DE601873C

DE601873C - Zusammengesetztes Lagerelement

Info

Publication number: DE601873C
Application number: DEL85394D
Authority: DE
Original assignee: LEADIZING Co
Current assignee: LEADIZING Co
Priority date: 1934-02-21
Filing date: 1934-02-21
Publication date: 1934-08-27

Description

Bibüotheek Bur. Ind. Eigendom

17 SEE 1934

AUSGEGEBEN AM
27. AUGUST 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47 b GRUPPE 9

L 85394 XII^b . '

Leadizing Company in Chicago, 111., V. St. A.

Zusammengesetztes Lagerelement
Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Februar 1934 ab

Die Erfindung betrifft zusammengesetzte Lager, bestehend aus Eisen-, Stahl-, Messing-, Kupfer- oder anderen Metallbackengliedern und einem Belag oder einer LagermetaJlnäche aus gehärtetem Blei, wie z. B. Satcometall, Frarymetall, Bahmetall oder gewissen Gattungen %·οη Babbittmetall. Alle Legierungen dieser Lagermetalle sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus Blei bestehen, und zwar mehr oder weniger als 95 o.'o, das mit geringen Mengen anderer Metalle legiert ist, insbesondere Calcium, Natrium oder anderen· Erdalkalien oder alkalischen Metallen, die dazu dienen, das Blei zu härten oder zu verdichten. Diese Legierungen sind im folgenden als Caldumbleilegierungen bezeichnet. ·

Ein Satcometall ist beispielsweise aus den folgenden Metallen mit folgenden Gewichtsao Verhältnissen zusammengesetzt: Calcium 0,60 Oq₅ Zinn ι ofa, Quecksilber 0,18 o/_o, Magnesium 0,15 o/_Oj Aluminium 0,03 o/_o, Blei bis zur Ergänzung auf 100 o/_o.

Frarymetall besteht im wesentlichen aus 0,7 o/o Calcium, 1,3 o/_o Barium und dem Rest BIeL

Bahmetall besteht für gewöhnlich aus 0,7 o/_o Natrium, 0,03 o/_o Lithium, 0,7 o/₀ Calcium und dem Rest Blei.

Babbittmetalle von der besonderen Gattung, die mehr oder weniger als 95 o/_o Blei und 5 o/o oder weniger Zinn und Antimon enthalten, fallen ebenfalls in den Rahmen der Erfindung, deren Hauptzweck darin besteht, eine bessere Bindung der Lagermetallschicht mit den Backengliedern des Tigers zu erreichen.

Ein übliches Verfahren, um eine Lagermetallschicht auf einen Metallkörper oder . eine Metallbacke aufzubringen, ist folgende: Die Backenglieder werden maschinell bearbeitet oder gebohrt, um ihnen eine frische Oberfläche zu geben, und diese Oberfläche wird mit einem Flußmittel überzogen und der Gegenstand in ein geschmolzenes Lötbad getaucht und dann mit einem Ende gegen einen zylindrischen Dorn gesetzt, dessen Größe dem Zapfen entspricht, für welchen das Lager hergestellt wird, wobei Abstandsstreifen eingelegt werden, die das Backenglied und den Dom voneinander halten, um Raum für das Lagermetall zu lassen. Das Lagermetall wird dann· in geschmolzenem Zustand in den Raum zwischen den Dorn und das Backenglied eingegossen, und, nachdem, das Lagermetall sich gesetzt hat, wird der Dorn und seine Abstandsstreifen entfernt.

Diejenigen Gattungen von gehärtetem Bleilagermetall, auf welche die Erfindung¹ sich bezieht, haben relativ hohe Schmelzpunkte. Sie schmelzen bei etwa 315⁰C und werden auf die Backenglieder mit Temperaturen von mitunter 550⁰C aufgebracht. Das Backenglied wird erhitzt, und zwar als Nebenfolge

6Ul

des Eintauchens in das Lötbad, und die Dornteile werden auf relativ hoher Temperatur, beispielsweise etwa 200⁰ C,- gehalten, um ein plötzliches Abkühlen des Gießmetalls zu verhindern.

Das übliche Lot, das benutzt wird, um

gewöhnliche Babbittmetallagerelemente mit ihren Metallbacken zu verbinden, besteht aus Blei und Zinn in etwa gleichen Verhältnissen und wird mit Salzsäure als Lötwasser benutzt.

Das deutsche Patent 354248 betrifft ein

Lager mit einer gewöhnlichen Babbittmetallfläche, die an ein Bronzebackenglied mittels eines Lots angelötet ist, das aus Blei und Zinn besteht, wobei der Zinngehalt nicht mehr als 10 o/_o beträgt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Legierungen der Calciumbleigattung ein gewöhnliches Lot aus 50 0/0 Blei und 50 o/_o Zinn oder ein Lot mit einem Zinngehalt von 10 0/0 nicht praktisch, ist.

Wenn· das Lot einen zu geringen Zinngehalt hat, verfestigt es sich infolge seines hohen Schmelzpunktes zu schnell und verursacht dadurch eine schlechte Bindung besonders an den Kanten, wo die Hitze nicht genügt, um die Lotschicht lange genug in geschmolzenem Zustand zu halten, um sie richtig mit dem Lager zu vereinigen. Das übliche Lot mit 50 o/_o Blei und 50 o/_o Zinn hat keine genügende Zähigkeit, um die Neigung von Metallen der Caldumbleigattung zu überwinden, von dem Backenmetall fortzuschrumpfen, besonders wenn der Lagermetallbelag, wie es erwünscht ist, relativ dünn ist. Die Schrumpfung von Legierungen dieser Gattung· beim Übergang vom geschmolzenen· in den festen Zustand ist sehr beträchtlich. Zum Vergleich zwischen Legierungen dieser Gattung und dem gewöhnlichen Babbittmetall (z. B. 3 bis ¹J₂ o/_o Zinn·, 9 bis -Va % Antimon und der Rest Blei) sei folgendes angeführt:

Wenn gewöhnliches Babbittmetall in Sand gegossen wird, ist es üblich, bei der Herstellung der Form eine Schrumpfung von VieZoll pro Linearfuß zuzulassen, während es bei Satcometall oder anderen Calciumbleilegierungen notwendig ist, eine Schrumpfung von ^s/₈Zoll pro Linearfuß zuzulassen.

Ferner "hat bei Legierungen der Calciumbleigattung das Calcium oder andere Metalle dieser Gattung die Neigung, sich auszuscheiden und eine Schicht auf der geschmolzenen Legierung zu bilden;, die die Bindung der Legierung mit dem Backenglied stört, wenn ge-.wöhnliches Lot benutzt wird.

Ein anderer Nachteil bei der Verwendung

eines gewöhnliches Lots in diesem Zusammenhang ist der, daß sein· niedriger Schmelzpunkt

es bei den hohen· Temperaturen des Lagermetalls zu flüssig werden läßt, so daß es aus dem Backenglied auszulaufen sucht, wenn das Lagermetall aufgebracht ist und eine zu dünne Lötmittelschicht verbleibt.

Es hat sich jetzt gezeigt, daß diese Schwierigkeiten überwunden und sehr viel befriedigendere Ergebnisse erzielt werden können, wenn ein Bleilot benutzt wird, das 20 bis 30 Gewichtsprozente Zinn und den Rest Blei enthält, besonders wenn es mit einem Flußmittel von stark korrodierendem Charakter benutzt wird, wie z. B. einer konzentrierten Zinkchloridlösung. Das vorzugsweise benutzte Flußmittel besteht aus einer wäßrigen Lö* sung von Zinkchlorid mit etwa 50 bis 75 o/_o Zinkchlorid. Das Flußmittel reagiert bei solchen relativ hohen Konzentrationen chemisch mit dem Lot und dem Metall der Backenglieder und vergrößert die Bindung zwischen denselben. Andere korrodierende Flußmittel, wie z. B. eine wäßrige Lösung von Salmiak und Zinkchlorid oder eine wäßrige Lösung von Zinkchlorid und. Zinnchlorid, können benutzt werden, obgleich die vorgeschlagene Lösung vorteilhaft ist und sich in der Praxis bewährt hat.

Beim Aufbringen des gehärteten Bleilagermetalls auf das Backenglied werden gemäß der Erfindung die zufriedenstellendsten- Ergebnisse erzielt, wenn im wesentlichen folgende Temperaturen innegehalten werden: Lot 340 bis 370⁰ C, Lagermetall 480 bis 550° C oder mehr.

Obwohl ein Lot mit 20 bis 30 o/_o Zinn und dem Rest Blei bei ungefähr 285⁰ frei fließt, gibt es doch keine befriedigende Bindung mit den gehärteten Bleilegierungen, bis die Temperatur auf einen Punkt innerhalb des oben angegebenen Bereichs erhöht wird.

Das Lot gemäß der Erfindung widersteht der Schrumpfung der Legierung von dem Backenmetall und scheint außerdem die CaI-ciumschicht zu absorbieren und. ferner die erforderliche Viscosität zu haben, um den Schmelzpunkt der hier in Frage kommenden Legierungen einzustellen.

Claims

Patentansprüche:

1. Zusammengesetztes Lagerelement, bestehend aus einem Metallkörper, einem gehärteten Bleilegierungsfutter der Calciumbleigattung mit im wesentlichen nicht weniger als 95 0/0 Blei und einer Metallbindungsschicht zwischen dem Körper und dem Futter, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindungssclücht aus einer Bleilegierung besteht, die im wesentlichen nicht mehr als 30 Gewichtsprozente Zinn ent-

. hält.

2. Zusammengesetztes Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bindungsschicht aus einer Bleilegierung besteht, die zwischen 20 und 30 Gewichtsprozente Zinn enthält.

3. Zusammengesetztes Lagerelement nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindungsschicht das Reaktionsprodukt von Blei, Zinn, eines schmelzbaren korrodierenden Flußmittels und des Metalls des Lagerkörpers enthält.

4. Zusammengesetztes Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleilegierungsfutter einen Schmelzpunkt von etwa 315⁰C hat.

5. Zusammengesetztes Lagerelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das korrodierende Flußmittel aus einer konzentrierten ZinkchloridlÖsung besteht.

6. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Lagerelementes nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Lagerkörpers mit einem Flußmittel bedeckt und die auszufütternde Fläche des Körpers in das geschmolzene Lötmittel eingetaucht wird und das geschmolzene Futtermetall gegen die mit dem Lötmittel versehene Fläche des Lagerkörpers gegossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Lotmittel auf 340 bis 370⁰C und das Lagermetall auf wenigstens 480⁰ C erwärmt wird.