und entweicht darauf durch die Öffnung 24. Das getrocknete Gas wird darauf durch die Leitung 23 wieder in die Heizkammer 20 hineingebracht, in welcher es mittels der elektrischen Heizelemente 25 od. dgl., auf die gewünschte, genau geregelte Sintertemperatur erhitzt wird.The composite metal passes from the heating chamber 20 into the one surrounded by a water jacket Cooling chamber 22, in which it is cooled in a dry, reducing atmosphere to prevent that the metal is oxidized. A reducing gas is continuously interrupted through a line 23 guided into the chamber 20, thereby preventing air from penetrating into it. The reducing gas flows from the chamber 20 into the cooling chamber 22 and escapes thereafter the opening 24. The dried gas is then returned to the heating chamber 20 through the line 23 brought in, in which it or by means of the electrical heating elements 25 controlled sintering temperature is heated.

Die Dichte oder Porosität der Auflage 15 kann durch eine nachfolgende Druckbehandlung genau bestimmt werden. Der Streifen 11 wird dann beispielsweise zusammen mit der an ihm festhaftenden Auflage 15 zwischen Druckwalzen 30, 31 geführt. Nach dieser Druckbehandlung kann eine zweite Wärmebehandlung in reduzierender Atmosphäre durchgeführt werden, falls es ratsam erscheint, die 105' poröse Auflage nach der Bearbeitung in fast kaltem Zustande durch die Walzen auszuglühen. Die poröse Auflage 15 kann aber auch vor der Kühlung in der . Kühlkammer 22 in heißem Zustande der Walzbehandlung durch in einer Heizkämmer angeord- no nete Druckwalzen unterworfen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Seiten des Streifens 11 mit einer porösen Metallauflage zu versehen. Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß die poröse Auflage zuerst in der oben beschriebenen Weise auf die eine Seite des Streifens 11 aufgetragen wird, worauf die andere Seite des Streifens in genau derselben Weise behandelt wird.The density or porosity of the pad 15 can can be precisely determined by a subsequent pressure treatment. The strip 11 is then for example together with the support 15 adhering to it between pressure rollers 30, 31. After this pressure treatment, a second heat treatment can be carried out in a reducing atmosphere carried out, if it seems advisable, the 105 'porous pad after processing in almost cold Condition by the rollers to anneal. The porous support 15 can, however, also before cooling in the. Cooling chamber 22 in the hot state of the rolling treatment by being arranged in a heating chamber Nete pressure rollers are subjected. Of course, it is also possible to use both sides of the To provide strip 11 with a porous metal coating. The easiest way to do this is to that the porous pad is first applied to one side of the strip 11 in the manner described above whereupon the other side of the strip is treated in exactly the same way.

Folgende pulverförmige Werkstoffe 13 können durch das oben beschriebene Verfahren fest mit einem kupferplattierten Stahlstreifen 11 vereinigt werden:The following powdery materials 13 can solidly with the method described above a copper-clad steel strip 11 are combined:

1. Eine pulverförmige Mischung aus 90 Teilen Kupfer und 10 Teilen Zinn.1. A powdery mixture of 90 parts of copper and 10 parts of tin.

2. Eine pulverförmige Mischung aus 90 Teilen Kupfer, 10 Teilen Zinn und 4 Teilen Graphit.2. A powdery mixture of 90 parts of copper, 10 parts of tin and 4 parts of graphite.

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3· Eine pulverförmige Mischung aus 90 Teilen Kupfer, 10 Teilen Zinn, 6 Teilen Magnesiumkarbonat und 4 Teilen Graphit.3 · A powdery mixture of 90 parts of copper, 10 parts of tin, 6 parts of magnesium carbonate and 4 parts of graphite.

4. Eine pülverförmige Mischung aus 90 Teilen Kupfer, 10 Teilen Zinn und 25 Teilen Blei.4. A powdery mixture of 90 parts Copper, 10 parts tin and 25 parts lead.

5. Eine pulverförmige Mischung aus 90 Teilen Kupfer, 10 Teilen Zinn und 6 Teilen Magnesiumkarbonat. 5. A powdery mixture of 90 parts of copper, 10 parts of tin and 6 parts of magnesium carbonate.

6. Eine pulverförmige Mischung aus .32 Teilen Kupfer und 68 Teilen Nickel.6. A powdered mixture of .32 parts copper and 68 parts nickel.

7. Eine pulverförmige Mischung aus 95 Teilen Kupfer und 5 Teilen Nickel.7. A powdery mixture of 95 parts of copper and 5 parts of nickel.

8. Reines Kupferpulver.8. Pure copper powder.

9. Reines Kupferpulver mit einem Zusatz von bis zu 6°/o Graphit.9. Pure copper powder with an addition of up to 6% graphite.

Die Zusammensetzungen sind nur als Beispiele angegeben, und das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf ihre Verwendung beschränkt. Es können auch andere Metallpulver oder Pulvermischungen verwendet werden, wenn das Endprodukt irgendwelche besondere Eigenschaften erhalten soll.The compositions are given as examples only, and the method according to the invention is not limited to their use. Other metal powders or powder mixtures can also be used can be used if the end product has any special properties target.

Bei den Beispielen 1, 2, 3, 4, 5 legieren sich KupferXind Zinn miteinander während des Sinterns, vorzugsweise bei etwa 850⁰ C, wodurch ein poröses Bronzegebilde entsteht, das 90% Kupfer und 10% Zinn enthält. Dies ist besonders vorteilhaft.In Examples 1, 2, 3, 4, 5, KupferXind tin alloy with each other during sintering, preferably at about 850 ⁰ C, is produced whereby a porous bronze structure which contains 90% copper and 10% tin. This is particularly beneficial.

Die Beispiele 3 und 5 enthalten feinverteiltes Magnesiumkarbonat, das dem Erzeugnis einen hohen Reibungskoeffizienten verleiht. Während des Sinterns zersetzt sich MgCO₃ in MgO und CO₂, das in Gasform entweicht. Auf diese Weise hergestellte Reibungskörper können z. B. in Kraftwagenkupplungen und als Bremsbacken für Radbremsen verwendet werden, da sie imstande sind, den hohen Temperaturen, denen sie im Betrieb oft ausgesetzt sind, zu widerstehen. Der kleine Graphitgehalt in Beispiel 3 verhindert das Entstehen von Rissen u. dgl. und macht die Reibungskörper widerstandsfähig gegen Abnutzung.Examples 3 and 5 contain finely divided magnesium carbonate, which gives the product a high coefficient of friction. During sintering, MgCO ₃ decomposes into MgO and CO ₂ , which escapes in gaseous form. Friction bodies produced in this way can, for. B. be used in motor vehicle clutches and as brake shoes for wheel brakes, as they are able to withstand the high temperatures to which they are often exposed in operation. The small graphite content in Example 3 prevents cracks and the like from occurring and makes the friction bodies wear-resistant.

Bei dem Beispiel 4 schmilzt das Blei vollständig während des Sinterns. Es schwitzt aber nicht aus' der'Auflage 15 heraus, sondern verbleibt in den Poren des Futters, da es an den vollkommen reinen Porenwänden der durch die Legierung von Kupfer und Zinn entstandenen Bronze haften bleibt. Wenn die poröse Bronze in einer reduzierenden Atmosphäre gekühlt wird, erstarrt das Blei in feinverteiltem Zu^ stände und verbleibt gleichmäßig verteilt in der Bronze. Diese Mischung ergibt Lagerteile mit guten Gleiteigenschaften, die nur langsam abgenutzt werden.In Example 4, the lead melts completely during sintering. But it doesn't sweat out ' der'Auflage 15 out, but remains in the pores of the feed, since it is completely pure The pore walls of the bronze created by the alloy of copper and tin stick. When the porous bronze is cooled in a reducing atmosphere, the lead solidifies in finely divided form stands and remains evenly distributed in the bronze. This mixture results in bearing parts with good Sliding properties that wear out slowly.

Die Beispiele 6 und 7 zeigen, in wie weiten Grenzen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Mengenverhältnisse der verschiedenen Metallpulver geändert werden können. Nickel- und Kupferpulver können bei etwa 1100⁰ C in einer reduzierenden Atmosphäre zusammengesintert werden, wodurch ein hochporöser Körper entsteht. Das Beispiel 6 ergibt eine rostfreie Kupfer-Nickel-Legierung. Examples 6 and 7 show to what extent the proportions of the various metal powders can be changed in the method according to the invention. Nickel and copper powders can be sintered together at around 1100 ^° C. in a reducing atmosphere, resulting in a highly porous body. Example 6 gives a stainless copper-nickel alloy.

Die Beispiele 8 und 9 unterscheiden sich dadurch von den übrigen, daß an Stelle von zwei Metallpulvern nur ein Pulver verwendet wird. Wenn das Metallpulver 13 nur aus Kupferpulver (mit oder ohne einem nichtmetallischen Zusatz, z. B. Graphit) besteht, so wird es in der Kammer 20 in einer reduzierenden Atmosphäre bei etwa 1040⁰ C gesintert. Hierdurch entsteht eine hochporöse Kupferauflage 15, welche molekular an dem Stahlstreifen H gebunden ist. Kupfer schmilzt bei I080⁰ C, und wenn es bei dieser Temperatur in der Kammer 20 erhitzt wird, schmilzt das Kupferpulver ein, wodurch die Porosität zerstört wird. Es wurde aber gefunden, daß es nicht notwendig ist, feines Kupferpulver bis auf den Schmelzpunkt des Kupfers zu erhitzen, um zu bewirken, daß die losen Kupferteilchen sich molekular aneinander binden. Es genügt, das Pulver auf eine Temperatur von 1040⁰ C zu bringen. Wenn das Pulver auf dieser Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre gehalten wird, scheinen die lose einander berührenden Kupferteilchen, durch eine Kornvergrößerung einfach zusammenzuwachsen, und es entsteht ein verhältnismäßig festes, hochporöses Produkt aus reinem Kupfer, das leicht ge- schmolzenes Blei oder geschmolzenes Bleioxyd aufnimmt und festhält. Eine Kupferauflage kann deshalb mit großem Vorteil zur Herstellung von Körpern mit .guten Gleiteigenschaften oder mit hoher Bremswirkung benutzt werden.' Dasselbe gilt von einer Kupfer-Graphit-Auflage nach Beispiel 9.Examples 8 and 9 differ from the others in that only one powder is used instead of two metal powders. If the metal powder 13 consists only of copper powder (with or without a non-metallic additive, for example graphite), it is sintered ^{in the chamber 20 in a reducing atmosphere at approximately 1040 ° C.} This creates a highly porous copper layer 15 which is molecularly bound to the steel strip H. Copper melts at I080 ⁰ C, and when heated at that temperature in the chamber 20, the copper powder melts, whereby the porosity destroyed. However, it has been found that it is not necessary to heat fine copper powder to the melting point of the copper in order to cause the loose copper particles to molecularly bond together. It is sufficient to bring the powder to a temperature of 1040 ^{° C.} If the powder is kept at this temperature in a reducing atmosphere, the loosely touching copper particles seem to simply grow together through a grain enlargement, and a relatively solid, highly porous product of pure copper is formed, which easily absorbs molten lead or molten lead oxide and holds on. A copper plating can therefore be used to great advantage for the production of bodies with .guten sliding properties or with a high braking effect. ' The same applies to a copper-graphite layer according to Example 9.

Die Behandlung kann z.B. wie folgt durchgeführt werden: Die poröse Kupferauflage 15, die mit einem kupferplattierten Stahlstreifen 11 verbunden ist, gelangt unter den Trichter 40, der Bleikörner oder pulverisiertes Blei 41 enthält. Dadurch wird eine gleichmäßige Schicht 42 von Bleikörnern oder -pulver unmittelbar auf die Oberfläche der Kupferauflage 15 aufgetragen. Das Band 11 bewegt sich darauf in die Kammer 50 hinein, in welcher es in einer trockenen, reduzierenden Atmosphäre auf etwa 850° C erhitzt und das Blei, nicht aber das Kupfer, geschmolzen wird. Das geschmolzene Blei fließt in die Poren des Kupfers und imprägniert es gleichmäßig durch Kapillarwirkung, da es unter diesen Umständen die Neigung hat, die Porenwände zu benetzen und an ihnen haften zu bleiben. Die Porenwände sind vollkommen rein, da die reduzierende Atmosphäre in der Kammer 50 die Bildung von Metalloxyden verhindert. Wenn das Blei sich in dem porösen Kupfer vollständig verteilt hat, wird das Band 11 in die von einem Wassermantel umgebene Kühlkammer 51 hineinbewegt. Die Kühlung erfolgt ebenfalls in einer reduzierenden Atmosphäre. Das in den Kammern 50 und 51 verwendete, reduzierende Gas hat vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung wie das bei der ersten Verfahrensstufe benutzte Gas.The treatment can be carried out, for example, as follows: The porous copper layer 15, the is connected to a copper-clad steel strip 11, passes under the funnel 40, the lead grains or powdered lead 41 contains. This creates a uniform layer 42 of lead grains or powder applied directly to the surface of the copper plating 15. The belt 11 moves then into the chamber 50, in which it is in a dry, reducing atmosphere heated to about 850 ° C and the lead, but not the copper, is melted. The molten lead flows into the pores of the copper and impregnates it evenly by capillary action, as it is under under these circumstances has the tendency to wet the pore walls and to adhere to them. the Pore walls are perfectly clean as the reducing atmosphere in the chamber 50 is the formation prevented by metal oxides. When the lead has completely dispersed in the porous copper, will the belt 11 is moved into the cooling chamber 51 surrounded by a water jacket. The cooling also takes place in a reducing atmosphere. The reducing agent used in chambers 50 and 51 Gas preferably has the same composition as that in the first process stage used gas.

Durch die beschriebene Behandlung entsteht ein Kupfer-Blei-Gebilde 16 mit einer starken Auflage 15 aus Kupfer, welche an das Stahlband 11 molekular gebunden ist und in der das Blei äußerst fein und gleichförmig verteilt ist. Vorzugsweise wird so viel Blei aufgetragen, daß die Poren im Kupfer vollständig gefüllt werden. Dies ist aber an sich nicht notwendig.The treatment described produces a copper-lead structure 16 with a thick layer 15 made of copper, which is attached to the steel strip 11 molecularly is bound and in which the lead is extremely fine and evenly distributed. Preferably will so much lead is applied that the pores in the copper are completely filled. But this is in itself unnecessary.

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Da das Blei erst in der Kammer 50 schmilzt, ist es an sich gleichgültig, in welcher Form es ursprünglich aufgebracht wird. Es ist aber zweckmäßig, es annähernd gleichmäßig über die Oberfläche der porösen Kupferauflage 15 zu verteilen. Die hochporöse Kupferauflage kann bis zu 5^o0/°> j^a sogar, wenn es aus irgendeinem Grunde erforderlich ist, noch mehr Blei aufnehmen. Die Porosität der Kupferschicht 15 kann, wie erwähnt, beliebig stark verringert werden. Der Bleigehalt der fertigen Kupfer-Blei-Auflage 16 kann demgemäß genau ge-Since the lead only melts in the chamber 50, it does not matter in which form it is originally applied. However, it is expedient to distribute it approximately evenly over the surface of the porous copper layer 15. The highly porous copper ^{plating can hold} ^{up to 50% more lead,} even if for some reason it is necessary. As mentioned, the porosity of the copper layer 15 can be reduced as much as desired. The lead content of the finished copper-lead coating 16 can accordingly be exactly

' , ■ ' regelt werden.', ■' are regulated.

Die poröse Kupferauflage kann in der beschriebenen Weise auch mit Bleiglätte oder Bleioxyd (PbO) oder mit Blei und Bleiglätte in beliebigen Mengenverhältnissen imprägniert werden. Hierdurch entsteht ein Verbundmetall, das einen höheren Reibungskoeffizienten besitzt und beispielsweise als Reibungskörper in Bremsen und Kupplungen verwendet werden kann.The porous copper layer can also be coated with black lead or lead oxide in the manner described (PbO) or impregnated with lead and black lead in any proportions. Through this creates a composite metal that has a higher coefficient of friction and, for example can be used as a friction body in brakes and clutches.

Eine Kupplungsscheibe aus Stahl kann beispielsweise zuerst gemäß der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung auf beiden Seiten mit einer porösen Kupferauflage überzogen werden, die molekular an der Scheibe haftet. Aus dieser Scheibe kann darauf durch Imprägnierung mit Bleiglätte ■oder Bleiglätte und Blei eine Kupplungsscheibe für Kraftwagen hergestellt werden.A clutch disc made of steel can, for example, first according to the first stage of the method are coated according to the invention on both sides with a porous copper layer, the molecularly adheres to the disc. This disc can be impregnated with black lead ■ or black lead and lead a clutch disc for motor vehicles.

Im folgenden soll eine besondere· Ausführ ungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben werden. Eine poröse Auflage 15 aus Kupfer wird in der beschriebenen Weise an ein mit Kupfer ' überzogenes Stahlband 11 gebunden und darauf in ein geschmolzenes Flußmittel getaucht, das vorzugsweise Zinkchlorid, Ammoniumchlorid, Salzsäure und Wasser enthält, oder in eines der üblichen Flußmittel, welche die beiden obenerwähnten Salze, in hochsiedenden Alkoholen gelöst, enthalten. Das Flußmittel dringt in die Hohlräume der porösen Auflage ein, benetzt sie gründlich und erleichtert und beschleunigt darauf das Eindringen des Imprägnierungsmittels. Das mit dem Flußmittel getränkte Band wird darauf in ein Bad getaucht, das aus dem geschmolzenen Imprägnierungsmetall besteht und auf einer Temperatur gehalten wird, die nur wenig über dem Schmelzpunkt . des Imprägnierungsmittels" liegt. Dieses dringt sehr rasch in die Poren der Kupferauflage ein und verdrängt das Flußmittel, das an die Oberflache des Bades emporsteigt. Sobald kein Flußmittel mehr an der Oberfläche erscheint, wird der Rietallkörper aus dem Bad entfernt und rasch gekühlt, um das Imprägnierungsmetall zum Erstarren zu bringen. Die poröse Kupferauflage darf nur so lange mit dem geschmolzenen Imprägnierungsmetall in Berührung gehalten werden, wie es unbedingt erforderlich ist, um die Masse genügend stark zu imprägnieren, falls das verwendete Metall bei einer Temperatur dicht über seinem Schmelzpunkt raschlösend auf das Kupfer wirkt.The following is a special embodiment of the method according to the invention will be described. A porous support 15 made of copper is bound in the manner described to a copper 'coated steel band 11 and then in dipped in a molten flux, preferably zinc chloride, ammonium chloride, hydrochloric acid and water, or in one of the usual fluxes which contain the two above-mentioned Contains salts dissolved in high-boiling alcohols. The flux penetrates into the cavities of the porous pad, wets it thoroughly and then facilitates and accelerates penetration of the impregnation agent. The tape soaked with the flux is then immersed in a bath, which consists of the molten impregnation metal and is maintained at a temperature just slightly above the melting point . of the impregnation agent ". This penetrates very quickly into the pores of the copper layer and displaces the flux that rises to the surface of the bath. As soon as no flux appears more on the surface, the Rietall body is removed from the bath and quickly cooled, to solidify the impregnation metal. The porous copper plating is only allowed in this way be kept in contact with the molten impregnation metal for a long time, as is essential is necessary to impregnate the mass sufficiently, if the metal used is involved a temperature just above its melting point has a quick dissolving effect on the copper.

Einige an sich geeignete ImprägnierungsmetalleSome inherently suitable impregnation metals

und -legierungen zeigen eine so starke Neigung,and alloys show such a strong tendency

. die Kupferauflage während des Imprägnierens aufzulösen, daß sie zum mindesten teilweise die ursprüngliche Porosität zerstören. Dieser Neigung kann dadurch entgegengewirkt werden, daß etwas Kupfer dem geschmolzenen Imprägnierungsmittel zugesetzt wird, bevor die Auflage in diese eingetaucht wird. Die zuzusetzende Kupfermenge für die / einzelnen Metalle und Legierungen kann leicht durch Versuche ermittelt werden. Wenn reines Blei als Imprägnierungsmetall benutzt wird, löst es den Kupfergrundkörper nicht bei der Imprägnierungstemperatur von 850° C, sondern erst bei 960⁰ C und noch höheren Temperaturen auf. Wenn aber Zinn, Antimon, Wismuth, Silber, Kadmium, Tellur, Kalzium u·. dgl. als Imprägnierungsmetall benutzt werden, einzeln oder mit Blei legiert oder miteinander gemischt, so wird das Imprägnierungsmittel bei einer bestimmten Temperatur die poröse Kupferauflage angreifen und auflösen. Wenn solche Imprägnierungsmetalle bzw. -legierungen zu stark lösend auf die Auflage wirken, wenn sie auf einer Temperatur dicht über dem Schmelzpunkt gehalten werden, so kann das Lösungsvermögen der Metalle bz,w. Legierungen durch einen Zusatz von Kupfer zum Imprägnierungsmittel stark herabgesetzt oder fast vollständig aufgehoben werden.. to dissolve the copper layer during the impregnation so that at least some of the original porosity is destroyed. This tendency can be counteracted by adding some copper to the molten impregnant before the pad is immersed in it. The amount of copper to be added for the individual metals and alloys can easily be determined through experiments. If pure lead is used as the impregnating metal, it does not solve the copper base to the impregnation temperature of 850 ° C, but only at 960 ⁰ C and higher temperatures. But if tin, antimony, bismuth, silver, cadmium, tellurium, calcium, etc. Like. Are used as impregnation metal, individually or alloyed with lead or mixed with one another, the impregnation agent will attack and dissolve the porous copper coating at a certain temperature. If such impregnation metals or alloys have a too strong dissolving effect on the support, if they are kept at a temperature just above the melting point, the dissolving power of the metals or. Alloys are greatly reduced or almost completely eliminated by adding copper to the impregnation agent.

Die metallographische Untersuchung einer gekühlten, imprägnierten Auflage zeigt deutlich, daß das Imprägnierungsmetall die Auflage überall leicht durchdringt und die miteinander in Verbindung stehenden Poren in der Auflage ausfüllt, so daß man im wesentlichen dasselbe Feingefüge erhält, das ein poröser Kupfergrundkörper hat, der mit reinem Blei gefüllt ist. Das reine Blei, welches verhältnismäßig leicht korrodiert, ist in diesem Fall nur durch eine Legierung von Blei mit Zinn, Antimon, Kadmium, Wismuth, Silber, Tellur, Kalzium u. dgl., oder einer anderen für einen Spezialzweck geeigneten Legierung oder Mischung ersetzt. Durch Versuche wurde festgestellt, daß eine poröse Kupferauflage nach dem beschriebenen Verfahren mit einem beliebigen, unlegierten einzelnen Metall oder einer beliebigen Metallegierung imprägniert werden kann, wenn die Schmelztemperatur des Imprägnierungsmittels beträchtlich tiefer als diejenige des reinen Kupfers liegt und das Imprägnierungsmittel ' eine gewisse Netzwirkung , ausübt, wenn es in geschmolzenem Zustand auf eine reine, mit einem Flußmittel behandelte feste Kupferfläche aufgebracht wird. Eine feinporöse Kupferauflage kann nach dem beschriebenen Verfahren mit den nachstehend angegebenen Imprägnierungsmetallen behandelt werden, um korrosionsbeständige Lagerfutter mit guten Gleiteigenschaften herzustellen. Versuche haben gezeigt, daß die unter 1 bis 4 angegebenen Stoffe sich besonders gut zur Herstellung von Lagern für die Kurbellager und die Kurbelzapfenlager der Pleuelstange moderner Kraftfahrzeugmotoren eignen:The metallographic examination of a cooled, impregnated pad clearly shows that the impregnation metal easily penetrates the overlay everywhere and connects with each other fills standing pores in the support so that essentially the same fine structure is obtained, which has a porous copper body that is filled with pure lead. The pure lead, which is proportionate slightly corroded, in this case it is only due to an alloy of lead with tin, antimony, Cadmium, bismuth, silver, tellurium, calcium, and the like, or others for a special purpose suitable alloy or mixture replaced. Experiments have shown that a porous Copper plating according to the method described with any unalloyed individual metal or any metal alloy can be impregnated if the melting temperature of the Impregnation agent is considerably lower than that of pure copper and the impregnation agent '' has a certain net effect when it is melted on a pure, solid copper surface treated with a flux is applied. A fine-pored copper layer can be carried out using the impregnation metals specified below using the method described treated to produce corrosion-resistant bearing chucks with good sliding properties. Tests have shown that the substances specified under 1 to 4 are particularly good for production of bearings for the crank bearings and the crank pin bearings of the connecting rod modern Motor vehicle engines are suitable:

1. Blei-Zinn-Legierungen in beliebigen Mengenverhältnissen. 1. Lead-tin alloys in any proportions.

2. Blei-Antimon-Legierungen mit 1 bis 10% Antimon.2. Lead-antimony alloys with 1 to 10% Antimony.

629/300629/300

G 5218 IbI'491G 5218 IbI'491

3. Blei-Zinn-Antimon-Legierungen mit ι bis io°/o Antimon und beliebigen Mengen Zinn.3. Lead-tin-antimony alloys with ι to 10% Antimony and any amount of tin.

4. Zinn-Antimon-Legierungen mit 1 bis 8% Antimon.4. Tin-antimony alloys with 1 to 8% Antimony.

5. Zinn-Kupfer-Legierungen mit bis zu 10% Kupfer.5. Tin-copper alloys with up to 10% copper.

6. Reines Zinn.6. Pure tin.

Bei sämtlichen Verbundmetallen, gleichgültig, ob sie gute Gleiteigenschaften oder hohe Reibwirkung besitzen, die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt sind, können, die Mengen und die gleichförmige Verteilung des Imprägnierungsmittels sehr genau festgelegt werden, da die Dichte und Porosität der Metallauflage vor der Einführung des Imprägnierungsmittels bestimmt werden können und das Imprägnierungsmittel die Porenstruktur der Auflage nicht ändert, sondern nur die Poren ausfüllt. Es ist deshalb möglich, das Gewicht des Imprägnierungsmittels, welches von der Auf-With all composite metals, regardless of whether they have good sliding properties or high friction have, which are prepared by the process described, can, the amounts and the uniform distribution of the impregnation agent can be determined very precisely, as the density and the porosity of the metal coating are determined prior to the introduction of the impregnating agent can and the impregnation agent does not change the pore structure of the pad, only the Fills pores. It is therefore possible to determine the weight of the impregnation agent, which is

ao lage absorbiert wird, genau zu kontrollieren und das Imprägnierungsmittel über das ganze Auflagematerial gleichförmig zu verteilen.ao lage is absorbed, precisely control and the impregnation agent over the whole overlay material to distribute evenly.

Das nach einem der beschriebenen Verfahren hergestellte Vefbundmetall kann in geraden, langgestreckten Stücken oder in der Form von großen Spulen gelagert und einer Maschine zugeführt werden, in der Rohlinge geschnitten werden, aus denen Gleitlager oder Bremsbacken u. dgl. geformt werden. Kurze Stücke eines derartigen Metall-Streifens können abgeschnitten und kreiszylinderförmig zusammengebogen werden, um geschlitzte Lagerfutter oder -büchsen zu bilden. Lager von beliebigen änderet) Formen können ebenfalls aus dem Kupfer-Blei-Streifen hergestellt werden, beispielsweise halbkreisförmige Lager für die Kurbelwellen und die Pleuelstangen von Kraftwagenmotoren. The composite metal produced by one of the methods described can be straight, elongated Stored pieces or in the form of large spools and fed to a machine are cut in the blanks from which slide bearings or brake shoes and the like are formed will. Short pieces of such a metal strip can be cut off and shaped like a circular cylinder bent together to form slotted bearing chucks or bushings. Stock of any Changed) Shapes can also be made from the copper-lead strip, for example semicircular bearings for the crankshafts and connecting rods of automobile engines.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for the production of plain bearings and brake shoes or the like from composite metal by applying metal powder and an-. final sintering on a carrier strip, 'characterized in that the powder (13,10) made of a metal of sufficient load-bearing strength loosely on one or both sides of the support strip (11) applied and in uncompacted State heated to a temperature and kept at this temperature for as long as until the powder has sintered onto the strip to form a porous support (15) which afterwards, if necessary after light sealing, with a molten metal at one lying above the melting point of this metal, but below a porous support changing temperature for the purpose of impregnation with this metal in connection is brought.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the support is brought into contact with the metal that is impregnating it in that the metal is more solid, preferably powdery form as a layer (42) applied to the surface of the support and then is melted.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the pad is impregnated with the metal by immersing the pad in a bath of the molten metal is associated.

4. The method according to claim 3, characterized in that when using one in the Metal of the pad of soluble metal as impregnating metal this part of the metail the edition contains in order to reduce the solubility of both parts in each other.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the support before Contact with the impregnating molten metal with a flux is impregnated, then the pad in the bath of the impregnating, molten metal is immersed, whereby the molten metal quickly pulls the flux out of the pores the support displaced, whereupon after removing the now impregnated with metal. Edition from the bath the molten metal is rapidly solidified to any further To prevent this metal from dissolving in the metal of the pad.

Referred publications:
German patent specification No. 218887, 4 ² 5 45 ¹ »

S9 ⁸ 766; U.S. Patents No. 1,302,106, 1,342,801,

ι 395 269, ι 512 191, ι 580 647, ι 633 258,

ι 703 177, ι 930 287.

1 sheet of drawings