DE706930C - Eisenlegierung fuer hochbeanspruchte Lager, insbesondere Walzenlager, und Herstellung der Lager - Google Patents

Description

Hochbeanspruchte Lager, wie Walzenlager, Lager für Achsfahrzeuge u. a., lassen sich aus handelsüblichem Gußeisen nicht herstellen, weil man diesen Werkstoff nicht so weich S machen kann, wie es die Aufnahme hoher Lagerdrücke bekanntlich erfordert, und die im grauen Gußeisen enthaltenen Graphitmengen noch nicht genügen, dem Lager die erforderliche Gleiteigenschaft zu verleihen.

ο Auch in nur aus Ferrit und Graphit bestehenden Stahllegierungen mit 1,50 bis 2,0 °/o Kohlenstoff und 0,60 bis 0,90 % Silicium, die man schon zur Herstellung von gleitender Reibung unterliegenden Teilen verwandt hat, ist die durch eine Glühbehandlung über dem kritischen Punkt zur Ausscheidung gebrachte Graphitmenge noch zu gering, als daß sie hochbeanspruchten Lagern die erforderlichen Gleiteigenschaften verschaffen könnte.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein hochbeanspruchtes Lager, insbesondere ein Walzenlager, aus einer an sich bekannten Tempergußlegierung mit:

3,8 bis 3,0 °/o Kohlenstoff, 0,4 - 1,2 °/₀ Silicium,
0,2 - 1,0% Mangan,

Rest Eisen mit den üblichen Verunreiniggungen, und einem Gefüge, das zumindest bis in eine gewisse Tiefe unter der Lauffläche nur aus Ferrit und Graphit besteht. Bei einer Temperrohgußlegierung der gekennzeichneten Zusammensetzung ist man durch entsprechende Einstellung der Gehalte an Silicium und Kohlenstoff in der Lage, beim Glühen die jeweils erforderlichen Graphitmengen zur Ausscheidung zu bringen und Lager herzu-

stellen, die mit großer Zähigkeit recht gute Gleiteigenschaften vereinigen.

Diejenigen Teile des Lagers, die nach der Glühbehandlung ein rein ferritisches Gefiige besitzen sollen, müssen mit weißem Bruchgefüge erstarrt sein; dieses kann man durch geeignete Abschreckbehandlung, wie beispielsweise durch das Gießen in Kokillen oder gegen Schreckplatten, erreichen. Durch ίο Glühen bei Temperaturen von 750 bis 950⁰ C wandelt sich dann das Eisencarbid des weiß erstarrten Temperrohgusses in Ferrit und Graphit um, ein Vorgang, der den Gleit- und Tragflächen der Lager die erforderlichen Gleiteigenschaften, hohe Widerstandsfähigkeit gegen Druck und Schlag, gute Dämpfungsfähigkeit usw. verleiht.

Es ist ohne weiteres möglich, das ganze aus der Temperrohgußlegierung bestehende Lager weiß erstarren zu lassen und sein Gefiige in der gekennzeichneten Weise umzuwandeln, wie es auch praktisch sein kann, den tragenden Teil des aus der vorgenannten Legierung abgegossenen Lagers grau eras starren und nur die eigentliche Lagerschale weiß erstarren zu lassen. Im letzten Falle gießt man das Lager gegen eine seine Gleitfläche abdeckende Schreckplatte. Nach der Glühbehandlung eines solchen im Bereich seines gleitenden Teils weiß erstarrten Lagers ist auch nur in diesem Bereich das Gefüge in Ferrit und Graphit umgewandelt. Alan erhält dann ein Lager mit recht guten Gleit-, aber auch sehr guten Festigkeitseigenschäften. Die Glühbehandlung geschieht in bekannter Weise bei Temperaturen, die irn Bereich des A₁-PuHkIeS liegen. Als gängiger Temperaturbereich sei genannt das Glühen \ der Lager in einem Temperaturbereich von 750 bis 950⁰ C. Die Glühzeit richtet sich nach dem Siliciumgehalt. Je höher dieser ist, je kürzer kann die Glühdauer sein.

Um den entweder in ihrer Gesamtheit oder nur auf ihrer Lauffläche rein graphitischferritischen und gut gleitenden Lagern, wenn es erforderlich ist, noch größere Festigkeit zu geben, kann man die Lagerfläche als solche durch Hämmern, Walzen o. dgl. verformen. Man erhält dann eine verdichtete Grundmasse mit einer für diese Zwecke besonders brauchbaren Graphitverteilung. Auch kann man die Eigenschaften der Laufflächen der Lager noch durch eine zusätzliche Oberflächenbehandlung beeinflussen, indem man nämlich die Oberfläche, beispielsweise durch einen Schweißbrenner o. dgl., erhitzt und dabei einen Teil des Graphits wieder in Lösung bringt. Das dann nach der Abkühlung zum Teil perlitische Laufflächengefüge ist sehr verschleißfest, das Lager im übrigen aber von besonderer Zähigkeit. Natürlich können auch die Eigenschaften der verwendeten Legierung noch durch die an sich bekannten Legierungszuschläge, wie Nickel, Molybdän, Kupfer o. dgl., verbessert werden.

Sowohl Walzen- als auch Achslager aus Tempergußlegierungen gemäß der Erfindung können so ausgestaltet sein, daß in ihren Gleitflächen besondere Einbaustücke liegen. So lassen sich beispielsweise in den Tragteil sdiwalbenschwanzförmig eingreifende Längsnuten beliebiger Anzahl eingießen, die man dann nachher entweder durch Metalle mit besonders guten Gleiteigenschaften, wie Bronze, oder auch mit Pockholz und Metallen guter Wärmeleitfähigkeit ausfüllt. Selbstverständlich kann man auch Aussparungen quer zur Achsrichtung in die Lagerschalen eingießen, wie es auch zweckmäßig sein kann, sie so anzuordnen, daß der zu lagernde Teil während seiner Drehung ständig mit einem der Einbauten in Berührung ist. Die in die Lagerschalen einzulagernden Stäbe, Ringe, Schrägleisten o. dgl. können, wie gesagt, aus den verschiedenartigsten Stoffen bestehen, wesentlich ist immer, daß diese Stoffe eine gute Wärmeleitfähigkeit und gute Gleiteigenschaften besitzen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Hochbeanspruchtes Lager, insbesondere Walzenlager, bestehend aus einer Tempergußlegierung mit

   3,8 bis 3,0 % Kohlenstoff, 0,4 - 1,2 % Silicium, 0,2 - 1,0% Mangan,

   Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen, und einem Gefüge, welches zumindest bis in eine gewisse Tiefe unter der Lauffläche nur aus Ferrit und Graphit besteht.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Lagers nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ">5 zeichnet, daß die Temperrohgußlegierung während des Gießens des Lagers, beispielsweise in Kokille, oder unmittelbar danach so abgeschreckt wird, daß ihr Gefüge auf dem ganzen Querschnitt weiß ist "° und daß das Lager alsdann bei Temperaturen von etwa 750 bis 950⁰ C so lange geglüht wird, bis die Umwandlung des Ausgangsgefüges in Ferrit und Graphit beendet ist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Lagers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der unter der Lauffläche des Lagers befindliche Werkstoff, beispielsweise durch Gießen gegen Schreck- >*° platte, so abgeschreckt wird, daß er hier in gewollter Tiefe weiß erstarrt und daß

   das ganze Lager alsdann bei Temperaturen von 750 ibis 950⁰ C so lange geglüht wird, bis sich im Bereich der Lagerschale das Ursprungsgefüge völlig in Ferrit und Graphit umgewandelt hat.
4. 4. Verfahren zur Weiterbehandlung der fertiggeglühten. Lager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Lauffläche durch Verschmieden, Verwalzen o. dgl. zusätzlich verdichtet wird.
5. 5. Verfahren zur Weiterbehandlung der fertiggeglühten Lager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichi ihrer Lauffläche zusätzlich derart erhitzt und abgekühlt wird, daß eine gewollte Menge Perlit im Laufflächengefüge gebildet wird.
6. 6. Lager, insbesondere Walzenlager, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in seine Lauffläche längs, ao quer oder schräg verlaufende Rillen eingegossen und durch Stoffe mit guter Wärmeleitfähigkeit und guten Gleiteigenschaften, z. B. Metalle mit guten Gleiteigenschaften, Pockholz oder Kunstharz, ausgefüllt sind.