AT166217B - Werkstoff zur Herstellung von Lagern, rotierenden Abdichtungen u. dgl. - Google Patents

Description

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  Werkstoff zur Herstellung von Lagern, rotierenden Abdichtungen u. dgl. 



   Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für die Herstellung von Lagern, rotierenden Abdichtungen u. dgl. Gegenständen, deren Oberflächen der Reibung oder einer ähnlichen Verschleissbeanspruchung ausgesetzt werden. 



   Es ist bereits bekannt, Silber oder Blei oder beide als Komponenten für die Herstellung von Lagerlegierungen zu verwenden. So ist z. B. ein Werkstoff vorgeschlagen worden, der unter anderem auch zur Herstellung von Lagern dient und der aus einem porösen Wolfram-oder Wolframkarbidkörper besteht, welcher mit aushärtbaren Silber-bzw. Kupferlegierungen getränkt ist. Ferner sind Werkstoffe aus mit Blei, Zinn oder deren Legierungen getränkten Sintereisenkörpern bzw. aus Blei und anderen Metallen, wie Silber, Kupfer, Eisen, Nickel usw. bekannt, wobei die nach dem letztgenannten Vorschlag verwendeten Komponenten sowohl in legiertem als auch in gesintertem Zustand zur Anwendung gelangen können. 



   Der nach dem an erster Stelle genannten Vorschlag erzeugte Werkstoff unterscheidet sich von dem   erfindungsgemässen   Verbundkörper schon dadurch, dass er neben einem Hartstoff eine aushärtbare zweite Komponente und nicht einen sehr weichen metallischen Anteil enthält. 



   Das Legieren von zwei oder mehreren Metallen miteinander verursacht gewöhnlich, beinahe ohne Ausnahme, Veränderungen der Eigenschaften der Komponenten und im Falle Silber, Blei oder Silber-oder Bleilegierungen, wie sie üblicherweise zur Zeit für Lager verwendet werden, tritt eine gewisse Einbusse der besonders erwünschten Eigenschaften von Silber oder Blei ein. 



   Der   erfindungsgemäss : Werkstoff   besteht zum Unterschied gegenüber dem bekannten aus einem gegen Deformationen unter Belastung sowie gegen Ermüdung hochwiderstandsfähigen Trägerstoff und für gleitende Beanspruchung besonders geeigneten weichen Metallen, wie Blei, Silber u. a. m., von welchen es bekannt ist, dass sie zum
Teil niedrige Reibungskoeffizienten, zum Teil hohe Leitfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit auf- weisen. Diese beiden Komponenten werden unter Vermeidung einer Legierungsbildung ent- weder durch Aufsaugen der leichter schmelzenden
Komponente in porösen gesinterten Hartmetall- körpern oder durch gemeinsames Sintern beider Komponenten erzeugt. Dadurch werden Unregelmässigkeit in der Verteilung der weichen Komponente in der harten Komponente vermieden. 



   Gemäss der Erfindung wird für die Herstellung von Lagern, rotierenden Abdichtungen u. dgl. ein aus massiven Verbundmetallen bestehender Werkstoff vorgesehen, welcher in fester Bindung ohne Legierungsbildung einerseits ein oder mehrere Karbide, Nitride oder Silicide der Elemente der 3., 4., 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems und anderseits Silber oder Blei oder beide oder solche Silber-oder bzw. und Bleilegierungen enthält, die als wesentlichen Zusatz bis zu 20 Vol.-% die Metalle Zinn, Indium oder Thallium einzeln oder zu mehreren aufweisen. 



   Die festen Verbundkörper werden gemäss der Erfindung nach den unten beschriebenen pulvermetallurgischen Arbeitsmethoden hergestellt. 



   Gemäss einer dieser Methoden zur Herstellung verbesserter Verbundkörper wird die höher schmelzende Komponente zuerst allein verdichtet und dann zur Herstellung eines porösen Körpers gesintert. Der so hergestellte Körper wird hernach in ein geschmolzenes Bad der niedriger schmelzenden Komponente, z. B. Silber oder Blei oder die Legierung getaucht und die Hohlräume des Körpers auf diese Weise durch die Kapillarwirkung gefüllt, so dass ohne Legierung der Komponenten eine feste Masse gebildet wird. 



   Die Porosität des zuerst hergestellten harten oder höher schmelzenden Verbundkörpers und somit der Anteil des infiltrieren Silbers, Bleis oder der Silber-oder Bleibasislegierung im
Endprodukt kann durch die Veränderung der
Korngrösse, des Verdichtungsdruckes, der Sinter- temperatur oder der Sinterdauer der harten
Komponente oder durch zwei oder mehrere beliebige dieser Faktoren gemeinsam variiert werden. 



   Manche Komponenten ? welche im Rahmen der Erfindung verwendet werden sollen, z. B. 



   Wolframkarbid und reines Silber, sind nicht imstande, miteinander zu legieren, während in anderen Fällen das Legieren zwischen den
Komponenten durch Einhaltung von solchen
Temperaturen vermieden werden muss, die der
Schmelztemperatur der niedriger schmelzenden 

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   Kompor, ente entsprechen odei, geringfijgig darüber   liegen. 



   Wenn Komponenten verbunden werden sollen, welche ineinander auch bei erhöhter Temperatur nicht löslich sind, z. B. Wolframkarbid und Silber, besteht ein alternatives Herstellungsverfahren darin, das Pulver des niedrig schmelzenden weichen Metalles mit der ausgewählten hoch schmelzenden härteren Komponente, ebenfalls in Pulverform, zu vermischen, zu verdichten und hernach auf eine über dem Schmelzpunkt der niedriger schmelzenden Komponente, aber unter dem Schmelzpunkte der höher schmelzenden Komponente liegende Temperatur zu erhitzen. 



  Die gepulverten Materialien können vorteilhafterweise vor dem Verdichten miteinander vermahlen werden, so dass die Körner des härteren Materiales mit dem weicheren Metall bedeckt oder überzogen sind, wodurch eine gleichmässige Verteilung hervorgerufen wird. 



   Es wurde gefunden, dass Lager u. dgl. Gegenstände, welche aus den oben beschriebenen Materialien erzeugt wurden, eine hohe Druckfestigkeit und hohe Ermüdungsfestigkeit aufweisen und sie deshalb geeignet sind, eine hohe Belastung auch unter hoher Geschwindigkeit auszuhalten, ohne sich hiebei zu deformieren ; gleichzeitig besitzen sie gute Reibungs-, Benetzungs-und andere Eigenschaften wie Silber oder Blei. 



   Das Silber oder Blei oder die Silber-oder Bleilegierung, die als wesentlichen Zusatz bis zu 
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 zu mehreren aufweisen, kann in einem beliebigen Anteil zwischen 5 und 60 Vol.-% des Verbundmaterials vorhanden sein. 



   Das   Imprägnier-oder Infiltrierverfahren,   bei welchem von einem in der oben beschriebenen Weise gesinterten, porösen Körper der höher schmelzenden Komponente ausgegangen wird, ist zur Herstellung von Werkstoffen mit einem Gehalt an Silber und/oder Blei bzw. an einer Silber-und'oder Bleilegierung bis zu 40% gut geeignet. 



   Das Verfahren, bei welchem von gemischten Pulvern ausgegangen wird, ist jedoch für die Herstellung von Werkstoffen mit einem Anteil an Silber und'oder Blei bzw. an einer Silber- und'oder Bleilegierung bis zu 60% geeignet. 



   Durch die Anwendung der pulvermetallurgischen Verfahren zur Herstellung solcher Verbundkörper wird der weitere Vorteil beobachtet, dass die Ausgangskomponenten und die daraus hergestellten Verbundkörper frei von Gas, Oxyden und anderen unerwünschten Legierungselementen gehalten werden können. Es ist z. B. bekannt, dass Silber leicht   grosse   Mengen von Sauerstoff absorbiert und einschliesst, wodurch es brüchig und in seiner   Ermüdungsfestigkeit   herabgesetzt wird. 



   Die oben beschriebenen Herstellungsverfahren können unter Vakuum oder in einer reduzierenden Atmosphäre (z. B. Wasserstoff) oder in neutraler Atmosphäre (z. B. Stickstoff) ausgeführt werden. Bei der Verwendung von Vakuum oder von Schutzgasen ist das erzeugte Metall frei von Gasen, Oxyden und anderen unerwünschten Verunreinigungen, was eine Verbesserung der Lagereigenschaften des Produktes zur Folge hat. 



   Alle erfindungsgemässen Verbundstoffe sind für die Verarbeitung nach dem Strangpressverfahren geeignet und solche Herstellungsstufen können mit dem Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterials kombiniert werden. 



   Um die charakteristischen Eigenschaften der zu beanspruchenden Oberflächen, z. B. der Lauffläche von Lagern oder anderen Elementen, welche aus nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Werkstoffen erzeugt wurden, zu verändern, kann in einfacher Weise eine Beizbehandlung durchgeführt werden, welche die relativen Anteile der Komponenten in der Oberflächenschicht verändert. Wenn die Oberfläche des Verbundstoffes einem Beizprozess unterworfen wird, z. B. mittels   Alkalien,   kann das Wolfram-,   Molybdän-oder Wolframkarbid   aus der Oberfläche entfernt werden, wodurch diese an Silber und/oder Blei bzw. an Silberund/oder Bleilegierung angereichert wird. Durch die Verwendung von Säuren kann das weichere Metall aus der Oberfläche entfernt und dadurch die Oberfläche an den oben erwähnten Karbiden angereichert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Werkstoff zur Herstellung von Lagern, rotierenden Abdichtungen u. dgl., aus massiven Verbundmetallen, die in fester Bindung ohne Legierungsbildung einerseits ein oder mehrere Karbide, Nitride oder Silicide der Elemente der 3., 4., 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems und anderseits Metalle enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallanteil sehr weich ist und aus Silber oder Blei oder beiden oder aus solchen Silber-oder bzw. und Bleilegierungen besteht, die als wesentlichen Zusatz bis zu 20 Vol.-% die Metalle Zinn, Indium oder Thallium einzeln oder zu mehreren auf- weisen.