CH268242A - Verfahren zur Herstellung von gleitender Reibung ausgesetzen Werkstücken. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von gleitender Reibung ausgesetzten     Werkstücken.       Die vorliegende     Erfindung    betrifft ein Ver  fahren zur     Verstellung    von gleitender Rei  bung ausgesetzten     @i'erlzstückeri,    also insbe  sondere von Gleitlagern, Kolbenringen,     Zylin-          derbüchsen    und Zahnrädern, durch Pressen  und     naelifoln,-eilcles    Sintern eines Gemisches  von     Eisenpulver    mit andern Stoffen.  



  'Man hat bereits die Festigkeit derartiger       Sinterkörper    dadurch zu erhöhen versucht,       class    dem     Weieheisenpulver    neben Kohlen  stoff ein grösserer Prozentsatz von Mangan,  Chrom oder Silizium. zugesetzt wurde. Man  hat auch     den    bereits fertigen     Sinterkörper     kalt     nachgepresst    oder einer mehrfachen     Sin-          terung    unterworfen. Eine namhafte Festig  keitserhöhung ist dadurch jedoch nicht erzielt  worden.  



  Durch die     Erfindung        lässt    sich eine weit  gehende Steigerung der Festigkeit solcher       Sinterkörper    erzielen, ohne die     Gleiteigen-          schaften,    insbesondere die Eignung von  Werkstücken als Lagerteile, zu beeinträchti  gen. Gemäss der Erfindung werden die     MVerk-          stücke,    die durch Pressen     und    nachfolgendes  Sintern eines     (lemisches    von Eisenpulver mit.

    andern Stoffen     erzeugt    wurden, also bereits  gesintert sind, einer mechanischen     Verdieh-          tung,    beispielsweise durch Pressen, Schmieden  oder Walzen, unterworfen, wobei Drücke von  mindestens 3     t/em2    und Temperaturen über       800'r        C    gleichzeitig Anwendung finden.

   Vor  zugsweise beträgt der Druck bei dieser Nach  behandlung 5 bis 6     t/cm2    und die     Behand-          lungstemperatur    etwa     1000 C.       Es ist an sich bekannt, bei der Herstel  lung von     Sinterkörpern    Pressen und Sintern  in einem Vorgang der Heisspressung zu ver  einigen. Demgegenüber kann bei vorliegender  Erfindung ein Werkstück, das gepresst und  darauf längere Zeit, beispielsweise etwa  2 Stunden, bei einer Temperatur von bei  spielsweise 1100  gesintert wurde, einer nach  folgenden Heisspressung, die sich nur über  einen sehr kurzen Zeitraum, z. B. von einigen  Sekunden, erstreckt, unterworfen werden.

    Hierdurch treten vermutlich gänzlich andere  Erscheinungen insofern ein, als die bereits  einem längeren     Sinterungsvorgang    unterwor  fene Stoffmischung, bei der bereits eine weit  gehende Diffusion der einzelnen Stoffteilchen  eingetreten ist, durch die     Heissdruckbehand-          lung    Umwandlungen erfährt, die die Eigen  schaften der     Sinterkörper    verändern. Insbe  sondere kann durch diese Heisspressung die       Porosität    der Werkstücke auf einen geringen  Bruchteil derjenigen gebracht werden, die  sonst bei gesinterten Werkstücken üblich ist.

    Während nämlich bei     Sinterkörpern    der bis  her üblichen Art auf Eisengrundlage ein  spezifisches Gewicht von etwa 6 und ein       Porenraum        von        etwa        25        %        üblich        sind,        be-          trägt    beispielsweise das spezifische Gewicht       eines        93%        Eisen        enthaltenden        Werkstückes,     das gemäss der Erfindung hergestellt ist,  etwa 7,5 bis 7,8,

   und statt des vorher vor  handenen Porenraumes ist nur noch eine       Mikroporosität    von etwa 2 bis     31/o    festzu  stellen.      Insbesondere geeignet für die Durchfüh  rung des vorliegenden Verfahrens sind Ge  mische von Eisen mit     Graphitzusatz    und  einem weiteren Schwermetall,     insbesondere    mit       Blei.        Der        Bleizusatz,        der        bis        zu        10%        betra-          gen    kann, erfolgt in der Regel nicht durch  Zugabe reinen Bleies,

   sondern     eines    Bleies,  das mit andern Schwermetallen vermischt ist.  Solche geeignete Schwermetalle sind z. B.  Zinn, Antimon, Mangan, Chrom, Nickel und  Kupfer. Beim Zusatz von Zinn und Antimon  soll das Verhältnis zur zugesetzten Bleimenge  vorteilhaft so gehalten sein, dass durch Dif  fusionsvorgänge Mischkristalle aus     Pe-PI)-SN,          Fe-Pb-Sb    oder     Fe-Pb-Sb-Sn    auftreten.

   Durch  die Bildung derartiger Mischkristalle er  scheint im     Gegensatz    zu den binären     Fe-C-          Phasen    eine     mehrkomponentige    Mischkristall  pliase, die dein     Werkstiick    neben den Festig  keitswerten des Stahles die elastischen Eigen  schaften eines     Spezialgusseisens    verleiht.       Ausführungsbeispiel:     Die nachfolgend beschriebenen Versuche  wurden durchgeführt mit einem Stoffgemisch  folgender Zusammensetzung  
EMI0002.0023     
  
    93 <SEP> % <SEP> Eisenpulver,
<tb>  2 <SEP> % <SEP> Graphit <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Aschengehalt <SEP> von
<tb>  15,31/o,
<tb>  5 <SEP> % <SEP> Spezialbleipulver <SEP> (mit <SEP> Zusätzen).

         Das Eisenpulver hatte vor der Verformung  folgende Siebanalyse:  
EMI0002.0024     
  
    Maschenweite <SEP> 0,25 <SEP> mm <SEP> = <SEP> 11,0 <SEP> 0/0
<tb>  0,20 <SEP>   <SEP> = <SEP> 17,71/o
<tb>  0,15 <SEP>   <SEP> = <SEP> 1,7%
<tb>  0,12 <SEP>   <SEP> = <SEP> 17,5%
<tb>  0,10 <SEP>   <SEP> = <SEP> <B>8,011/0</B>
<tb>  0,075 <SEP>   <SEP> = <SEP> 16,011/o
<tb>  0,060 <SEP>   <SEP> = <SEP> 7,51/o
<tb>  feiner <SEP> als <SEP> 0,060 <SEP>   <SEP> = <SEP> 20,0117o.       Die Pressung der Versuchsrohlinge er  folgte bei einem     Druck    von 5     t/cm2,    die     Sin-          terung    erfolgte in neutraler Ofenatmosphäre       %vährend        zweier    Stunden bei einer Temperatur  von 11000 C.

   Die gesinterten Rohlinge hatten       einen        Porengehalt,        der        zwischen        20        und        25        %       lag, die Zerreissfestigkeit, lag zwischen 10  und 12     kg/mm-.    Diese Rohlinge wurden nun  der den Gegenstand der Erfindung bilden  den Nachbehandlung teils durch Pressen,  teils durch Schmieden unterworfen. Die Nach  behandlung kann aber auch durch     Walzen     erfolgen.  



  Bei der einen     Versuelisreihe    betrug der  Druck der nachfolgenden     Heisspressung,     3     t/em=,    die Temperatur 900". Es     wurden     Werkstücke erhalten mit.     folgenden    Eigen  schaften    Streckgrenze 21,0     kg/mn1-,     Zerreissfestigkeit 32,0 >  Dehnung 0 0/0.    Die Analyse der in dieser Weise nachbe  handelten     Werkstüelze    ergab folgende     Zusam-          mensetzung     
EMI0002.0050     
  
    0,33 <SEP> % <SEP> C
<tb>  0,13 <SEP> % <SEP> Si
<tb>  0,21 <SEP> % <SEP> ltln
<tb>  0,032 <SEP> % <SEP> P
<tb>  3,05 <SEP> % <SEP> Pb
<tb>  0,63 <SEP> % <SEP> Sn
<tb>  0,50 <SEP> % <SEP> C11.

         Die so hergestellten Körper sind als hoch  beanspruchte Lagerteile     vorzüglich        geeignet.     Gegenüber     dein    nicht     naelibehandelten    Werk  stoff ist die Belastbarkeit auf das     21,"faehe          gestiegen.    Dieses Ergebnis     "vui cle    auch mit  tels durchgeführter     Laufversuelie        bestätigt.     



  Für die     Herstellun    - von     Kolbenringen     reichen die     physikalischen        Eigenschaften    der  in dieser Weise nachbehandelten Körper  noch nicht. aus.     Ein    anderer Teil der     gesin-          terten    Rohlinge     wurde        einer        Reisspressung     bei 6     t/em2        und    1000"     f'        untel@worfell,    teil  weise wurde das Pressen durch     Scliniiedeii     ersetzt.

   Die so behandelten Körper hatten  folgende Werte:    Streckgrenze 55,0     kg/mm           Zerreissfestigkeit    70,0    Dehnung (5<B>(</B>1) 1,5 0/0       E-Modul    =<B>1. 500</B> 000     kg/mm->.       Die     durchgeführte        Analyse    ergab folgende  Werte    
EMI0003.0001     
  
    0,36 <SEP> % <SEP> C
<tb>  0,26 <SEP> % <SEP> Si
<tb>  0,28 <SEP> % <SEP> Mn
<tb>  0,036 <SEP> % <SEP> P
<tb>  2,71% <SEP> Pb
<tb>  0,34 <SEP> % <SEP> Cu
<tb>  0,60 <SEP> % <SEP> 8n.

         Die auf diese Weise hergestellten Ver  suchskörper haben infolge ihrer hohen Streck  grenze und des hohen     Elastizitätsmoduls    die  jenigen Eigenschaften, die für Kolbenringe  erforderlich sind; sie müssen bekanntlich  heim Einsetzen in den Kolben zunächst auf  gespannt werden, ohne dass eine Dehnung  zurückbleibt, müssen aber nach dem Einsetzen  noch genügend Federkraft behalten. Die  durchgeführten praktischen Versuche erga  ben, dass die so hergestellten Werkstücke her  vorragend geeignet sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von gleitender Reibung ausgesetzten Werkstücken durch Pressen und nachfolgendes Sintern eines Gemisches von Eisenpulver mit andern Stof fen, dadurch gekennzeichnet., dass der bereits gesinterte Körper einer mechanischen Ver dichtung unterworfen wird, bei der Drücke von mindestens 3 t/en12 und Temperaturen über 800 C -@leiehzeiti;@ Anwendung finden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Ausgangspul ver eine Mischung von Eisen mit Graphit und einem weiteren Schwermetall verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung neben Eisen mindestens zwei weitere Schwermetalle enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangspulver eine Mischung von Eisen mit Graphit und Blei verwendet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die mechanische Verdichtung durch Pressen erfolgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die mechanische Verdichtung durch Schmieden erfolgt. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die mechanische Verdichtung durch Walzen erfolgt. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei der mechani schen Verdichtung ein Druck zwischen 5 und 6 t/cin= angewendet wird. B. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei der mechani schen Verdichtung eine Temperatur von etwa 1000 C angewendet wird.