DE863583C - Herstellungsverfahren fuer Lagerschalen - Google Patents

Description

• Herstellungsverfahren für Lagerschalen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Lagerschalen, bei dem eine Einwanderung von Metallen in flüssigem Zustand in Metalle mit höherem Schmelzpunkt als dem der einwandernden Metalle erzielt wird.
• Zum Herstellen der Laufflächen. von Lagerschalen ist es bereits bekannt, Nickel und Chrom in Stahl bzw. Zink und Kadmium in Aluminium diffundieren zu lassen.
• Bei diesen: Vorgängen wird erreicht, daß in das Grundmetall Stahl bzw. Aluminium durch Erwärmung des betreffenden. Grundmetalls auf eine Temperatur, die noch unterhalb von dessen Schmelztemperatur liegt, von der Oberfläche aus die Metalle, wie Nickel, Chrom bzw. Zink, Kadmium, eindiffundieren. Hierbei bestehen in, an sich bekannter Weise grundsätzlich die Möglichkeiten, daß die letzterwähnten Metalle vor der Wärmebehandlung als festhaftende, z. B. elektrolytisch abgeschiedene Schichten auf das Grundmetall aufgebracht werden oder das Grundmetall, z. B. mit einem Pulver, einer flüssigen oder gasförmigen Phase der erwähnten, einzudiffundierenden Metalle während der Wärme- bzw. Glühbehandlung in Berührung gebracht werden. Technisch bekannte Prozesse dieser Art sind beispielsweise das Zementieren, Alitieren und Inchrbmieren.
• Voraussetzung für ein solches Diffundieren, d. h. Einwandern in festem Zustand, ist, daß das Grundmetall im festen Zustand den Fremdstoff als feste Lösung bis zu einem gewissen Grad aufzunehmen vermag. Im Zustandsschaubild bedeutet dies, daß Substitutions- oder Eiulagerimgsmisch'kristalle vorhanden sind. _ Wesentlich anders ist die Herstellung der bekannten Lagerschalen- mit Bleibronze. Diese Bronzen hat man bisher allgemein so hergestellt, daß man Blei und Kupfer neben anderen Legierungsbestandteilen. im flüssigen Zustand miteinander vereinigt und flüssige Bronze in zur Herstellung vorn Lagerschalen dienende Stahlschalen eingießt. Die verschiedensten Verfahren werden hierbei angewendet; im jedem Falle aber ergeben sich @in verschiedener Hinsicht große Nachteile, die man bisher in keiner Weise hat beheben könnten.. Es kann, nämlich bei diesen Verfahren als Lagerschale lediglich .ein Bruchteil der auf gießtechnischem Wege miteinander verbundenen Metalle verwendet werden. Dieser Bruchteil beträgt etwa 1o bis 2o% des durch den Gießvorgang hergestellten Körpers. Der übrige Teil muß durch verschiedene Arbeitsgänge weggestochen bzw. -gedreht werden, so, daß erhebliche Kosten durch die Bearbeitung derartiger Lagerschalen entstehen.
• Außerdem isst es .bekanntlich äußerst -schwierig, jeden Körper so zu behandeln, daß die aus einem solchen hergestellte Lagerschale jeweils die gleichen Eigenschaften wie die anderen aufweist. Dies ist zum Teil durch die einander entgegenstehenden Forderungen bedingt, einerseits zum Erzielen eines feinkörnigen Gefüges einer Lagerschale nach dem Gießvorgang rasch abzukühlen und andererseits zum Erreichen, einer guten Bindung zwischen dem Lagermetall, der Bronze und der Stützschale, z. B. aus Stahl, die Abkühlung langsam vorzunehmen.
• Um all diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen; das an sich bekannte Verfahren, Metalle in flüssigem Zustand in Metalle mit höherem Schmelzpunkt als dem der einwandernden Metalle einwandern zu lassen, zum Erzeugen einer Bleibronzeschicht im Bereich des Laufspiegels einer Lagerschale zu verwenden.
• Auf diese Weise ist es erstmalig möglich, den Ausschuß an Lagerschalen auf einen. unbedeutenr den Betrag herabzusetzen und sämtlichen Lagerschalen die gleichen Eigenschaften zu geben.
• Der zur Fertigbearbeitung der Lager wegzudrehende Teil der Metalle beträgt, nämlich lediglich noch etwa 1o bis 2o% eines Schalenkörpers, so daß die Arbeitszeit und die Gesamtkosten der Herstellung einer Schale auf einen, Bruchteil der bisherigen Kosten herabsinken.
• Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Herstellungsverfahren handelt es sich keineswegs um einen Diffusionsvorgang, da Kupfer, in festem Zustand kein Blei zu lösen vermag. Es war aus diesem Grund auch nicht anzunehmen, daß die Bildung einer Bleibronze gewünschter Zusammensetzung mit Hilfe dieses Versfahrens erzielbar ist. Der Bildungsprozeß der Bronze ist im vorliegenden Fall vollkommen anders als bei den. eingangs erläuterten Verfahren. Er beruht auf der Tatsache, daß das Blei im- fIlüssigen Zustand Kupfer zu lösen vermag. Es hildet sich zunächst auf der Oberfläche beim Inberührungbrngen von flüssigem Blei mit Kupfer ein flüssiger Film einer Blei-Kupfer-Lösung, der stets' zum reimen- Kupfer 'zu- eine scharfe Grenze zeigt, d. h. es bildet sich kein Konzentrationsgefälle aus, wie bei einem Diffusiönsvorgang. Bei der Abkühlung erstarrt dieser Film ähnlich wie eine gegossene Bleibronze. Zum Erzielen des gewünschten Gehaltes von etwa 300/0 Weichmetall im Laufspiegel ist es erforderlich,: das Blei, das gegebenenfalls noch Nebenlegierungsbestandteile, wie z. B. Zinn, enthalten kann, auf eine Temperatur von etwa 95o bis zo5o° C zu erhitzen.
• Die Vorteile dieses neuen Verfahrens sind außer den bereits erwähnten noch in- der Tatsache zu sehen, daß der Prozeß abgebrochen werden kann, bevor der Lösungsvorgang die betreffende Stützschale, z. B. aus Stahl, erreicht hat. Somit wird das Blei von der Bindungszone ferngehalten und ein Ausbröckeln des Lagermetalls durch schlechte Bindung mit der Stützschale vermieden. Außerdem kann.dieses Verfahren, das weit wirtschaftlicher als alle anderen ist; weitgehend automatisiert werden. So kann beispielsweise für die Herstellung ein kupferplattiertes Rohr Verwendung finden, in das flüssiges Blei eingebracht wird, währenddem sich das Rohr in Rotation befindet. Zur Fertigbearbeitung sind dann lediglich je nach der gewünschten Größe der Schalen mehr oder weniger lange Rohrstücke abzustechen und etwas nachzubearbeiten.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand. der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht, und zwar ist eine Lagerschale vergrößert dargestellt, die beispielsweise aus einem :gezogenen, kupferplattierten Rohr besteht. In die mit der Stützschale i aus Stahl fest verbundene Trägermetallauflage aus Kupfer ist auf die erfindungsgemäß angegebene. Weise Blei durch einen Lösungsvorgang, der etwa 5 bis 2n, Minuten in Anspruch nehmen kann, eingebracht, so. daß sich etwa die aus der Zeichnung ersichtliche, vereinfacht dargestellte Verteilung des Weichmetalls 3 in dem Trägermetalle ergibt.
• Handelt es sich um eine Lagerschale, bei der sich der Laufspiegel außen befindet, so ist diese Schale zwecks Durchführung des beschriebenen Verfahrens mit einem Hohlzylinder zu umgeben: und der Raum zwischen Schale und Zylinder mit dem bzw. den Weichmetallen auszufüllen. Das gleiche gilt für unmittelbar auf einer Welle aufgebrachte Lagermetalle.

Claims (5)

1. PATENTANSPRUCEIE-: i. Verfahren zur Herstellung von Laufschichten -aus Bleibronze, insbesondere ,von Lagerschalen, wobei eine Einwanderung von Metallen in flüssigem Zustand in Metalle mit höherem Schmelzpunkt als dem der einwandernden Metalle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lagerschale eine Kupfer- und hier auf eirie Bleischicht aufgebracht und danach durch Erhitzen auf eine über dem Schmelzpunkt des Bleies liegende Temperatur die Bildung einer Bleibronzeschicht erzielt wird.
2. 2. Verfahren nach: Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Bleibronzeschicht das Blei auf eine Temperatur von etwa 950 bis io5o° C erhitzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet; @daß man das Blei so lange auf das Kupfer einwirken läßt, bis sich im Laufspiegel der gewünschte Gehalt von z. B. 30% an Blei befindet. d..
4. Verfahren nach Anspruch, i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu seiner Durchführung mit Kupfer plattiertes Stahlblech bzw. -rohr Verwendung findet.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4., gekennzeichnet durch Wahl der Wandstärken des Kupfers derart, daß diese während der Einwirkungszeit des Bleies- von diesem nicht vollkommen durchdrungen wird.