CH184926A - Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagerwerkstoffes mit feinem Gefüge. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines     Gleitlagerwerkstoffes    mit feinem Gefüge.    Bei Gleitlagern für umlaufende oder  schwingende     Maschinenteile    hat sich ge  zeigt, dass der übliche W     eissmetallausguss    bei  hohen     Gleitflächenbelastungen    leicht rissig  wird und infolgedessen ein sicherer Betrieb  nicht mehr gewährleistet ist. Bei Verwen  dung von Bleibronze als     Lageranguss    ist  zwar die Neigung zur     Rissbildung    erheblich  geringer, solche Lager sind aber bei hohen  Belastungen in bezug auf ihre Lauffähig  keit sehr empfindlich, neigen zum Fressen  und nutzen die Wellen stark ab.  



  Versuche haben gezeigt, dass einige  Leichtmetall-Legierungen, insbesondere auf  Aluminiumgrundlage, Lagermetalle ergeben,  die erheblich höhere Belastungen aushalten  als Weissmetall und Bleibronze und dabei  den Vorteil höherer Warmfestigkeit haben.  Unter andern sind vor längerer Zeit auch  Legierungen von Aluminium mit Nickel  vorgeschlagen worden, die aber im prak  tischen     Betrieb    sich nicht bewährt haben, da  sie zum Schmieren und Fressen neigten.  Auch neuere     Aluminiumlegierungen,    bei    welchen primär ausgeschiedene sehr harte  Kristallkörper (sogenannte Tragkristalle)     in     eine weichere Grundmasse eingebettet sind,  wie z.

   B.     hochsiliziumhaltige,    die an und  für sich gute Laufeigenschaften haben, nei  gen zu derartigen Betriebsstörungen.  



  Eingehende Untersuchungen haben     nun     ergeben, dass die Neigung zum Fressen mit  dem Gefügeaufbau der Leichtlegierungen in  engem Zusammenhang steht. Die primären  Tragkristalle sind als     intermetallische    Ver  bindungen meist sehr spröde und bröckeln  daher umso leichter aus, je gröber sie  ausgeschieden sind.

   Beispielsweise zeigt  eine     übereutektische        Silizium-Aluminium-          legierung    nach der Bearbeitung auf ihrer  Lauffläche     unter    dem Mikroskop     feine    Lö  cher,     in    denen vorher Primärkristalle geses  sen hatten, die infolge ihrer Härte nicht  durch den Drehstahl     abgeschnitten,        sondern     zerbröckelt und teilweise oder ganz heraus  gerissen waren, oder bei denen wenigstens  die Verbindung mit der Grundmasse ge  lockert wurde.

   Diese nur locker sitzenden      Kristalle     bezw.        T#-ristallbruchstücke    lösen  sich     nun    im Betriebe des Lagers leicht voll  ends aus .der     Grundmasse    heraus und geraten       zwischen    Welle und Lagerschale, wobei sie  zu     Riefenbildung    und schliesslich zum Fres  sen der Welle führen. Aus diesem     Grunde     erweist es sich auch als     unzweckmässig,    die  Gleitfläche von Lagern aus derartigen       Legierungen    der Welle durch Schaben genau  anzupassen, weil durch das Schaben die  Tragkristalle besonders stark beschädigt und  gelockert werden.  



  Auch     übereutektische    Legierungen des       Aluminiums    mit einem oder mehreren Me  tallen, deren     Kernladungszahl,    das ist die  Anzahl der Elektronen, die zusammen mit  dem Atomkern ein     Atom.des    betreffenden       Elementes        bilden,        zwischen    24 und     2!8    liegt  (Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel)  verhalten sich ähnlich,     wenn    sie in gewöhn  licher Weise vergossen werden.

   Diese Legie  rungen neigen zu besonders grober,     nadliger          bezw.    schuppiger Ausscheidung von Primär  kristallen, die     dann    bei der Bearbeitung der  Lauffläche in ähnlicher Weise, wie oben  geschildert, ausbrechen können.

   Eingehende  Versuche haben nun gezeigt, dass es durch  besondere mechanische oder auch metall  urgische Behandlung solcher     übereutektischer     Legierungen gelingt, an Stelle der groben,       nadligen    oder schuppigen Primärkristalle  solche in Gestalt kleinerer, mehr rundlicher       Körner    zu erzielen, .die     nun    in der Grund  masse viel fester eingebettet sind und sich  bei der Bearbeitung nicht lockern, Lager  aus einer so behandelten     übereutektischen          Aluminiumlegierung    können daher auch in  üblicher Weise eingeschabt werden und wei  sen vorzügliche Laufeigenschaften auf,

   wäh  rend die bekannten Lagerleichtmetalle mit  harten Tragkristallen nur dann eine befrie  digende Lauffähigkeit zeigen, wenn sie mit  dem Diamant bearbeitet worden sind.  



  In rein mechanischer Weise. kann die  Verfeinerung der Tragkristalle von derarti  gen     übereutektischen        Leiehtmetall-Legierun-          gen    erfolgen, indem die     Gusslegierung    mit  noch zunächst grob ausgeschiedenen Primär-         kristallen    einem     Knetvorgang    (Schmieden,  Pressen, Walzen, Hämmern usw.) unter  worfen wird, wobei die Primärkristalle zer  trümmert und so fester in die     Grundmasse     eingebettet werden.

   Da durch diese Behand  lung, wie an sich bekannt, auch die Festig  keitseigenschaften der Legierung verbessert  werden, so ergibt sich daraus gleichzeitig  noch eine höhere Belastbarkeit des Lagers  als bei Benutzung eines nur gegossenen  Werkstoffes, dessen Gefüge nicht durch eine  besondere Behandlung verfeinert wurde.  



  Es ist aber auch möglich, die Verfeine  rung der Tragkristalle auf metallurgischem  Wege herbeizuführen, indem den eine     über-          eutektische    Legierung ergebenden Haupt  bestandteilen noch Titan in einer so geringer  Menge, dass sich noch keine primären Kri  stalle von     Titan-Metalliden    bilden (unter  0,5 vom Hundert), hinzugefügt     wird.    Dieser       Titanzusatz    hat nicht nur, wie an sich be  kannt, eine Verfeinerung des Gefüges der  Grundmasse zur Folge, sondern er bewirkt  vor allem die Bildung kleinerer, fester in der  Grundmasse haftender Primärkristalle, die  bei der Verwendung der Legierung als Gleit  lagerwerkstoff als Tragkristalle wirken.  



  Ein besonders gute Laufeigenschaften  aufweisender Werkstoff für Gleitlager er  gibt sich, wenn einer     Aluminium-Nickel-          legierung    mit 6,5 % Nickel ein Zusatz von  höchstens 0,5 % Titan hinzugefügt     wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von Gleit- lagerwerkstoffen mit feinem Gefüge, da durch gekennzeichnet, dass .eine übereutek- tische Legierung aus Aluminium und einem oder mehreren Elementen mit einer Kern ladungszahl zwischen 24 und 2,8, bei welcher grob ausgeschiedene härtere Tragkristalle in einer weicheren Grundmasse eingebettet sind, einem Kornverfeinerungsverfahren unterwor fen wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Kornver- feinerungsverfahren eine mechanische Knetbehandlung ist. Verfahren nach Patentanspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Kornver feinerung auf metallurgischem Wege, und zwar durch Zusetzen von nicht mehr als <B>0,5%</B> Titan erfolgt.

   rATENTANSPR,UCH 1t Gleitlagerwerkstoff, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1, und Unteranspruch 2, bestehend aus<B>6,5</B> oder mehr % Nickel, höchstens 0,") % Titan und Aluminium als Rest.