AT221879B

AT221879B - Process for the production of a composite material, preferably for plain bearings

Info

Publication number: AT221879B
Application number: AT686860A
Authority: AT
Original assignee: Motorenwerk Franz Mitterbauer
Priority date: 1960-09-09
Filing date: 1960-09-09
Publication date: 1962-06-25

Description

  

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  Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, vorzugsweise für Gleitlager 
Es ist bekannt, Legierungen auf der Basis von Aluminium als Lagerlegierungen zu verwenden. Zur Verbesserung der an sich schlechten Notlaufeigenschaften des reinen Aluminiums setzt man diesem Zinn   alsHauptlegierungsbestandei1zu.   So wurden Legierungen mit Zinngehalten von 5 bis   50"/o   vorgeschlagen. Von diesen hochzinnhaltigen Legierungen haben sich in der Praxis hauptsächlich zwei Gruppen   bewährt   
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 erforderlich, solche Legierungen verschiedene Zusätze erhalten, deren féstigkeitssteigernde Eigenschaften bei Aluminium allgemein bekannt sind, beispielsweise Kupfer, Silizium, Magnesium, Zink, Mangan und Eisen. 



   Die Festigkeit von   Aluminiumlageregierungen   reichte aber meistens nicht aus, um den ganzen La-   gerkörperaus dieser   Legierung herzustellen. Man hat daher, ähnlich wie bei Weissmetallen, den bekannten Weg beschritten, das Lagermetall auf Stützschalen aus einem festeren Material, beispielsweise Stahl, aufzubringen. Während aber bekanntlich Stahlstützschalen mit dem Weissmetall ausgegossen werden, konnte sich dieses Verfahren bei Aluminiumlagern nur ganz vereinzelt durchsetzen. Bei Berührung des schmelzflüssigen Aluminiums mit dem Stahl bildet sich eine spröde Aluminium-Eisenverbindung, die sich als störende Zwischenschicht bei der Weiterverarbeitung bemerkbar macht. Ausserdem werden die Laufeigenschaften des Lagers durch etwa eingelagerte Aluminiumoxyde ungünstig beeinflusst.

   Nach dem heutigen Stand der Technik scheint es am vorteilhaftesten, wenn die Aluminiumlegierung auf das Stahlblech aufgewalzt wird. Aus den so erhaltenen Aluminiumlegierung-Stahlverbundblechen werden dann Lager verschiedenster Form hergestellt. 



   Wegen der bekannten Neigung des Aluminiums zur Oxydation, insbesondere bei erhöhter Temperatur, ist es aber schwierig, eine gute Bindung oder gar ein Verschweissen zwischen den beiden Werkstoffen zu erzielen, so dass die Gefahr besteht, dass sich die Lagermetallschicht im Betrieb oder sogar bereits bei der Fertigung des Lagers von der Stahlstützschale ganz oder teilweise ablöst. Es wurden daher verschiedene Verfahren vorgeschlagen, die der Lösung des Problems nahekamen. Da aber Aluminiumlagerlegierungen mit Zinngehalten über   50b   verhältnismässig weich sind, ist deren Zusammenwalzen (Plattieren) mit dem Stahl schwierig. Beim direkten Aufwalzen der Laufschicht aus der Aluminiumzinnlegierung würde ein grosser Teil des Zinns ausgequetscht werden. Bei geringem spezifischem Walzdruck wird hingegen nur eine ungenügende Bindung erzielt.

   Man kann eine gute Bindung aber nur dann erreichen, wenn man weichen Stahl mit der vorher kalt vorgewalzten Lagerlegierung plattiert, so dass auch der Stahl gleichzeitig verformt wird. Dieses Verfahren macht jedoch besonders betriebliche Vorsichtsmassnahmen erforderlich, so dass es in der Praxis nur ganz beschränkt Anwendung findet. 



   Erfolgreicher sind jene Verfahren, bei denen der Stahl zunächst eine dünne Zwischenschicht aus einer Legierung auf Aluminiumbasis erhält, die von Haus aus wesentlich härter ist oder härter gewalzt werden   kann-als die Altiminiumlagerlegierung und   die kein Zinn oder nur geringe Mengen Zinn enthält. Die Aluminiumlagerlegierung wird danach bei wesentlich kleinerem Walzdruck aufgebracht. Dabei hat sich gezeigt, dass die Lagerlegierung auf der artfremden   Reinaluminium- oder   Aluminiumlegierungszwischenschicht gut haftet, sofern darauf geachtet wurde, dass die Aluminiumplattierschicht bei den Arbeitsgängen während des Verwalzens und bei der Wärmebehandlung nicht oxydiert. Aus diesem Grunde ist es 

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  Process for the production of a composite material, preferably for plain bearings
It is known to use alloys based on aluminum as bearing alloys. To improve the inherently poor emergency running properties of pure aluminum, tin is added to it as the main alloy component. Alloys with tin contents of 5 to 50 "/ o have been proposed. Two groups of these high-tin alloys have mainly proven themselves in practice
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 required, such alloys receive various additives whose strength-increasing properties are generally known in aluminum, for example copper, silicon, magnesium, zinc, manganese and iron.



   However, the strength of aluminum alloy governments is usually not sufficient to produce the entire bearing body from this alloy. As with white metals, the known route has therefore been taken to apply the bearing metal to support shells made of a stronger material, for example steel. While it is well known, however, that steel support shells are poured with the white metal, this process has only been successful in isolated cases with aluminum bearings. When the molten aluminum comes into contact with the steel, a brittle aluminum-iron compound forms, which becomes noticeable as a disruptive intermediate layer during further processing. In addition, the running properties of the bearing are adversely affected by stored aluminum oxides.

   According to the current state of the art, it seems most advantageous if the aluminum alloy is rolled onto the steel sheet. Bearings of various shapes are then made from the aluminum alloy steel composite sheets obtained in this way.



   Because of the known tendency of aluminum to oxidize, especially at elevated temperatures, it is difficult to achieve a good bond or even a weld between the two materials, so that there is a risk that the bearing metal layer will become in operation or even during the Manufacture of the bearing completely or partially detached from the steel support shell. Various methods have therefore been proposed which have come close to solving the problem. However, since aluminum bearing alloys with tin contents above 50b are relatively soft, they are difficult to roll together (clad) with the steel. A large part of the tin would be squeezed out if the running layer made of the aluminum tin alloy was rolled on directly. If the specific rolling pressure is low, however, only an insufficient bond is achieved.

   However, a good bond can only be achieved if soft steel is clad with the previously cold-rolled bearing alloy, so that the steel is also deformed at the same time. However, this procedure requires special operational precautionary measures, so that it is only used to a very limited extent in practice.



   More successful are those processes in which the steel first receives a thin intermediate layer of an aluminum-based alloy which is inherently much harder or can be rolled harder than the aluminum bearing alloy and which contains no tin or only small amounts of tin. The aluminum bearing alloy is then applied with a significantly lower rolling pressure. It has been shown that the bearing alloy adheres well to the foreign pure aluminum or aluminum alloy intermediate layer, provided that care has been taken that the aluminum cladding layer does not oxidize during the rolling and heat treatment processes. That is why it is

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Claims

<Desc / Clms Page number 3> sheet metal base and an aluminum-tin alloy with 5-30% tin applied to it, characterized in that the aluminum-tin alloy is applied in two layers, the first layer (cladding layer) being cold in a first stitch with simultaneous deformation of the steel sheet by at least 15% is rolled on, the final thickness of this first layer not being more than 0.25 mm, and after deformation of this composite sheet at a temperature below the melting point of aluminum by at least 15% in a second pass. the second layer (running layer) is rolled on at a temperature below the melting point of the tin and a deformation thereof by at least 40% and the composite material produced in this way is then annealed at 300-4000C.