DE1214413B

DE1214413B - Use of a steel alloy as a material for sliding arrangements

Info

Publication number: DE1214413B
Application number: DEC21110A
Authority: DE
Inventors: Joseph Frederick Cerness; Douglas Harold Strong
Original assignee: Clevite Corp
Current assignee: Clevite Corp
Priority date: 1959-04-10
Filing date: 1960-03-31
Publication date: 1966-04-14

Description

Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Gleitanordnungen Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Laufflächen in Gleitanordnungen, wie Dichtflächen, Gleitlagern, Laufbuchsen, Kolbenringen, Ventilführungen u. dgl.Use of a steel alloy as a material for sliding arrangements The invention relates to the use of a steel alloy as a material for running surfaces in sliding arrangements such as sealing surfaces, sliding bearings, bushings, piston rings, valve guides and the like

Es ist bekannt, Stahllegierungen mit mehr als 1% Kohlenstoff, 0,3 bis 3,5 % Silizium, 1 bis 9 0/0 Chrom, 2 bis 8 % Molybdän und gegebenenfalls bis zu 4 % Kupfer für Gegenstände zu verwenden, die gegen besonders hohe Drücke, z. B. Explosionsdrücke, beständig sein sollen und gleichzeitig einen erhöhten Widerstand gegen Abnutzung aufweisen. Es ist ferner bekannt, Stahllegierungen mit 0,5 bis 1,50/0, vorzugsweise 0,75 % Kohlenstoff, 4 bis 8 0/0, vorzugsweise 4% Chrom, 3 bis 10, vorzugsweise 8% Molybdän und 0,5 bis 1,5% Vanadium für die Bestandteile von Kugel- und Rollenlagern zu verwenden. Schließlich ist es bekannt, daß ein Stahl mit 0,6% Kohlenstoff, 0,311/0 Silizium, 0,30/, Mangan, 3,60/, Chrom, 8,50/0 Molybdän und 1,75"/, Vanadium in Metallstrangpressen Verwendung finden kann.It is known to use steel alloys with more than 1% carbon, 0.3 to 3.5% silicon, 1 to 9 0/0 chromium, 2 to 8% molybdenum and optionally up to 4% copper for objects against particularly high pressures, e.g. B. explosion pressures, should be resistant and at the same time have an increased resistance to wear and tear. It is also known to use steel alloys with 0.5 to 1.50 / 0, preferably 0.75% carbon, 4 to 8%, preferably 4% chromium, 3 to 10, preferably 8% molybdenum and 0.5 to 1% To use 5% vanadium for the components of ball and roller bearings. Finally, it is known that a steel with 0.6% carbon, 0.311 / 0 silicon, 0.30 /, manganese, 3.60 /, chromium, 8.50 / 0 molybdenum and 1.75 "/, vanadium in metal extrusion Can be used.

Diesem bekannten Stande der Technik kann auch ein Fachmann nicht entnehmen, wie sich Stähle der erwähnten Zusammensetzung in Gleitlagern, Dichtungen u. dgl. verhalten, wo bekanntlich ganz andere Anforderungen an den Werkstoff gestellt werden.Even a person skilled in the art cannot infer from this known state of the art How steels of the above-mentioned composition are used in plain bearings, seals and the like. behave where, as is well known, completely different requirements are placed on the material.

Es wurde nun gefunden, daß Stahllegierungen mit etwa 0,871)/, Kohlenstoff, etwa 4,000/, Chrom, etwa 0,25 % Mangan, etwa 8,00 % Molybdän, etwa 0,25 0/0 Silizium, etwa 1,90% Vanadium, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen sich hervorragend als Werkstoff für mindestens eine Lauffläche in Gleitanordnungen, wie Dichtungen und Lagern, eignet.It has now been found that steel alloys with about 0.871) /, carbon, about 4.000% chromium, about 0.25% manganese, about 8.00% molybdenum, about 0.25% silicon, about 1.90% vanadium, the remainder iron and unavoidable impurities are excellent as a material for at least one running surface in sliding arrangements such as seals and storage.

Flächen aus diesem Werkstoff können in Gleitanordnungen, wie Dichtflächen, Gleitlagern, Laufbuchsen, Kolben, Ventilführungen u. dgl. gegen Flächen aus dem gleichen Werkstoff gleiten. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die eine Gleitfläche gehärtet, die andere weichgeglüht ist, weil die Reibung bei einer solchen Anordnung geringer ist. Die andere Gleitfläche kann aber auch aus einem anderen Werkstoff, wie nitriertem Stahl, gekohltem Stahl oder Weicheisen bestehen. Als Werkstoff für die andere Gleitfläche eignet sich besonders eine Stahllegierung mit 0,95 bis 1,10% Kohlenstoff, 1,30 bis 1,60% Chrom, 0,25 bis 0,45 % Mangan, bis zu 0,25 % Phosphor, bis zu 0,25 0/0 Schwefel, 0,20 bis 0,35 % Silizium, Rest Eisen mit unvermeidbaren Verunreinigungen.Surfaces made of this material can be used in sliding arrangements, such as sealing surfaces, Plain bearings, bushings, pistons, valve guides and the like against surfaces from the same material slide. It is advantageous here if the one sliding surface hardened, the other is soft-annealed because of the friction in such an arrangement is less. The other sliding surface can also be made of a different material, such as nitrided steel, carbon steel or soft iron. As a material for the other sliding surface is particularly suitable a steel alloy with 0.95 to 1.10% Carbon, 1.30 to 1.60% chromium, 0.25 to 0.45% manganese, up to 0.25% phosphorus, up to 0.25% sulfur, 0.20 to 0.35% silicon, the remainder iron with unavoidable Impurities.

In Gleitanordnungen zeichnet sich der erfindungsgemäße Werkstoff durch eine hohe Verschleißfestigkeit, eine hohe Zähigkeit, einen sehr guten Widerstand gegen Korrosion und Oxydation, eine vorzügliche Widerstandsfähigkeit gegen Wärmeschocks, eine gute Wärmeleitfähigkeit, eine Wärmeausdehnung, die etwa der des benachbarten Werkstoffes entspricht, ein geringes spezifisches Gewicht, eine niedrige Porosität, eine gute Verarbeitbarkeit und einen geringen Preis aus, Der Werkstoff kann auch ohne Außenschmierung verwendet werden und nimmt in einem gewissen Umfang Schmutzteilchen auf.The material according to the invention is distinguished in sliding arrangements high wear resistance, high toughness, very good resistance against corrosion and oxidation, excellent resistance to thermal shocks, good thermal conductivity, thermal expansion about the same as that of the neighboring one Material, a low specific weight, a low porosity, good processability and a low price, the material can also can be used without external lubrication and takes up dirt particles to a certain extent on.

Die erfindungsgemäßen Werkstoffe können auch z. B. als Plattierungen auf den tragenden Teilen der Gleitanordnungen angebracht sein.The materials according to the invention can also, for. B. as plating be mounted on the supporting parts of the slide assemblies.

Beispiel Es wurde das Verhalten von zwei ohne Schmierung gegeneinander gleitenden Flächen aus dem beanspruchten Werkstoff bei einer Gleitgeschwindigkeit von 47,5 m/sec und einer Belastung von etwa 1,25 kg/em2 geprüft. Die eine Fläche war hart, die andere weichgeglüht.Example It was the behavior of two without lubrication against each other sliding surfaces made of the stressed material at a sliding speed of 47.5 m / sec and a load of about 1.25 kg / em2. The one surface was hard, the other soft-annealed.

Bei einer ununterbrochenen Versuchsdauer von 5 Stunden, einer Außentemperatur von etwa 600°C und einer Temperatur der Gleitflächen von etwa 730° CJ wurden Abnutzungen von etwa 0,01 bis 0,001. mm je Stunde bei einem durchschnittlichen Reibungskoeffizienten von 0,06 festgestellt.With an uninterrupted test duration of 5 hours, an outside temperature of about 600 ° C and a temperature of the sliding surfaces of about 730 ° CJ were worn from about 0.01 to 0.001. mm per hour with an average coefficient of friction of 0.06 found.

Arbeitete man unter sonst gleichen Bedingungen, aber 30 Minuten lang bei einer Außentemperatur von etwa 650°C und einer Temperatur der Gleitflächen von etwa 1080°C, so betrug die Abnutzung etwa 0,02 mm je Stunde bei einem Reibungskoeffizienten von 0,07. War die eine Gleitfläche auf eine Rockwellhärte von 50 bis 55 gebracht worden, so betrug bei einer Außentemperatur von etwa 430°C und einer Temperatur der Gleitflächen von etwa 650°C bei einer Versuchsdauer von 5 Stunden die Abnutzung 0,0165 mm je Stunde bei einem durchschnittlichen Reibungskoeffizienten von 0,057.If you worked under the same conditions, but for 30 minutes at an outside temperature of around 650 ° C and a temperature of the sliding surfaces of about 1080 ° C, the wear was about 0.02 mm per hour with a coefficient of friction of 0.07. Was the one sliding surface on a Rockwell hardness of 50 was brought to 55, so was at an outside temperature of about 430 ° C and one Temperature of the sliding surfaces of about 650 ° C with a test duration of 5 hours wear 0.0165 mm per hour with an average coefficient of friction of 0.057.

Claims

Claim: Use of a steel alloy consisting of about 0.870% carbon, about 40/0 chromium, about 0.25% manganese, about 8% molybdenum, about 0.25% silicon, about 1.90 ° / o Vanadium, remainder iron and unavoidable impurities, as a material for at least one running surface in sliding arrangements, such as seals and bearings, the running surface of the counterpart being made of a steel alloy with 0.95 to 1.100 / ' carbon', 1.30 to 1.60 "/, Chromium, 0.25 to 0.45" /, manganese, up to 0.250 /, phosphorus, up to 0.25% sulfur, 0.20 to 0.35% silicon, the remainder iron with unavoidable Impurities. Documents considered: Swiss Patent No. 175 724; French Patent No. 865,511; »Molybdänu, 1951, from Climax Molybdeniem Co., p. 250, plates 7, 10, steel no. 3 D, p. 254, last paragraph to p. 255, paragraph 2.