DE2135604A1

DE2135604A1 - Lagermatenal und seine Verwendung

Info

Publication number: DE2135604A1
Application number: DE19712135604
Authority: DE
Inventors: Henry Huntington Woods Tomaszewki Thaddeus W Dearborn Mich Brown (V St A )
Original assignee: Udylite Corp
Current assignee: Udylite Corp
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1972-02-10
Also published as: CA1022495A; FR2103751A5; GB1324198A; BE770575A; US3658488A

Description

PATBNTAN WlLTB INO. H. NEGBNDANK · dipping. H. HAUCK · diplphyb. W. SCHMITZ

HAMBUHO -MUNCHBN 2135604

gUBTBLLUNQSANSCHHIPT: HAMBUHQ Se · NBUBR WALL 41

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15. Juli 1971

Laflermaterial und seine Verwendung

Die Erfindung betrifft die Bildung neuer dünner.zusammengesetzter Legermaterialien zur Verwendung in Gleitlagern, Qegendruckunterlagsscheiben, Reibungsplatten und dergleichen. Insbesondere betrifft sie die Herstellung neuer dünner zusammengesetzter Metallschichten durch elektrolytische Abscheidung zur Verwendung als Lagermaterial, besonders in dünnwandigen Schalenlagern und in halbrunden stahlhinterlegten Lagerschalen von Präzisionsgleitlagern, wie solchen, die für Pleuelstange und Hauptlager von Verbrennungsmotoren benutzt werden. Die Ausdrücke "Lagermaterial¹¹ oder liagerbelag", wie sie hier gebraucht werden, beziehen sich auf Gleitlager, die dort Verwendet werden, v/o eine Belastung zwischen bewegten Teilen (sins ^e^enüber dem anderen bewegt) durch Gleitkontakt ohne Kuapllager übertragen uird.

Heute sind stahlhinterlegte austauschbare Prüzislonseinlagen sowohl für Pleuelstange als auch für Hauptlager üblich. Diese

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Einlagen werden aus durch kontinuierliches Plattieren hergestelltem Diraetallstreifenmaterial gefertigt. Die heutigen Lagermaterialien können in drei Gruppen unterteilt werden: Zinn- oder Blei-Lagermetalle, Kupfer-Blei-Legierungen und Aluminium-Legierungen.

Die Lagermetalle benötigen keinen galvanischen Überzug aus einer Blei-Zinn-Legierung, wenn sie selbst solche Legierungen sind, aber die Kupfer-Blei-Legierungen hoher Festigkeit (mit einem Bleigehalt unter 30%) und die Aluminiumlegierungen hoher Festigkeit (mit einem Zinng?- halt unter 10Jo) benötigen einen auf plattierten Überzug aus Blei-Zinn-Legierung zwecks Verbesserung der Abnutzungseigenschaften, Verminderung der Neigung zum Festfressen, Erhöhung der Verschrammungsfestigkeit und des Widerstands gegenüber Einschließen von Staub, sowie für ein möglichst gleichbleibendes Verhalten. D.h. die hochfesten Lagermaterialien werden durch einen abschließenden galvanischen Überzug aus einer Blei-Zinn-Legierung in ihren Eigenschaften und ihrem Verhalten wesentlich verbessert. Der galvanisch aufgebrachte Überzug aus Blei-Zinn-Legierung ist gewöhnlich 0,0127 bis 0,02?4 mm dick. Gewöhnlich setzt er sich zusammen aus etwa 90p Blei und 10% Zinn oder aus etv.'a 90,^ci> Blei, Q% Zinn und 2% Kupfer, wobei der Anteil Kupfer meist unter 3><» und der des Zinns meist nicht über ΛΟ% liegt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues

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Verfahren zur elektrolytisehen Abscheidung von dünnen hochfesten LagerbelBgen, ähnlich den Kupfer-Blei-"Legierungen" zu schaffen.

Lc soll ein neuer wirtschaftliches Verfahren zur ürrxugung von Lagerbelägen genauer Dicke aus mehreren dünnen LagerJ'Lcgierungen", \r±e Kupfer-Blei , ITickel-Elei >, KescirLg-Blei, durch elektrolytischo Abscheidung geschaffen werden.

P^'rwr soll die Herstellung hochwertiger, hochfester, dvnr.v.v π Jigger Lsgermaterialien in größeren Abwandlungs-"■.J-lIchkciten und von größerer Wirtschaftlichkeit durch Vj-y. nffunr neuer elektrolytisch abgeschiedener Zusammen- ·:'^A'.wv.f/ η und neuer Aufeinanderfolge der abgeschiedenen KoV/rinlien geschaffen werden, nowie Lpger, denen diese nrioi: ^*j::-i!*!H*-*ncet2uni;en auf starken Ketallstützkörpem, in.'b"onder» dünnv/nndigon ."tahl- oder Aluroiniumstützkö'rpcr i';r Binrtrli.ctreifcr oder dergleichen eingearbeitet

Diο Auf£'»be v.^rd gelöst durch Lagerbol-^:>ge, die eine none dünne relativ hochfeste Ketallplitticrung aun z.B. Kupfer, Ilickel, JJisen, Kobalt, Mesing oder ihrer Legierungen enthalten, welcher zahlreiche sehr feine sinkrechte Poron aufweist, die indirekt durch Aafplsttieren auf einen überzug

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BAD ORIGINAL

aus Kupfer, Nickel, Kobalt, Silber, Eisen oder Legierungen davon, welcher dicht mit abgeschiedene feine nichtmetallische Partikel in der Metallmatrix und auf der Oberfläche des Überzuges aufweist, erhalten worden sind. Dieser relativ hochfeste Überzug, welcher· die dichten senkrechten dünnen Poren (zun Unterschied von elektrolytisch abgeschiedenem Lagermetall und Blei-Zinn-Legierung) aufweist, wird zweckrnäßigerweise in einer Dicke unter etwa 0,0127 mm (0,5 mil) und vorzugsweise in Dicken zwischen etva 0,00254 bis etv/a 0,00762 ram (0,1 bis 0,3 mil) abgeschieden. Danach wird der feinporöse galvanische Überzug mit einem abschließenden Blei-Zinn- oder Blei-Zinn-Kupfer-Überzug zweckmäßigerweise einer Dicke von 0,0127 bis 0,0254 mm (0,5 bis 1 mil) versehen. Diese im wesentlichen aus Blei-Zinn-Legierung bestehenden Überzüge neigen dazu, in die feinen Poren des darunter liegenden Überzuges durch geometrische Nivellierung hineinzusinken (gefördert durch Zusätze wie Ligninsulfonsäure, Kumarin, Hydrochinon usw. zum Blei-Legierungsbad), wodurch ein Überzug aus Kupfer-Blei-"Legierung", Nickel-Blei*"Legierungⁿ, Silber-Blei-"Legierung" oder dergleichen, abhängig von da? Art des porösen Metäla

unter dem abschließenden Blei-Zinn-Legierungsüberzug, entsteht.

Kupfer- oder Nicksl-Überzüge, welche die dicht mit abgeschiedenen nichtmetallischen Teilchen enthalten, sind im

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allgemeinen die bevorzugte erste Lage des Doppelüberzuges. Anstelle von Nickel kann Eisen oder Kobalt, ebenso wie binäre und ternäre Legierungen aller dieser Metalle, eingesetzt werden. Kupfer, Nickel und Kobalt können aus Bädern abgeschieden werden, die am leichtesten zu kontrollieren sind. Deshalb werden sie bevrzugt, obwohl Eisen billiger ist. Das Abscheiden von Kobalt ist zwar ebenso leicht zu steuern wie das von Nickel, doch ist das Metall teurer. Dementsprechend wird in der folgenden Beschreibung die Abscheidung von nichtmetallischen Partikeln mit Nickel und Kupfer besonders herausgestellt.

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Benutzung eines galvanisch abgeschiedenen Blei-Zinn-Legierungsüberzuges oder eines Guß-Lagermetall-Films als abschließende Deckschicht als Lageroberflache bereits bekannt. (Siehe US-Patentschrift 2316119; "Electrodeposition in Plain Bearing Manufacture" von P. G. Forrester, Transaction of the Instiute of Metal Finishing (London), 1961, Bd. 38, S. 52-58; "Electroplating in the Sleeve-Bearing Industry" ■% R.A.Schaefer, National Bureau of Standards Circular 529 (Electrodeposition Research), May 22, 1953, S. 57-62.

Das Prinzip der Erfindung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden, iiine davon, bei der eine Einrichtung benutzt

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wird, die schon vielfach bei der Gleitlagerherstelluns gebraucht wird, wird-später beschrieben. Obwohl in der Beschreibung die Gleitlögerherstellung in den Vordergrund gerückt wird, können die BlektroplattLerungen auch bei Gegendruckunterlagsscheiben, Reibungsplatten und dergleichen angewandt werden.

Auf einen Stützstreifen aus Stahl kann eine Schicht aus Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer oder Kupferlegierung in geeigneter Dicke, z.B. von 0,127 bis 0,707 mn (5 bic mil) abgeschieden werden. Der Stahlstützkörper kann einen ersten überzug in Form eines dünnen Films von z.B. Nickel oder Kupfer tragen, um maximale Haftfestigkeit dieser Schicht an-dem Stahlstützstreifen sicherzustellen, wenn der Streifen dem Warmwalzen unterworfen wird. Der Nickelfilm kann durch Abscheidung einer dünnen Niekelvorschicht aufgebracht werden, und dient in den meisten Fällen zur Gewährleistung maximaler Haftfestigkeit von z. B. Aluminiumlegierung^ streifen an Stahlstreifen. Maximale Haftfestigkeit eines Streifens oder einer Schicht aus Kupfer, Messing oder einer anderen Kupferlegierung am Stahlstreifen kann durch einen dünnen Kupfer- oder Nickelfilm auf dem Stahl sichergestellt v/erden. Wach dem Warmwalzen wird der resultierende Dinetallstreifen in geeignet große Rohlinge geschnitten, welche dann zu Lagerhälften geformt,

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mechanisch bearbeitet und zu einer endgültigen Größe gezogen werden, die zweckmäßigerweise Untermaß aufweist, z. B. von etwa 0,0254 bis etwa 0,0381 mm, um eine Präzisions-Abscheidung der neuen benachbarten Doppclüberzüge gemäß der Erfindung und dem abschließenden Blei-Zinn-Legierungs-Decküberzug zu gestatten. Der neue Doppelüberzug gemäß der Erfindung besteht aus Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen oder ihren Legierungen und enthält eine Vielzahl von mit abgeschiedenen nichtmetaiiischon Teilchen pus z. B. Bariumsulfat, Strontiumsulfat, TaHc, Glimmer, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymerisat, /⁼ (Sfcran), Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen (Teflon), Polytriiluormonochloräthan (KeI-F), Polyäthylenazetalnarzpertikel und dergleichen. Er kann entweder als eine einzige Schicht oder eine Mehrfachschicht mit einer einzigen Teilchenart, wie z.B. Bariumsulfat allein, oder Gemische, wie Bariuiasulfatpartikel, die mit Strontiumsulfat od'ir mit Polytetrafluoräthylen, Azetalharz oder Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymerisatpartikel gemeinsam abgeschieden sind, aufgebracht werden. Das Mit-Abccheiden der feinen nichtmetallischen Teichen wird ausgeführt, indem die feinen Teilchen im galvanischen Bad, z.B. durch Luftrührung, dispergiert werden, wie in den US-Patentschriften 3 152 971-2-3, 3 268 307-8, 3 268 423-4, 3 311 548, 3 356 467, beschrieben ist. Die zusammengesetzten überzüge brauchen nur etwa 0,00254 bis 0,0127 mm »ick zu

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/"Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisat,

sein (0,1 bis 0,5 rail), können aber auch 0,0254 bis 0,580 mm (1 bis 2 rail) Dick sein, z.B. wenn der Stahlstützkörper direkt plattiert wird. Wo jedoch die Metallgrundschicht auf dem Stahlstützkörper mindestens 0,0254 bis 0,127 mm ( 1 bis 5 mil) dick ist, braucht die aufgalvanisiertc Kupfer- oder NicM-Schicht, welche die mitabgeschiedenen feinen nichtmetallischen Teilchen enthält, nicht dicker als etwa 0,0058 bis etwa 0,0127 mm (0,P bis 0,5 mil) zu sein. Beispielsweise ist eine Schicht einer Dicke von 0,00254 bin etwa 0,00762 mm (0,1 bis etwa 0,'f nil) im allgemeinen erforderlich, um die feinen nicht*netallischen Teilchen, insbesondere Bariumsulfat, Strontiumsulfat, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid^Mischpolymerisat oder Polyvinylchlorid, dicht abzuscheiden.

Nachdem der zusammengesetzte galvanische überzug, bestehend aus Nickel oder Kupfer und dicht mitabgeschiedenen nichtmetallischen Teilchen enthaltend, aufgebracht ist, wird darauf ein dünner Überzug aus Silber, Messing, Nickel, Kobalt oder Eisen, wovon Nickel im allgemein bevorzugt wird, abgeschieden. Auf die dünne Nickel-» Kobalt-, Messingoder Silber-Schicht oder mehreren dünnen Nickelschichten folgt die Schicht aus Kobalt, Silber oder Messing, vorzugsweise in einer Dicke von etwa 0,00254 bis etwa 0,00530 .mra(0,1 bis 0,2 nil), worauf der bekannte abschließende Decküberzug aus Blei-Zinn-Legierung in einer Dicke von

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etwa 0,0058 bis 0,0254 mm, vorzugsweise von 0,0127 "bis 0,0254 mn (0,5 bis 1 mil) abgeschieden wird. Obwohl die Verwendung von raitabgeschiedenen feinen nichtmetallischen Teilchen in de» dünnen Nickel-, Silber-, Messing- oder Kobaltüberzug, der der Blei-Zinn-Legierungsdeckschicht vorausgeht, günstig sein kann, ist es nicht wesentlich, wogegen die Anwesenheit dicht mitabgeschiedener feiner nichtmetallischer Teilchen in der unter dem dichtporösen dünnen Überzug "aus Nickel, Messing od*er dergleichen wesentlich ist, um eine dichte senkrechte feine Porosität in diesem dünnen überzug und gleichzeitig einen hochfesten Film zu gewährleisten.

Der abschließende Decküberzug aus Blei-Zinn-Legierung hat keine gute atomare Bindung an der darunterliegenden Schicht, aber eine zusätzliche mechanische Bindung durch Verankerung in der dichten feinen senkrechten Porenstruktur des darunterliegenden Überzuges auc Nickel, KobaltySllber oder Meseing. Es liegen Bedingungen für maximale Bindungsquiitäten vor, und da am Boden der senkrechten ,Poren feine nichtmetallische Teilchen eingeschlossen sind, ist die Gefahr, daß mit der Zeit Zinn von der Blei*Zinn-Legierung in die untere Kupfer- oder Aluminium-Schicht diffundiert, minimal. Die Gefahr 1st noch geringer, \/enn die untere Suhl ent, welche die dicht mitabgeschledUmen

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nichtmetallischen Teilchen enthält, Nickel, Kobalt oder Eisen ist. Dies ist von Vorteil, denn es ist bekant, daß wenn viel Zinn aus dem Blei-Zinn-Legierungsüberzug dff.'undiert, der zurückbleibende Bleiüberzug durch organische Säuren, die in den Schmierölen anwesend sind, angegriffen wird.

Anpassungsarbeiten für die folgenden eleitrol3/tisch abgeschiedenen Schichten sind nicht erforderlich, wenn Präzisionsplattierung (siehe US-Patentschrift 2 697 690 und britische Patentschrift 1 056 723 über kastenartige Plattierungsrahmen für Schalenlager) auf der Konkavenseite zu einer fertigplattierten Größe vorgenommen vurae mit einer Gesamtdicke der elektrolytisch abgeschiedenen Schichten bei halbrunden Gleitlagern von gewöhnlich etwa 0,0381 mm (1,5 rail) des galvanischen Überzugs, wobei etwa 0,0254 mm der Schichten der abschließende Blei-Zinn-Legierungsüberzug ist. Es muß nachdrücklich betont werden, daß der dünne hochfeste galvanische überzug oder die Kombination von dünnen galvanischen Überzügen mit der dichten senkrechten feinen Porosität, der unter dem abschließenden Blel-Zinn-Decküberzug liegt, zweckmäßigerweise nicht wesentlich über etwa 0,00762 nun (0,3 mil) dick ist, um sicherzustellen, daß die Poren durch die Neigung d»er NickeltKobalt, Eisen, Zinn oder Legierungs-Bäder zur geometrischen Nivellierung, oder durch die

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Nivellierungsneigung der Badzusätze, wie Kumarin in Nickel- oder Nickel-Legierungsüberzügen, oder der feipen nichtmetallischen Pulver in allen diesen Bädern, ge-

jeschlossen werden. Diese Nivellierungsneigung ist /loch bei alkäischen Silber- und Messing-Bädern .gering befunden worden. Im allgemeinen ist ein etwa 0,00254 bis 0,00580 mm (0,1 bis 0,2 mil) dicker relativ hochfester überzug vorzugsweise anzuwenden, um die geeignete feine dichte senkrechte Porosität in dem überzug -oder den überzügen, die dem abschließenden Blei-Zinn- oder Blei-Zinn-Kupfer-Lecierungsüberzug vorausgeht, zu erhalten. Der Blei-Legierungsüberzug einer Dicke über etwa 0,0076? mm ( ,3 mil) hat keine dichten, feinen senkrechten Poren, und weil er relativ weich ist, wird er bei Benutzung im Lager schaiensjv Be ist auch zu betonen, daß die Festigkeit de3 dünne« Überzuges mit der senkrechten

die «. βε

Porosität weit gröfer ist, βίε/ein/ porösen überzug/aus /;erlntertein Pulver des gleichen Metalls und gleicher Dicke sein würde.

Eine weitere Art, in der sich die Verfahren dieser Erfindung ausführen lassen, ist die folgende: Ein sehr dünner Stützkörper aus Stahl, Messing oder Aluminiumlegierung kann galvanisiert und in Streifenform verwendet und an der Pleuelstange b-efestigt werden. Wenn der Stützkörper aus Stahl oder Aluminiumlegierung ist, wird vorzugsweise

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eine Vorschicht aus Nickel, Kupfer oder Messing auf der Vorder- und Rückseite in einer Dicke von etwa 0,00058 bis 0,0058 mm (0,02 bis 0,2 mil) abgeschieden. Die erste Schicht, die auf der Vorschicht aus Nickel, Kupfer oder Kupferlegierung abgeschieden wird, kann eine Kupferschicht sein, die dicht raitabgeschiedene feine Bariumsulfat- oder Strontiumsulfat-Teilchen oder Saran- oder PVC-Teilchen, oder Mischungen davon, enthält. Dieses gemeinsame Abscheiden von Kupfer mit den nichtmetallischen Teilchen wird vorzugsweise aus einem luftbewegten sauren Kupfersulfatbad, das Tetraäthylenpentamin (etv/a 0,1 bis 0,2 g/l) oder Äthylendiamintetraessigsäure (10 g/l) als Badzusätze zur Förderung der Mitabscheidung der dispergierten Teilchen, vorgenommen. Nach Abscheidung eines solchen etwa 0,00254 bis 0,0254 mm (0,1 bis 1 mil),vorzugsweise 0,0053 bis 0,0127 mm (0,2 bis 0,5 mil) Dickenüberzugs wird auf ihm ein Überzug aus vorzugsweise Messing, SLber oder Nickel abgeschieden, der gut an dem, die kleinen Teilchen enthaltenden Kupferüberzug haftet. Dieser letzte überzug kann unter etwa 0,0127 mm (0,5 mil), vorzugsweise 0p0254 bis 0,00762 mm (0,1 bis 0,3 mil) dick sein und kann auch die Cleichen oder ähnliche nichtmetallische mitabgeschiedene Teilchen, wie oben aufgeführt, enthalten. Dann wird die abschließende Deckschicht, eine Blei-Zinn-Legierung, gewöhnlich in einer Dicke von etwa 0,00762 bis 0,0580 mm (Of3 bis 2 rail), vorzugsweise aber in einer Dicke von etwa

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0,0127 bis 0,0254 ram (0,r bis 1 ail) und zur fertigen Größe (finished size) abgeschieden. Bei Gegendruckunterlagsscheiben braucht der Decküberzug nur 0,0058 bis 0,0127 ram (0,2 Με 0,5 mil) dick sein, ^hi Gleitlagern mit Pleuel stangen und Hauptlagem für Benzin-und Dieselmotoren ist er vorzugsweise 0,0127 bis 0,0254 mm (0,5 bis 1 mil) dick.

Das kontinuierliche Streifenplattieren kann mit dünnen Stahlstützstreifen oder dünnen maßhaltigen starken Aluminiumlegierungs- oder Messing-Streifen vorgenommen werden.

Bei der üblichen Folge der Herstellung von Standard-Einsatzlagern, bestehend aus atahlhinterlegten Kupfer-Blei-Legierungs-Lagermaterial mit einer Blei-Zinn-Legierungsdeckschicht wird die Kupfer-Blei-Legierungsschicht durch Sintern des vorlegierten Pulvers und Walzen zwecks Bindung der Lager schicht en den Stahlstützstreifen gebildet. Dann wird nach Schneideider Rohlinge, Formen zu Halblagern und Bearbeiten zu einem genauen Untermaß eine dünne *Barrieren*-Schicht aus Nickel oder Messing elektrolytisch abgeschieden, wonach eine Deckschicht aus Blei-Zinn oder Blei-Zinn-Kupfer einer Dicke von O,O?54 mc (1 mil) folgt.

Im Vergleich dazu ist bet den neuen Arten und Folgen der elektrolytisch abgeschiedenen Schichten nach der Erfindung die schwierige und teure Kupfer-Blei-^wLe£;ierung^N oder

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AIuminium-Zinn-Legierting unter der abschließenden Bleideckschicht nicht mehr erforderlich. Außerdem ist es schwieriger, gute Bindung einer dünnen Barrierenschicht aus Nickel oder Messing oder der abschließenden Bleilegierung an diesen besonderen Lagerlegierungsgrundschichten zu erhalten. Bei der neuen elektrolytisch abgeschiedenen Aufeinanderfolgs von Überzügen nach der Erfindung ist es in vielen Fällen möglich, die Kupfer-Blei- oder Aluminium-Zinn-Grundlagerschicht, die an den Stahlstützkörper gebunden ist, wegzulassen und an ihie Stelle eine einfachere Schicht aus Aluminiumlegierung oder Messing oder Kupfer zu setzen, die auch hohe Wärmeleitfähigkeit hat und genau nachbearbeitet werden kann, zum nachbearbeiteten Untermaß für die neuen überzüge dieser Erfindung und den abschließenden Blei-Zinn-Legierungs-Decküberzug zu verwenden.

Obwohl die galvanischen Überzüge nach der Erfindung zweischichtige dünne Überzüge oder drei- oder mehr- (Kupfer, Nickel, Kobalt, Silber, Messing)schichtige dünne Überzüge sein können, sind sie meist ein Doppelüberzug, bestehend aus ein oder mehreren Überzügen, welche dicht mitabgeschiedene feine nichtmetallische Teilchen enthalten, auf dem ein oder mehrere relativ hochfeste galvanische Überzüge einer Gesaratdicke unter etwa 0,0127 nun (0,5 mil) folgt, der senkrechte feine Poren dicht nebeneinander besitzt. Außerdem kann der abschliessende Blei-Ztnn-Lefierungsdecküberzug in zwei Stufen abgeschieden werden, ζ,Β,χη einer ersten Stufο ein 0,0127 mm (0,

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dicker Überzug aus einer Blei-Zinn-Kupfer-Legierung (90-8-2) und in einer zweiten Stufe ein etwa 0,0127 mm (0,5 mil) dicker Blei-Zinn- (90-10)überzug. Der resultierende ganze Decküberzug ist jedoch im wesentlichen ein Blei-Zinn-Lesierungsüberzug mit dem kleinen Prozentgehalt an Kupfer, der eine Erhöhung der Härte des relativ weichen Überzugs verursacht.

Wenn darüber hinaus Zusätze, wie Kumarin oder Ligninsulfat verwendet werden, kann der Blei-Zinn-LegierungsUberzug auch zu einem gewissen Ausmaß gehärtet sein, bleibt aber noch ein weicher wenig fester Überzug. Die Mltabscheidung insbesondere von kleinen Barium/sulfat- oder Strontiumculfat-Partikeln mit der Blei-Zinn-Legierung härtet auch den Blei-Zinn-Legierungsüberzug zweckmäßigerweise in einem gewissen Ausmaß und trägt gleichzeitig zur Erhöhung der Verschrammungtfestigkeit bei, indem die Teilchen als Schmierpartikel mit feinem Staub oder jßinen Schmutzpartikeln in Konkurrenz treten. Diese Arten von Teilchen tragen auch zur Verbesserung der Schmierung oder Gleitung und zur Ver-Minderung des Schweißens bei, wenn sie, wie oben beschrieben, in den Grundschichten mit den Metallen relativ holier Festigkeit, wie Silber und Messing und insbesondere mit den Nichtlagermetallen Nickel, Kobalt und Eisen mitebseschieden werden, da diese letzteren Metalle nicht öis Gleiteigenschaften von Blei, Blei-Zinn- oder Blei-Zinn-Kupfer-Legierungen oder natürlich SiJber, Messing oder

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verbleite Messingüberzügen besitzen. Die 31eilegierungsüberzügc sind anpassungsfähig und können, vie schon erwähnt, Staub und feine Schmutzteilchen mlteinachließen und das Verschrammen von Kurbelwellen oder anderen fellen verhüten, und in dieser Hinsicht kann eine Verbesserung durch Mitabscheiden insbesondere der feinen Bariumsulfatoder Strontiumsulfat-Teilchen mit dem Bleilegierungsüberzug erreicht werden.

Im allgemeinen haben die mitabgeschiedenen feinen nichtmetallischen Teilchen Bariumsulfat und Strontiumsulfat, Glimmer und Talkum eine Größe von etwa 0,1 bie 5 Mikron,

obwohl diese und andere ähnliche Teilchen auf senkrechten. Oberflächen als Agglomerate von Teilchen bis zu etwa 10 Mikron mitabgeschieden werden. Ia Falle von Saranpartikeln ist es ücht, Partikel von 10 bis mindestens 40 Mikron auf senkrechten Oberflächen dicht mitabzuscheiden. Venn . die Lager bei Temperaturen über etwa 150°C arbeiten, werden anorganische Teilchen anstelle von organischen bevorzugt, obwohl viele organische Teilchen auch gaägnet sein können. Venn BadzusStze, *./ie o-3enzoylsulfimid, Benzolsulf onamid, Benzoldisulfonsäure, in den Nickel- oder Kobalt-Bädern eingesetzt werden, um feiner körnige überzüge zu erhalten, .sind außerdem etwa 0,03 % Schwefel als fiickel- oder Kobalt-Sulfid Im überzug vorhanden, was Versprödung verursachen kann, wenn der überzug Temperaturen von etwa 204 ° C oder darüber ausgesetzt wird. In solchen Fällen,

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wo ein feiner körniger überzug erhellten werden noli, seilten schvef elf reis Zur-ätze, v/i? Kumarin, Chloralhydrat und Formaldehyd, in niedrigen Konzentrationen (etw? O₁?. ^/1 oder darunter) eingesetzt werden, damit keine Versprödung bei hohen Temperaturen eintritt. ?ür saure KupfsrbUder "türmen Glanzmittel und Zusätze zur Verfeinerung der Körnung eingesetzt v/erden, wie sie in den US-Patentschriften 2 707 166 und 3 288 6-90 offenbart sind.

Wenn der Stahlctützkörper direkt mit den erfindungsgernäßen Doppelüberzug versehen werden soll, wird bevorzugt, einen Kupferüberzug, welcher dicht mit-abgeschiedene feine nichtmetallische Teilchen enthält, als Haupt-Grundüberzug des Doppelüberzuges zu verwenden. Der Kupferüberzug kann etva 0,0127 bis mindestens 0,058 mm (0,5 bis 2 mil) dick sein und zv/ar cor ganze oder praktisch der ganze, die mitabge-

feinen
schiedenen/Teilchen enthaltende Kupferüberzug, oder 0,058 bis etv/a 0,0127 mn (0,2 bis 0,? mil) des ganzen Kupferüberzugs kann c'sr obere Teil, v/elcher die dicht mitabreschiedenen feinen nichtmetallischen Teilchen enthält, sein. D.h. ein wesentlicher T.eil des Kupferüberzugen kann reines duktiles Kupfer sein., weil es ein guter Wärmeleiter ist; denn er ist wichtig» in der oberen und abschließenden Lagermetallschicht, der Bleilcjiervngsschicht, die ^a bekanntlich ein schlechter Wärmeleiter ist, vor örtlicher überhitzung zu schützen. Wenn jedoch ein Bimetallstreifen verwendetvird und eine Kupfer-

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oder Aluminium-Schicht befindet sich auf dem Stahlstützkörper, so ist schon eine wärmeleitende Schicht vorhanden und man kann mit der dünnen Doppelschicht aus Kupfer, Nickel, Kobalt usw., welche dicht mitabgeschiedene feine nichtmetallische Teilchen enthält, fortfahren, wobei Kupfer oder Nickel im al^meinen in einer Dicke von etwa 0,00254 bis 0,0127 ram (0,1 bis 0,5 mil) vorliegt, gefolgt von einer Nickelschicht in einer Dicke von etwa 0,00254 bis 0,005ü0mm (0,1 bis 0,2 mil) oder 0,00762 mm (0,3 mil) als ab schlfei3ender überzug der Doppel schicht, oder Messing in einer Dicke von 0,00254 bis etwa 0,00762 mm (0,1 bis 0,3 mil) oder Nickel in einer Dicke von 0,00254 bis etwa 0,00580 mm und Messing in einer Dicke von 0,00254 bis etwa 0,00580 mm (0,1 bis 0,2 rail), worauf die abschließende Bleilegierungsdeckschicht folgt. Obwohl Nickel.oder Messing als zweite Lage der Doppelschicht bevorzugt wird, führen auch Eisen, Kobalt oder Silber, oder 0,00254 bis 0,00580 mm (0,1 bis 0,2 mil) Kobalt und 0,00254 nun (0,1 mil) Messing oder dergleichen zu ausgezeichneten Ergebnissen. Wenn die abschlieSende Lage der Doppelschicht aus Bronze, Kupfer-Kadmium-Legierung oder Kupfer ist, ist in den meisten Fällen eine dünne ßarricrcnschicht aus Nickel oder Messing vorzusehen, um dio Diffusion von Zinn aus der abschließenden Blei-Zinn-Deckschicht nach unten zu verhüten. Auch Silber ist ein ausgezeichnete» Lagermaterial, insbesondere wenn feinteiliges Blei in seiner Matr.l:: verteilt ist. Um aus Koster^ründen mit der geringsten Menge Silber aus zukommen ,· kann die

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zweite Schicht des Doppelüberzuges ein dünner zweifacher oder dreifacher Überzug sein, z. B. ein Nickel- + ein Silberüberzug, Nickel + Silber + Nickel, Kobalt + Silber, Nickel + Silber + Messing, usw. Die Gesamtdicke dieser Mehrfachplattierung, welche die zweite Schicht die Doppelüberzuges bildet (die Schicht mit den dichten feinen senkrechten Poren) liegt im allgemeinen unter etwa 0,0127 mm (0,5 rail).

Von den beigefügten Figuren, die eine besondere Ausführungs· form der Erfindung darstellen, zeigt Fig. 1 das große Ende eine Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem itahlnin-verlegten Lager, zusammengesetzt aus zwei Halblagern, wie in Fig. ? gezeigt, dicht anliegend zusammengefügt. Die Figuren 3 und h zeigen einen vergrößerten Querschnitt der, stahlhinterlegtcn Lagers und die aufgalvanisierten Schichten. Der Stahlstiltzkörper ist gewöhnlich der dickste

Körper und, vri*» in den Figuren'gt-zei^t, folgt darauf eine hoch hitzebentandige Kupfer- oder Aluminiumschicht, die zwcckß^;ißigcr*v'eiGo nach dem Bearbeiten mindestens 0,058 mm (2 mil) dick ist, mit einem Untermaß von 0,03556 mm (1,4 nil) un den genauen Raum für die präiicionsplattierten Schichten zu echaffen; diese Richten sind eine Nickelschicht einer Dicke von 0,0058 mm (ö,2 mil), welche dicht Eitabgeechiedene fein· Teilchen von Bariumsulfat eines Durchmessers von 0,05 biß 5 Mikron enthält, eine Niokel-

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schicht einer Dicke von 0,0058min (0,2 mil), welche dichte feine senkrechte Poren, etwa 1000 bis 200 000 pro 2,54 ca, aufweist, infolge der Abscheidung auf der Nickelschicht, welche die dicht aitabgeschiedenen feinen Bariumsulfat-Isclierteilchen enthält. Abschließend wird eine 0,0254 mm (1 mil) dicke Blei-Zinn-(90-10)-Deckschicht auf die hochporöse Nickelschicht aufgebracht. Vie in Fig. 4 gezeigt, ^rin.rt die Pb -Sn-Schicht in die Poren dieser darunter befindlichen Schicht/ eine liickelschicht mit dicht darin verteilter Pb -3n-Legierun£ in seiner Matrix bildend. Es ist so zu verstehen, daß die relativen Dicken der verschiedenen Teile des Lagers, wie in der Zeichnung wiedergegeben, nicht genau cind und nur zur Veran«chaulichung eines Lagers mit einer 3_f08 cm Bohrung darin und einer Gesamtwanddicke der zusammengesetzten Lagerschale von 0,254 ca dienen soll, ils rnui3 betont werden, daß die Figuren nur als Beispiel der Erfindung dienen und keine Begrenzung darstellen. Die Gesamtwanddicke kann z. B. beträchtlich kleiner als 0,25^ ca sein, und \-rerw. sie sehr dünn ist, dann können andere Vorrichtungen benutzt werden, um das Lager fest in 3tellung zur Pleuelstange zu halten. Auch die Zahl der feinen senkrechten Poren kann sehr hoch sein, z.3. mindestens 1 Million Poren pro 6,45 ca⁴", und der abschließende Decküberzug kann eine Blei-Zinn-Kupfer-Legierung oder ein

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gemischter Bleilegierungsüberzur aus der eben genannten Legierung und der Blei-Zinn-Legierung sein. Außerdem kann anstatt des Iiickelüberzuges mit den dicht mitabgeschiedenen feinen Bariumsulfatteilchen ein Kupferüberzug mit den mitabgeschiedenen Teilchen in einer Dicke von O,00702 mm (0,? mil) vorgesehen werden, und der folgende Uberzu£ kann Messing in einer Dicke von 0,00254 bis 0,00530 mm (0,1 bic 0,2 mil), oder Nickel in einer Dicke von 0,00254 bis 0,00580 mm sein, worauf ein Messingüberzug in einer Dicke von 0,00254 bis 0,0058 mm (0,1 bis 0,2 mil) folgt. Bei dem etwas dickeren überzug wird das genaue Untermaß selbstverständlich vor dem Galvanisieren bestimmt.

In den nun folgenden Beispielen werden bevorzugte Doppelüberzüge nach der Erfindung zur Herstellung von hoch-festen dünnwandigen halbrunden Präzisionsgleitlagern mit einem Standard-Stahlstützkörper des in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Typs gebracht. Die abschließende Bleilegierungsschicht wird in diesen Beispielen zu einer Dicke von 0,0254 mm (1 mil) präzisionselektroplattiert, wogegen bei anderen Gleitlagern, wie Gegendruckunterlagsscheiben, Rsibungsplatten -und dergleichen die Dicke der Bleilegierungsschicht etwa 0,00580 bis sogar 0,127 mm (0,2 bis 5 mil) betragen kann. Andererseits ist der obere Teil der jräziaionsplattierten Doppelschicht nach der Erfindung gewöhnlich nicht stärker

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als etwa 0,0127 mm (0,5 mil)» wenn die mit abgeschiedenen Teilchen anorganischer Natur sind, doch wenn die größeren organischen Harzteilchen, z.B. Teilchen eines Durchmessers von 10 bis 50 Mikron, verwendet werden, dann kann der obere Teil der Doppelschicht mindestens 0,0254 mm dick sein, ja sogar eine Dicke von bis zu 0,058 mm (2 mil), 5.nnMikron, aufweiten. Die Anwesenheit einer hoch wärmeleitfähigen Schicht unter der Doppelschicht nach der Erfindung und/oder die Verwendung von Kupfer oder Silber in der hoch festen galvanisierten Doppelschicht kann es möglich machen, die e::trem hohen Belastungsspitzen ohne Ermüdung oder andere schwere Schäden zu ertragen, und kann es möglich machen, kleinere Lagerflächen zu verwenden, die stabil bleiben, was die Lagerreibung herabsetzt,

Beispiel 1

Ein Standard-Bimetallstreifen, bestehend aus einem Stahlstützkörper mit einer Aluminium« oder Aluminiumlegierungs-Echicht wird in Abschnitte geeigneter Größe geschnitten, in Halblagerichalen gepreßt und zu 0,0356 mm (1,4 mil) Untermaß auf der itonkavenSeite prMzisionsbearbeitet. Die sauberen halbrunden Gleitlager werden dann in kasten-artige PalvanisierungEgestelle derArt, wie sie in der briti3crien Patentschrift 1 056 723 beschrieben sind, gebracht, weiter gereinigt und so behandelt, daß gute Bindung

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der folgenden aufgalvanisierten Schichten am Aluminium gewährleistet ist. Diese Behandlung ist das bekannte Eintauchen in Zinkat, worauf eine Kupfer- od»er Messing-Vorschicht erfolgt, die aus einen leicht warani (Raumtemperatur bis 46 ⁰C),schwachalkalischen (pK etwa 10,5) Zyanidbad oder aus einem schwachalkalischen Nickelbad eines pH zwischen 6,5 und 10 aufgebracht wird. Die Gleitlager werden dann mit den abschließenden galvanischen überzügen wie folgt versehen. Es wird ein Nickelüberzug, dee" dicht mit-abgeschiedene Bariumsulfatteilchen enthält, in einer Dicke von 0,0058 mm (0,2 mil) aufgebracht. Dieser überzug wird eus einem sauren Nickelbad vom Watts-Typ, das etwa 150 g/1 feine Bariuiasulfatteilchen (X-Ray grade) riirpergiert enthält und das luftbewegt wird, aufgebracht. L'ierec Bad kenn 0,1 g/l Chloralhydrat und Formalin enthalten, um einen feinerkörnigen überzug zu bekommen. Dann vi rf? des Gestell in ein anderen Watte-Bad überführt und es wird wieder ein 0,0058 mm (0,2 mil) dicker Nickelüberzug abgeschieden. Dann wird der abschließende Bleilegierung 3Üb er zug einvr Dicke von 0,0254 nun (i mil) aufgebracht, vorzugsweise aus einen cauren Fluopboratbad. Die Bleilegierung kann folgende Zusammensetzung haben: 90 Blei 10 Zinn, oder SO Blei, 8 Zinn, ?. Kupier. iJer überzug kann zweckmäßigerweise such mitab£ecchiedene Bariumsulfat*teilchen enthalten, indem etwa 100 bis 150 c/l der Teilchen

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durch mäßiges Rühren oder durch Pumpvorrichtungen in dem sauren Bleilegierungs-Fluorboratbad verteilt werden. Zum Abschluß kann dem ganzen Lager ein Schein durch einen Zinn- oder Blei-Zinn-Überzug gegeben werden, um ihm gleichmäßiges Aussehen zu verleihen und den Stahlstützkörper vor Korrosion infolge hoher Feuchtigkeit während der Lagerung zu schützen. Der Aluminiumlegierungsstreifen kann folgende Zusammensetzung haben: h jd Si, 1% Cd, lest auf 100 Aluminium, oder 3% Cd, 1 % Cu, 1 % Ni, Rest auf 100 Aluminium, oder 6% Sn, 1#Cu, 1% Si, Rest auf 100 Aluminium, oder 11 % Si, 1 % Cu, 1 % Mg, 1 % Ni, Rest auf 100 Aluminium, oder ähnliche Aluminiumlegierungen.

Anstelle von Bariumsulfatteilchen können mit der ersten Nickelschicht Saranteilchen dicht mitabgeschieden werden, und die erste Nickelschicht kann 0,00254 bis etwa 0,0254 mm (0,1 bis 1 rail) dick sein, und auf diese folgt eine Schicht aus Nickel, Kobalt oder Legierung, die etwa 0,00254 bis' sogar etwa 0,0258 ram (0,1 bis 2 rail) dick ist, abhängig von dem vorbestimmten genauen Untermaß bei der Präzisionsbearbeitung. In dieser zweiten Nickel- oder Kobaltschicht wird vorzugsweise Bariumsulfat oder Strontiumsulfat in der oberen Schicht mitabgeschieden, weil große Sranteilchen, biß zu 50 Mikron ira Durchmesser, schnell dicht auf senkrechten Kathoden mit Nickel, Kupfer* Kobalt,Eisen oder ihren Legierungen nüfc-abgeschieden werden. Mit diesem großen .

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Teilchen wird auch die obere Schicht hochpcrös, sogar bis zumindestens 0,058 mm (2 mil) Dicke. Ss ist auch möglich, die Saranteilchen nach Abscheiden der zweiten Schicht mittels Lösungsmitteln, wie Methylethylketon oder Zyklohexanon herauszulösen, und dann die Blei-Zinn-Legierungsschicht aufzubringen. In diesem Fall sinätdie Bleilegierungsschicht tiefer in die senkrechten Poren ein, als wenn die isolierenden Teilchen am Boden der Poren sind.

Es ist festgestellt worden, daß Saranpulver (ein Kopolyraerisat von Vinylidenchlorid und Acrylnitril, das von der Firma Dow Chemical Co. als Tj*pen Saran F-120 und Saran F-P.20 in den Handel gebracht wirdX verglichen mit anderen nichtmetallischen Pulvern, in höchstem Volumen-^ mit Nickel abgeschieden wird ( siehe US-PS 3 356 467). Auch können, wie bereits erwähnt, die größen Partikel, bis zu mindestens 50 Mikron Durchmesser, dieses Harzes leicht mit Nickel mitabgeschieden werden. Saran F-120 scheidet sich aas sauren Hickelbädern, wie Watts-Bädern und hochchloridhaltigen Bädern auch etwas schnaller aus, als Saran F-220, während bei sauren Kupfersulfate.öfiungen das Verhältnis umgekehrt ist. i3ine Konzentration von 50 bis etwa 150 g/l Saranpulver gestattet maximale Mltabscheidung auf vertikalen Kathoden. In sauren Kupfornulfat- und Fluoyboratbädern, insbospndery den zuerst genannten, gestattet die Verwendung

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von etwa 0,1 bis etwa 1 g/l Tetraäthylenpentamin oder 10 bis 15 g/l ÄthylendiamintetraeBjigsäure oder ähnliche Chelatbildner maximale Mitabscheidung von Saran, aber noch mehr von Bariums\ilfat, Strontiumsulfat, Glimmer, Talk und anderen ähnlichen anorganischen Teilchen. Die alkalischen Kupferpyrophosphatbäder sind ausgezeichnet für dichte Mitabscheidung· von Barium- oder Strontiumsulfat, sind aber nicht so .günstig für die Mitabscheidung von 3aranteilchen,wie die sauren Kupferbiider. So sind alkalische Kupferpyrbphosphatbäder für die Kltabscheidung von Bariumsulfat von gewissem Vorteil über sauren Kupferbädern, in-dee keine Kupferteuchplattierung oder Angriff des Stahlstutzkörpers stattfinden wird, selbst wenn vorher keine dünne Schutzschicht aus Kupfer, Nickel pder Zinn aufgebracht worden ist. Trotzdem kann ein dünner überzug aus Nickel, über den ganzen Stahlstreifen oder Bimetallstreifen vor den galvanischen Abscheidun gen das Problem mit sauren Kupferbädern beseitigen.

Beispiel 2

Bin !'!metallstr3if en, bestehend, aus einem Standardstahlstützk'irpor mit einer Kupfer- oder Kupfer!egierungr-Schlcht wird geschnitten und au den Halblagera der ^ewünec ten Größe priizisionsbearbeitet und auf der Konkavenseite

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auf ein Untermaß von 0,0406 mn (1,6nil) gebraucht. Am besten wird dem Streifen eine Kupfervorschicht aufgebracht, um den Stahlstützkörper während der foleenden Galvanisierung zu schützen, wenn anstelle von alkalischen Pyrophosphatkupferbädern saure Kupferbäder benutzt werden. Dje sauberen halbrunden Gleitlager werden dann in kastenartige (Jalvanisierungsgestelle gebracht und nach weiterem Reinigen, Spülen und üJintauchen in 3äure werden die überzüge nach der Erfindung aufgebracht. Ι"Ίη Kupferüberzug mit dicht rnitabgeschiedenen Bpr.iuDsvlfatteilchen wirr, in ejner Dicke von 0,005«^q bis ';, 00752 mm (0,2 bis 0,3 mil) auf Galvanisiert. Der überzug wird entweder aus einem sauren Kupfersulfatbad aufgebracht, das 100 bii- 130 g/l Bariumsulfntpulver (X-Rey grade) einer Teilchengröße von 0,05 bis etwa 5 Mikron, und puch 0,5 g/l Totra^thylenpeirtauuin er.th'll⁴:, un maximaler !!·; tsbrcbeiden zu gewährleisten, oder aus einem alkalischen Kupfcrpyrophosphatbad. I'ann wird ein O,OO£f;-A mm (0,1 mil) « äicker Kobaltüberzug aufgebrecht,-der dicht mitabgenchifdene Baritunsulfatpartikel enthält, oder ein O_t<X>?^r _:h mm (0,1 mil) dicK'-r Mesßingüberzug. lic folgt der abschließende Clei-Zinn-Über;;'i'j; in einer Dicke von Q»Q?f^t im (¹ ·ϋΐ), Dir- Tu--"tj.iir.un."

Gtrndlich von der Dicke aller, überzüge, eic abznsch'r· ·.!?mi

sind, ab.

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Dünne (0,00254 bis etwa 0,00762 mm) (0,1 bis etwa 0,3 mil) galvanische Abscheidungen, welche die Doppelüberzüge gemfß dieser Erfindung darstellen, sind hauptsächlich beschrieben worden, weil bei der Herstellung von GleitlagerbelSgen kurze Galvanisierzeiten am wirtschaftlichsten sind, und die genauen Dicken der überzüge e.uch genauer kontrolliert werden können. Es ist jedoch zu betonen, daß die unlere Lage der Doppclschicht sehr viel dicker sein kann, wenn organische Harzteilchen, wie Saran und PVC, einer Größe von 50 Mikron in dieser unteren Schicht des Doppelüberzuges verwendet werden. Bei Saranteilchen einer Größe von 40 Ms OO i-Iiicron ist e.in Überzug einer Dicke von mindestens 0,0580 ram (2 mil) erforderlich, wie bereits gesaßt, um diese großen Teilchen vollständig oder weitgehend vollständig auf der Oberfläche der unteren Schicht bedeckt zu halten. Tatsächlich ist am Ende von sogar 0,127 mm (5 mil) dicken überzügen die obere Schicht noch sehr porös, wenn solch große organische Teilchen in der unterliegenden Schicht mit abgeschieden sind, und ein Lösungsmittel zum Herauslösen der organischen Harz# partikel verwendet worden ist. Mit Saranteilchen einer Groß· von ctwp 0,1 b:.s 2 Mikron können wesentlich dünnere überzüge angewendet v/er den, ohne durch Verwendung eines Lösungrsmittelr-Forosität der oberen Schicht zn erreichen, wie es mit feinen aiiorganiEchen Teilchen, wie Bariumsulfat oder Strontiumsulfat,* der Fall ist« Wenn die größeren organischen HErzteil» Ghen (etwa 10 bis-mindestens 50 Mikron.), wie Earan, PVC oder

Polystyrol oder dergleichen mit Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen oder ihren Legierungen mitabgeschieden werden, ist es sogar notwendig eine zweite Schicht aufzubringen, um so hochporöse Schichten in der Art, wie bereits beschrieben, zu erhalten. Es genügt schon, da» in der Oberfläche des Überzuges eingebettete Harz herauszulösen, zu verdampfen oder zu depolimerisieren, danach zu reinigen und dann den Überaug aus Blei-Zinn-Legierung aufzubringen. In diesem Fall ist .die "Doppel"Schicht nach der Erfindung eine einzige Schicht mit einer Doppelstruktur, indem der Bodenteil oder der untere Teil des Überzuges ein zusammengesetzter und der obere Teil ein poröser Teil ist. Wenn die unter der Bleilegierungsschicht liegende Schicht Kupfer oder eine Kupferlegierung ist, wird vor Aufbringen des abschließenden Bleilegierungsüberzuges ein dünner Barrierenüberzug aus Nickel, Kobalt, Eisen oder deren Legierungen oder aus Messing aufgebracht.

Abschließend ist wieder herauszustellen, daß Bariumsulfatteilchen Schmierteilchen sind und als solche in Borschmant verwendet worden sind. So haben die relativ hoch festen Metalle mit dicht mitabgeschiedenen Bariumsulfatteilchen wesentlich geringere H«igung zum Fressen als ohne diese Teilchen,

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dem galvanischen Bad eine oberflächenaktive Substanz, und zwar eine organische Perfluorοverbindung wie Perfluorooctylsulfonsäure oder ^öin Salz dieser Säure, zuzusetzen, damit das Fluorkohlenstoffharz benetzt wird und die Teflonteilchen mitabgeschieden werden. Teflon und ähnliche Fluorkohlenstoffharze sind jedoch sehr schwer durch Kohlenwasserstoff-Schmieröle zu benetzen und es ist auch ziemlich schwierig, ein dichtes Mitabscheiden dieser Teilchen auf senkrechten Kathoden zu erreichen, wenn man die Abscheidung von Teilchen aus Seran, PVC, Bariumsulfat und Strontiumsulfat zum Vergleich heranzieht.

Wegen der niedrigeren Erweichungspunkte der organischen Harzteilchen, insbesondere Saran, werden vorzugsweise Badtemperatnren von 54 bis 6O⁰C während des Mitabscheidens nicht überschritten, weil die in den Bädern dispergierten Teilchen zum Zusammenbacken neigen.

Neben der Verwendung der galvanisch abgeschiedenen La£erraaterialien dieser Erfindung in Schalenlagern, insbesondere in dünnwandigen, stahlhinterlegten halbrunden präzisionsplattierten Lagern, Gegendruckunterlagsscheiben und Reibungsplatten, bJetet die Verwendung bei Kunststoff zahnrädern einzigartige Möglichkeiten, da bei Galvanisieren aus wässerigen Bädern keine höheren Temperafeuran bslm Abscheiden des Lager» iü?vteri«Xu iirfimWrlicih sincL Dar l?'*>rtschritt beim Galvanl-

einer Stufe, da£, nachdem der Oberfläche des Kunststoffes, wie Nylon, PVC oder dergleichen ein haftender VorUberzug aufgebracht worden ist, sie jetzt mit dem Lagermaterial dieser Erfindung versehen und mit einem abschließenden Bleilegierungsüberzug einer Dicke von 0,0058 bis 0,127 nun (0,2 Mn etwa 5 mil) überzogen werden kann, für Verwendungen, wie Zahnräder, die keine oder nur geringe Gleiteigenrchafton aufweisen brauchen. Außerdem ist selektives Galvanisieren von Kunststoffen möglich und es müßte möglich sein, anstelle dec ganzen Rades nur die Zähne zu überziehen,

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Claims

P a tentansprüche :

1) Lagermaterial gekennzeichnet durch eine elektrolytisch abgeschiedene Metallschicht einer Dicke von 0,0058 bis 0,127 nan, bestehend aus mindestens einem Metall aus der Gruppe: Kupfer, Silber, Nickel, Kobalt, Eisen und ihren Legierungen, wobei sich die Schicht aus einem unteren Teil, welcher dicht mitabgeschiedene ntcht-metallische Teilchen enthält, und einen oberen Teil «it einer dichten feinen senkrechten Porosität zusammensetzt, und einer auf dem porösen TeD. aufgebrachten abechlledenden Deckschicht aus Blei-Zinn-Legierung einer Dicke von 0,0058 bis 0,127 mm.

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2. Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytisch abgeschiedene Metallschicht besteht außt mindestens einem Oberzug, ausgewählt aus der Gruppe: Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen und legierungen davon, wobei mindestens einer dieser überzüge unter 0,058 mm dick ist und dicht mitabgeschiedene feine nichtmetall lißche Teilchen enthält, einer darauf festheftenden benachbarten Metallschicht einer Dicke unter 0,0127 mm, die auß mindestens einem überzug sus der Gruppe! Silber, Kupfer, Nickel, Kobalt, Eisen und Legiertmgen davon, besteht und eine Äichte feine senkrechte Porosität infolge der Abscheidung auf der die mitabgeschiedenen

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feinen nichtmetallischen Teilchen enthaltenden Schicht aufweist, und einem fest haftenden Blei-Zinn-Legisrunggsdecküberzug einer Dicke von 0,0058 bis 0,127 mm auf der die Porosität aufveisenden Schicht·

3» Legermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dicht mita&geschiedenän feinen nichtmetallischen Teilchen Bariumsulfat oder Strontiumsulfatteilchen einer Größe zwischen 0,05 und 10 Mikron Bind,

4. Lagermaterial nach Anspruch.. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dicht mitabgeschiedenen feinen nichtmetallischen Teilchen Vinylidenchlorld-Acrylnitril-Mischpolymerisatteilchen oder Polyvinylchlorid-Teilchen einer Größe von 0,05 bis 50 Mikron sind.

5. Lagermaterial nach Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupferüberzug einer Dicke von 0,00254 bis 0,0127 mm, welcher dicht mitabgeschiedene feine Bariumsulfatteilchen aufweist, mit einem Nickelüberzug einer Dicke von 0,00254 bis 0,0058 mm versehen ist,und auf dem zuletzt genannten überzug ein 0,0127 bis 0,0254 ram dicker Decküberzug aus einer Bleilegierung, die 5 bis Λ0% Zinn und 0 bis 3% Kupfer enthält, abgeschieden ist.

6. Lagermaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nickdüberzug einer Dicke von 0,00254 bis

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0,0127 π», welcher dicht mitabgeschiedene feine Bariumsulfatteilchen enthält» mit einem 0,00254 bis 0,00762 mm dicken Nickelübezug versehen ist und auf letztenem ein 0,0127 bis 0,0254 nun dicker Deküberzug aus Bleilegierung, welche 5 bis 10 % Zinn und 0 bis 3Ji Kupfer enthält, abgeschieden ist.

7. Lagermaterial nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen Kupferüberzug einer Dicke von 0,00254 bis 0,0127 an, welcher dicht mitabgeschiedene feine Bariumsulf attellchen enthält, einen darauf abgeschiedenen 0,00254 bis 0,00580 mm dicken KupferÜberzug, einem darauf abgeschiedenen 0,00254 ma dicken Nickelüberzug, und einem darauf abgeschiedenen O,Ot27 bis 0,0254 am dicken Überzug aus Bleilegierung, die 5 bis 10Jt Zinn und O bis 3% Kupfer enthält,

8. Lagermaterial nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Oberzug aus Messing oder Silber einer Dicke von etwa 0,00254 mn, welcher dem Blei-2inn-Legierungsüberzug voraufgeht.

9. Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht, die dem abschließenden Überzug aus Blei-2inn-Legi©rung voraufgefet_e min Kupfertib®rzug

ist, der in seine« unteren Teil «tiefet BitabgeeoMedene

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Teilchen aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisat enthält, und in seinem oberen Teil eine dichte Porosität infolge Herauslösens der nichtmetallischen Teilchen, die in der Oberfläche des Kupferüberzuges mitabgeschieden waren, aufweist.

10. Lagermaterial nach Anpruch 9, gekennzeichnet durch

einen die Diffusion verhindernden Barrierenüberzug aus ^

Nickel, Kobalt oder Messing, welcher dem·abschließenden überzug aus Blei-Zinn-Legierung voraufgeht.

11. Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abschließende überzug aus Blei-Zinn-Legierung dicht mitebgeachiedene Bariumsulfat- oder Strontiumsulfat-Teilchen enthält.

1?. Vorwenuung des Lagerraaterials gemäß Anspruch 1 in

Schal enlagem mit einem Me tails tUtzkörper. |

t Verwendung der> Lagermaterials nach Anspruch 2 in einem Schdenlager bestehend aus einem Stahlstützkörper, einer darauf aufgebrachten gut wärmeleitenden Schicht aus Nichteisenmetall, ausgewählt auc der Gruppe! Silber, Kupfer, Aluminium und Legierungen chron, auf welche das Lagermaterial abgeschieden ist.

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14. Verwendung des LagermaterieLs gemäß Anspruch 2 in einer dünnwandigen Lagerschale, gekennzeichnet durch einen Stahistützkörper mit einer gut wärmeleitenden Schicht aus llichteiseririetsll auf eier konkavenOberflache, worauf das Laßermaterial abgeschieden ist·.

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