DE908663C - Verfahren zur Herstellung hochwertiger Gleitlager aus Stahlringen bzw. -schalten mitAuskleidung aus Kupferlegierungen und Bleibronzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung hochwertiger Gleitlager aus Stahlringen bzw. -schalen mit Auskleidung aus Kupferlegierungen und Bleibronzen Für die Herstellung von Verbundgußteilen aus Stahl als Grundkörper mit hochschmelzenden Legierungen, insbesondere Kupferlegierungen und Bleibronzen für Lagerschalen hochwertiger Gleitlager, sind seit mehreren Jahren Verfahren bekannt, die den Stahlgrundkörper entweder in einem Salzbad vorwärmen und anschließend mit der gewünschten Legierung ausgießen oder den Stahlgrundkörper, als Gefäß ausgebildet, in das Metallbad zur Aufheizung eintauchen und ihn mit Metall gefüllt herausheben. Das erstgenannte Verfahren hat den Nachteil, daß beim Ausgießen des vorgewärmten Stahlkörpers zunächst das durch Benetzung anhaftende Salz von der Oberfläche des Stahles abgespült werden muß, ehe das Metall mit dem Stahl in direkte Berührung kommt und die für hochwertigen Verbundguß notwendige Diffusionsbinidung einsetzen kann. Da die Intensität der Diffusion eine Funktion der Einwirkzeit ist, kann bei normalem Schleuder- oder Standguß wegen der bald nach dem Einguß eintretenden Ab- kühlung nur mit einer schwachen Diffusionsbindung gerechnet werden. Das zweitgenannte Verfahren erfordert eine Ausbildung des Stahlgrundkörpers als Schöpfgefäß, was durch Anschweißen von Zusatzteilen oder durch eine entsprechende umfangreiche Vorarbeit durch spanabhebende Werkzeuge und unter erhöhtem Aufwand an Material geschehen kann. So muß z. B. ein aus einem Rohr gefertigter Stahlgrundkörper für eine Büchse mit einem angeschweißten Boden, gegebenenfalls noch mit einem Kernrohr, ausgestattet werden oder aus einer Vollstange unter Aufwand größerer Materialmengen und Zerspanungsarbeiten direkt mit angedrehtem Boden gefertigt werden.
• Es sind ferner noch Verfahren bekannt, bei denen das Auskleidungsmetall in fester Form an den Stahlgrundkörper angestampft oder in eine becherartig ausgebildete Stahlform eingefüllt wird und in langen Aufheizzeiten in diesen selbst geschmolzen und zur Bindung mit dem Stahl gebracht wird. Diese Verfahren erfordern durchweg größeren Aufwand an Zusatzgeräten, Arbeitszeit und Arbeitsenergie und sind nur in beschränktem Umfange wirtschaftlich einsetzbar.
• Das erfindungsgemäß weiter unten beschriebene Verfahren vermeidet die den verschiedenen bekannten Verfahren eigenen Nachteile unter Ausnutzung der Vorzüge: Es arbeitet mit einfach ausgebildeten Stahlrohlingen, die aus Blechen oder dünnwandigen Rohren unter Einsparung von Material und Arbeitszeit gefertigt werden können. Es arbeitet ferner ohne Heizquelle am Gießstand, so daß dieser in einfachster Weise ausgebildet werden kann, und es nutzt durch Vorwärmen in einem Metallbad, das der Zusammensetzung des Ausgußmetalls gleich oder ähnlich ist, bereits die zur Erwärmung der Stahlschale notwendige Aufheizzeit zugleich als Difftisionszeit aus.
• Erfindungsgemäß wird der einfach ausgebildete, nur mit Bearbeitungszugabe versehene Stahlrohling für kurze Zeit, etwa 15 bis 30 Sekunden, in ein Metallbad getaucht, das aus dem Ausgußmetall bestehen kann oder besser gesondert von diesem, je- doch in gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung, erschmolzen ist. Die Temperatur dieses Metallbades liegt höher als der Schmelzpunkt der sich aus der Badzusammensetzung bildenden Oxydschlacke. Dabei nimmt der Stahlrohling die Temperatur des Metallbades an und ist gleichzeitig bereits der Diffusion des Metalls in den Stahl ausgesetzt. Alsdann wird der Stahlrohling schnell aus dem Bad herausgehoben, unmittelbar durch die Luft bewegt, in üblicher Weise in den Gießstand, z. B. in eine Schleudergußmaschine, eingesetzt, mit dem flüssigen Ausgußmetall umgossen bzw. gefüllt und in geeigneter Weise mit einem Kühlmittel, meistens Wasser, abgekühlt, bis das Metall erkaltet ist.
• Es galt bisher als unmöglich, wegen der sich bildenden Oxydschicht einen einwandfreien Verbundguß herzustellen, wenn der Stahlkörper im Metallbad aufgeheizt wurde und nicht bis zur Erkaltung des Metalls von diesem an den zu umkleidenden Stellen vollständig überdeckt war. Hier liegt der erfinderische Gedanke, der allein die beschriebene Anwendung für die Herstellung von hochwertigem Verbundguß gestattet. Er besteht darin, daß die als Tauchbad zum Aufheizen benutzte Schmelze eine Temperatur hat, die mindestens 30' C höher Iiegt als der Schmelzpunkt der sich aus derBadzusammensetzung ergebenenOxydschlacke. Durch diese Maßnahme bleibt die auf der Oberfläche des aus dem Bad ausgetauchten Stahlrohlings haftende oder sich bei dem Transport durch die Luft neu bildende Oxydschlacke flüssig und kann durch das eingefüllte flüssige Beschickungsmetall leicht und ohne Schwierigkeit weggeschwemmt werden. Das frisch eingegossene Metall kommt alsdann mit dem vom Vorwärmen haftengebliebenen und nun von der Oberflächenschlacke befreiten Metallfilm, der bis zu einer gewissenTiefe bereits durch Diffusion mit dem Stahlgrundkörper verbunden ist, in direkte Berührung und bindet sich mit ihm und damit mit der Stahlgrundschale zu einer einheitlichen Metallauskleidung. Es ist zweckmäßig, daß das flüssige Ausgußmetall einen Überschuß an Desoxydationsmitteln, z. B. Phosphor bis o, i '/e, enthält, womit die beim Einfüllen des Ausgießmetalls und beim Fortschwemmen des vorhandenen Oxydfilms evtl. vom Metallbad aufgenommenen Oxydreste. reduziert und aus dem Metall entfernt werden.
• Es ist eine Erweiterung des erfinderischen Gedankens, daß der als Vorwärmbad dienenden Schmelze ein den Verwendungszweck nicht ungünstig beeinflussender Zuschlag eines Metalls, z. B. Blei, oder Nichtmetalls zugegeben wird, der den Schmelzpunkt der sich daraus bildenden Schlacke zu geringeren Temperaturen herabdrückt oder die Viskosität der sich bildenden Schlacke erniedrigt. Dieser Zuschlag kann auch nur der sich auf dem als Vorwärmbad dienenden Schmelze befindlichen Schlacke zugeführt werden, mit dem gleichen Zweck, jedoch ohne das Metallbad in seiner Zusammensetzung zu ändern; ein derartiges Flußmittel ist z. B. Borax.
• Wenn auch in vielen Fällen zur metallurgischen Beherrschung der Schmelze es ratsam ist, das zum Erwärmen des Stahlkörpers dienende Vortauchbad von dem zum Auskleiden der Stahlkörper dienenden Schmelzbad gesondert zu halten, so ist es bei sachgemäßer Schmelzführung durchaus auch möglich, das gleiche Metallbad sowohl zum Vortauchen, d. h. zum Erwärmen des Stahlkörpers, als auch zum Ausgießen der im Gießstand eingespannten Stahlkörper zu benutzen.
• Das Verfahren eignet sich sowohl zur Auskleidung des Stahlkörpers im Standguß als auch besonders im Schleilderguß, wobei die zenirifugierende Wirkung sich günstig auf die Ausseigerung der Schlackenreste auf der Oberfläche der flüssigen Metallbeschickung auswirkt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRüCI-IF: i. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Gleitlager aus Stahlringen bzw. -schalen mit Auskleidung aus Kupferlegierungen und Bleibronzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein kalter Stahlkörper in ein Metallbad von gleicher oder ähnlicher chemischer Zusammensetzung wie das Ausgußmetall und mit einer Temperatur, die höher liegt als der Schmelzpunkt der sich aus der Badzusammensetzung bildenden Oxydschlacke, getaucht und darin belassen wird, bis er die Temperatur des Bades angenommen hat, daß dann der Stahlkörper aus dem Bad entfernt, unmittelbar durch die Luft bewegt einem Gießstand zugeführt und hierin mit dem flüssigen, möglichst mit einem Desoxydationsmittel im überschuß versetzten Ausgußmetall ausgegossen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vortauchbad metallische oder nichtmetallische Zuschläge zugegeben werden, die die Schmelztemperaturen der sich daraus bildenden Schlacke senken. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vortauchbad Zuschläge zugegeben werden, die die Viskosität der sich daraus bildenden Schlacke erniedrigen. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität oder der Schmelzpunkt der Schlacke des Vortauchbades durch Flußmittel erniedrigt werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortauchen und Aufheizen des Stahlkörpers in dem zugleich zur Auskleidung dienenden Metallbad vorgenommen wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. :2o8 769; Deutsches Kupferinstitut e. V., Berlin, »Bleibronzen als Lagerwerkstoffe«, S. 28.