DE1191114B - Walzplattierter Verbundwerkstoff aus zwei Aluminiumlegierungen fuer Gleitzwecke, insbesondere fuer Lagerschalen oder Lagerbuechsen - Google Patents

Description

• Walzplattierter Verbundwerkstoff aus zwei Aluminiumlegierungen für Gleitzwecke, insbesondere für Lagerschalen oder Lagerbüchsen Die Erfindung bezieht sich auf einen aus zwei Aluminiumlegierungen bestehenden Verbundwerkstoff, der durch Walzplattieren hergestellt wird und für Gleitzwecke, insbesondere zur Fertigung von Lagerschalen und Lagerbüchsen Anwendung findet.
• Die Verwendung verschiedenartiger Aluminiumlegierungen für derartige Werkstücke ist bekannt. Die den Tragkörper einer Lagerschale oder einer Lagerbüchse bildende Legierung ist dabei in ihrer Zusammensetzung so gewählt, daß sie die für Lagerzwecke benötigte hohe Druckfestigkeit und Härte aufweist, während die die Laufschicht bildende Legierung so aufgebaut ist, daß ihr die für Gleitzwecke erforderlichen Eigenschaften, wie Verschleißfestigkeit, gutes Notlaufverhalten und gute Einlauffähigkeit, innewohnen. Zur Erfüllung dieser Bedingungen muß die auf den harten vergütbaren Trägerwerkstoff aufzuplattierende Lagerlegierung im Einlaufzustand möglichst weich und anpassungsfähig sein. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Auftreten von SpitzendrÜcken oft nach längeren Laufzeiten die Lagerlegierung durch überschreitung der Druckfließgrenze seitlich herausgequetscht und die Brauchbarkeit des Lagers nachteilig beeinträchtigt wird. Derartige unerwünschte, bleibende Deformationen treten auch dann auf, wenn der weiche Lagerwerkstoff der Laufschicht durch Schweißen oder Walzplattieren mit einem kaltaushärtenden harten Trägerwerkstoff verbunden ist.
• Der bestehende Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die vergütbare und nur warmaushärtbare Aluminiumlegierung für die Gleitschicht aus 3 bis 2011o Zinn, 2 bis 4,511/o Kupfer, bis 0,6% Mangan, gegebenenfalls noch bis 0,2% Magnesium, Rest Aluminium zusammengesetzt ist und die Aushärtung dieser Gleitschicht erst unter der Einwirkung der bei höheren Lagerdrücken auftretenden Reibwärme erfolgt.
• Die kaltaushärtende Aluminiumlegierung für den Tragkörper der Lagerschale oder der Lagerbüchse besteht vorzugsweise aus 3 bis 4,5019 Kupfer, je 0,5 bis 0,8 % Magnesium und Mangan, Rest Aluminium.
• Es ist zwar nicht mehr neu, zum Herstellen von walzplattierten Aluminiumbändern für die Verarbeitung zu Lagerschalen als Laufschicht eine warmaushärtbare Aluminiumlegierung zu wählen, die als weichen Bestandteil Blei in Mengen von 0,1 bis 5% aufweist. Da aber die Bleikomponente gegenüber dem Zinn in Lagerwerkstoffen insofern nachteilig ist, als diese bekannten Aluminiumlegierungen geringere Notlaufeigenschaften sowie kleinere Abriebfestigkeit bei einem größeren Verschleiß aufweisen, werden die zinnhaltigen warinaushärtbaren Aluminiumlegierungen als Werkstoff für die Laufschicht in Lagern und für den modernen Maschinenbau bevorzugt. Außerdem verleiht die Zinnkomponente der Laufschicht eine besonders hohe Weichheit, die bei dem Einlaufen der geometrischen Form zur Welle sich wesentlich besser anzupassen vermag als bleihaltige Legierungen. Bei höheren Drücken erlangen die zinnkupfer-haltigen Legierungen ferner bei der dadurch entstehenden Reibungswärine und der damit auftretenden Warmaushärtung eine hohe Tragfähigkeit.
• Zinnhaltige Aluminium-Lager-Legierungen mit 7 bis 50% Zinn als Gleitflächen sind wohl auch schon bekannt. Diese Legierungen enthalten aber eine für die Warmaushärtung erforderliche zu geringe Menge an Kupfer, so daß sie für Aushärtungszwecke nicht brauchbar sind.
• Die Anwesenheit der Zinnkomponente in den warinaushärtbaren und erfindungsgemäß während des Betriebes aushärtenden Aluminiumlegierungen liefert ausreichend Gewähr dafür, daß sich diese weichen Legierungen gut auf den harten Wellenkörper anzuschmiegen vermögen. Die weichen Aluminiumlegierungen mit heterogen eingelagerten Zinnbestandteilen erlauben neben guter Einbettungsfähigkeit einen bequemen Einbau in den Lagerstuhl. Sie lassen sich außerdem leicht verforinen. Ferner sind Kantenpressungen ausgeschlossen. Die während des Betriebes stattfindende Warmaushärtung verhindert bei hohen Flächenpressungen ein Herausquetschen des ursprünglich weichen Laufwerkstoffes und setzt darüber hinaus die Herstellungszeit und den Aufwand an Fertigungskosten wesentlich herab.
• Ein weiterer Vorteil, den die erfindungsgemäße Verwendung der warmaushärtenden Aluminium-Lager-Legierupgen zusammen mit den kaltaushärtenden Legieru n' 'gen für den Trägerwerkstoff erbringt, besteht darin, daß der beirn Walzplattieren des aus beiden Legierungen erlangten, Verbundwerkstoffes anfallende Legierungsschrott nach der in an sich bekannter Weise vorgenommenen Beseitigung des Magaesiumgehaltes zur Herstellung der Laufschichtlagerlegierung in der eründungsgemäßen Zusammensetzung benutzt werden kann.
• Der Erfindungsgedanke wird im nachfolgenden Beispiel erläutert: Auf eine vorgewalzte, kaltausgehärtete Leichtmetallegierung, z. B. eine solche nach dem Typ AlCuMg mit 4% Kupfer, 0,6,1/o Magnesium, 0,61/o Mangan, Rest Aluminium, wird in bekannter Weise durchWalzplattiereneinenurwarmaushärtbareLeichtmetallagerlegierung vom Typ AlSnCu mit z. B. 6% Zinn, 4% Kupfer, bis 0,6% Mangan, Rest Aluminium und gegebenenfalls einem Magnesiumanteil bis 0,2% aufplattiert. Aus diesem Werkstoff werden durch Prägen Lagerhalbschalen oder gerollte Lagerbüchsen hergestellt, die vor ihrer Fertigbearbeitung einer beispielsweise 4stündigen Lösungsglühung bei 5001 C und anschließendem Abschrecken unterworfen und kaltausgehärtet werden. Durch diese Behandlung wird lediglich der Trägerwerkstoff vom Typ AlCuMg nach mehrstündiger Auslagerung bei Raumtemperatur auf eine Härte von HB = 100 bis 120 kg/mm2 gebracht, während die aufplattierte Lagerlegierung mit etwa Hu = 40 bis 50 kg/mm2 annähernd weich bleibt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Walzplattierter Verbundwerkstoff aus zwei Aluminiumlegierungen für Gleitzwecke, insbesondere für Lagerschalen oder Lagerbüchsen, der als Tragkörper eine kaltaushärtende, vergütbare und warmfeste Aluminiumlegierung, insbesondere AlCuMg, und als Gleitschicht eine vergütbare und nur warinaushärtbare Aluminiumlegierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die letztere aus 3 bis 20% Zinn, 2 bis 4,5% Kupfer, bis 0,6 % Mangan, gegebenenfalls noch bis 0,2 % Magnesium, Rest Aluminium besteht, wobei die Aushärtung der Gleitschicht erst unter der Einwirkung der bei höheren Lagerdrücken auftretenden Reibwärme erfolgt.
2. 2. Verwendung des beim Walzplattieren des Verbundwerkstoffes gemäß Anspruch 1 anfallenden Legierungsschrottes nach Beseitigung des Magnesiumgehaltes in an sich bekannter Weise zur Herstellung der Gleitschichtlegierung gemäß Anspruch 1. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 755 300; britische Patentschrift Nr. 724 214; Aluminium Taschenbuch, 11. Auflage (1955), S. 58, 59, 335.