DE2840425C3

DE2840425C3 - Verfahren zur Herstellung von auf Reibung beanspruchten Werkstücken, wie Gleitlager, mit für Beanspruchung mit relativ hohem Flächendruck und bzw. oder Reibung bzw. Verschleiß und bzw. oder hoher Temperatur geeigneter Anpassungsschicht

Info

Publication number: DE2840425C3
Application number: DE2840425A
Authority: DE
Inventors: Willem F. 6200 Wiesbaden Lugtenburg; Michael Dipl.-Ing. 6501 Oberolm Steeg
Original assignee: Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Current assignee: Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Priority date: 1978-09-16
Filing date: 1978-09-16
Publication date: 1981-08-20
Also published as: DE2840425B2; DE2840425A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von auf Reibung beanspruchte Werkstücke, wie Gleitlager, mit für Beanspruchung mit relativ hohem Flächendruck und bzw. oder Reibung bzw. Verschleiß und bzw. oder hoher Temperatur geeigneter Anpassungsschicht.

Die grundsätzliche Bedeutung der Erfindung sei im folgenden an Hand des Beispiels von Gleitlagerelementen dargestellt.

Bei jedem Starten oder Abschalten einer hydrodynamisch geschmierten Lagerstelle wird normalerweise die Zone der Mischreibung durchschritten. Hierbei kommt es zu direktem partiellen Kontakt zwischen Gleitlagerwerkstoff und Wellenwerkstoff. Dadurch entsteht in Abhängigkeit der Belastung ein mehr oder minder starker Verschleiß der Paarungspartner. Bei Gleitlagern ist gewöhnlich ein Anpassungsvorgang notwendig, um bei neuen jungfräulichen Lagerpaarungen eine Angleichung der Mikrogeometrien zwischen Welle und Lager herbeizuführen, d.h. die bei der Bearbeitung in den Grenzflächen entstandenen Rauheitsspitzen oder die geometrischen Ungenauigkeiten durch programmierten Verschleiß zu glätten, und somit den Traganteil des

ίο Gleitelementes und damit die zulässige mechanische Belastungsgrenze zu erhöhen. Hierbei ist die für diesen Vorgang benötigte Zeit bisher vorwiegend von den Eigenschaften des Tribosystems Gleitlagerwerkstoff/ Wellenwerkstoff/Schmierstoff abhängig.

In der GB-PS 14 09 477 wird ein Drehkolben beschrieben, der mit einer Oberflächenschicht aus FeO durch Plasmaspritzen belegt ist. Diese durch Plasmaspritzen hergestellte Schicht soll bis zu 5 mm dick aufgetragen werden. Diese durch thermisches Spritzen aufgebrachte Schicht besitzt eine relativ geringere Härte als die des Drehkolbengehäuses, was somit zu einer Verminderung von Verschleiß und Freßneigung führt Jedoch sind solche Gleitschichten für Gleitlager nicht anwendbar die im Betrieb partielle Druck- und Temperaturspitzen aufweisen.

Durch den Einsatz galvanischer Überzüge für hochzubelastende, einbaufertige Lagerschalen für Verbrennungckraftmaschinen, sogenannte Dreistofflager, sind vorbeugende Anpassungsvorgänge, z. B. für PkW-Motoren praktisch entfallen, während bei Dieselmotoren im Bereich von 370 bis 1580 KW die Anpassungszeit von 20 bis; 30 auf 2 bis 5 Stunden herabgesetzt werden konnte. Bei Dreistofflagern wird in der Regel auf einer Basiüschicht des grundlegenden Gleitlagerwerkstoffes, bestehend z. B. aus Kupfer- oder Aluminiumlegierungswerkstoffen, ein duktiler galvanischer Überzug mit einer Schichtdicke von 0,015 bis 0,040mm üblicher Weise maßgalvanisch, d.h. ohne nochmalige nachträgliche mechanische Bearbeitung, aufgebracht

Die Anpassungsfähigkeit der relativ weichen, duktilen Galvanikschicht begünstigt den Anpassungsvorgang und erhöht sowohl die Widerstandsfähigkeit des Gleitlagers gegen Verschweißen mit der Welle als auch die Benetzbarkeit mit Schmiermitteln. Die galvanischen Überzüge bestehen entweder aus Blei-Indium, Blei-Zinn oder auch aus Blei-Zinn-Kupfer. Bei den !etzteren sind neuerdings Legierungen mit erhöhten Kupfergehalten bis zu 10% Massenanteil bekannt Die erhobenen Forderungen seitens der Motorhersteller nach erhöhter Belastbarkeit sowie Ermüdungsfestigkeit als auch Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit haben zu diesen neueren galvanischen Schichten geführt, die jedoch aufgrund ihre höheren Härte die Bedingungen zur Wirksamkeit des Anpassungsvorganges nicht mehr vollständig zufriedenstellend erfüllen. Dem versucht man durch Zugabe von EP-Zusätzen zum Schmieröl näher zu kommen, wobei das Abtragen von Rauheitsspitzen durch einen verknüpften chemisch-mechanischen Vorgang bewirkt wird. Durch partielle Berührung während des Anpassungsvorganges entstehen gewissermaßen Druckspitzen und Temperaturspitzen, die zu einer chemischen Reaktion der aggressiv werdenden Wirkstoffe der Additive mit den Werkstoffe fen der Lagerstelle unter Bildung von z. B. Metallsulfiden, -Chloriden, -phosphaten führen wobei verstärkt im Gebiet der Mischreibung der Lagerstelle die Vorgänge des mechanischen und chemischen Abtragens der

Grenzflächen nebeneinander ablaufen. Es hat sich gezeigt, daß nach Ablauf längerer Zeit bei Belastung, insbesondere im Gebiet der Mischreibung, Lagerwerkstoff und Wellenwerkstoff durch nichtmetallische Isolierschichten getrennt sind, womit eine zur Verschweißung führende Bildung von Adhäsionsbrücken und somit eine Materialermüdung durch hohe Scherkräfte vermieden wird. Es wurde beobachtet, daß die Reaktionsumwandlung der Gleitwerkstoffoberflächen, insbesondere der aus Pb—Sn-Cu bestehenden Galvanikschichteii, während der Anpassungsphase — je nach Art und Größe der Rauheiten und der Betriebsbedingungen der Motore (Langstrecken- oder Kurzstreckenfahrt und entsprechende Temperaturen) — sehr ungleichmäßig verteilt über die Lagermetalloberfläche erfolgt und auch im zeitlichen Ablauf unkontrolliert abläuft, was naturgemäß zu Betriebsstörungen Anlaß geben kann. Bedingt durch den betrieblichen Einsatz solcher Additive bzw. Inhibitoren im Schmiermittel werden nur lockere Schichten ausgebildet, die in den Ein- und Auslaufphasen des Betriebes immer wieder durchgerieben werden, so daß es eigentlich nie zur Ausbildung einer homogenen und zusammenhängenden nichtmetallischen Gleitschicht kommen kann. Vielmehr stellen die durch solche Additive und Inhibitoren im Schmiermittel erzeugten Schichten nur einen Notbehelf und einen gewissen Schutz während des Betriebsablaufs dar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zu entwickeln mit dem verbesserte Anpassungsschichten für z. B. auf Reibung beanspruchte Elemente, insbesondere auch herkömmliche Mehrschichtleitelemente, außerhalb des betrieblichen Einsatzes geschaffen werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Werkstücke in einem Schmiermittelbad mit mindestens einem solcher verschleiß- und korrosionshemmenden Hochdruckzusätze, wie sie an sich als im betrieblichen Einsatz unter Einwirkung von erhöhtem Druck und Temperatur partiell wirksam werdende Additive bzw. Inhibitoren in natürlichen sowie synhetischen Schmiermitteln bzw. Emulsionen zur Verminderung von Reibung, Verschleiß, Temperatur bzw. Korrosion bekannt sind, durch chemische Umwandlung der Werkstückoberfläche vorbeugend mit einer geschlossenen, durchgehenden, zwischen 0,0Cl mm und 0,005 mm vorzugsweise 0,002 mm dicken Reaktionsschicht auf der Basis von trockene Reibung und Verschleißen von Metallflächen verhindernden Metallsalzen als Anpassungsschicht belegt werden.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäße, im Schmiermittelbad erzeugte Anpassungsschicht, wesentlich bessere Eigenschaft aufweist, als die im betrieblichen Einsatz solcher Additive bzw. Inhibitoren im Schmiermittel erreichbar sind. Versuche haben ergeben, daß die gemäß der Erfindung aufgebaute Anpassungsschicht an Gleitlagern bis zu 50% höhere Druckbelastbarkeit erzielen läßt als dies mit dem betrieblichen Einsatz derselben Additive bzw. Inhibitoren im Schmiermittel möglich ist. Durch diese Erhöhung der Druckbelastbarkeit von z. B. Gleitlagern ist es möglich die Baulänge von Verbrennungskraftmaschmen, bedingt durch Gleitlager in schmaler Ausführung bei gleichzeitiger hoher Tragfähigkeit, wesentlich zu vermindern.

Hochdrucksätze sind zu Schmiermitteln zulegierte bzw. gelöste, erst bei hohem Druck und hoher Temperatur wirksam werdende Stoffe (sogenannte Additive: Phosphor-, Chlor-, Schwefel- oder andere Verbindungen) zu paraffinbasischen, naphthenbasischen oder gemischtbasischen Grundölen und ergeben sogenannte legierte Schmiermittel. Sie bilden nach Reaktion mit den Metallen eine druckfeste, nichtmetallische, die gleitende Flächen gut trennende Oberflächenschicht von höherer Scherfestigkeit in Form von Metallchloriden, -phosphaten, -sulfiden, eine chemische Grenzschicht in Form von Metallsalzen, die trockene Reibung

ίο und Verschweißen von Metailflächen verhindert daher auch korrosive oder Feststoff-Schmierung genannt Von der Art der löslichen Verbindung und der Temperaturbeanspruchung ist die verschleißmindernde Wirkung abhängig. Daher sind legierte Schmiermittel erst von einer bestimmten Belastung und Temperatur an einzusetzen. Ferner ist das Aufbringen von kristallinen Phosphatschichten für die Kaltformung von Stahl sowie Zink, Zinklegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen beim Ziehen von Drähten, Rohren und Profilen, Tiefziehen, Kaltformen, Fließpressen zwecks Ausschaltung des metallischen Kontaktes zwischen Werkstück und Werkzeug als Trennmittel und als guter Schmiermittelträger und zugleich als Gleitmittel sowie zur Verbesserung der Oberfläche und deren Korrosionsbeständigkeit bekannt Besonders bewährt haben sich Bonderschichten, wo die Phosphatschicht mit dem Grundmetai; chemisch verwachsen ist, im Gegensatz zu dem üblichen Schmiermittelträger. Der Arbeitsaufwand zur Herstellung von Phosphat- bzw. Bonderschichten ist aber beachtlich und somit kostenspielig.

Es ist schon seit langem bekannt daß z. B. EP-Zusätze in Schmiermitteln bei hohem Druck und bei hoher Temperatur wirksam werden. Doch es war für den durchschnittlichen Fachmann nicht auf der Hand liegend, EP-Zusätze nur unter Einwirkung einer vorbestimmten Temperatur und während einer bestimmten Zeit vorteilhaft gezielt zum Einsatz zu bringen zwecks Herstellung von verbesserten, vorbeugenden Anpassungsschichten zur Verringerung des Verschleißes und der Temperatur, insbesondere im Gebiet der Mischreibung, für auf Reibung beanspruchte Elemente, z. B. für hochbelastende Mehrschichtgleitlager.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von verbesserten, vorbeugenden Anpassungsschichten wird z. B. ein Gleitlagerelement geschaffen, das den herkömmlichen und als optimale technische Lösung angesehenen Dreistofflagern, insbesondere hinsichtlich Verringerung des Verschleißes und der Temperatur als auch Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit

so sowie Korrosionsbeständigkeit weit überlegen ist.

Systematische Reihenunterschungen an Gleitlagern haben u. a. gezeigt, daß bei erfindunsgemäßer Reaktionsbehandlung von herkömmlichen Dreistoffgleitlagern in mit EP-Zusätzen angereicherten flüssigen Schmiermitteln die Dauerbelastbarkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit sich überraschenderweise positiv beeinflussen lassen.

In vorteilhafter Weise kann die Umwandlung in einem flüssigen Schmiermittelbad bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und !70⁰C mit 1% bis 5% Massenanteil Thiophosphorsäure-O.O.O-Triphenylester in einer Zeit zwischen 0,1 und 10 Stunden insbesondere 2 Stunden durchgeführt werden. In besonders vorteilhafter Weise kann die Umwandlung

b5 bei 150⁰C mit 2% Massenanteil Thiophosphorsäure-Ο,Ο,Ο-Triphenylester durchgeführt werden. Die Anpassungsschicht kann auch durch Umwandlung aus einer 0,001 bis 0,005 mm dicken PbSn- oder Sn- oder PbCu-

oder PbSnCu-Schicht hergestellt werden.

Obwohl sich das nachfolgende Beispiel in erster Linie auf ein ausgewähltes herkömmliches, mehrschichtiges Gleitlagerelement bezieht, ist es selbstverständlich, daß auch andere Ausführungsformen für Gleitlagerelemente in Bezug auf die Herstellung von Verschleiß-, Temperatur-, und korn isionshemmende Schichten, als auch noch für andere auf Reibung hochzubelastende, metallische Elemente als die beschriebenen Gleitlager nach der einfachen und kostengünstigen Behandlungsmethode im Rahmen der Erfindung möglich sind, wie z. B. Auflagerzapfen, Kolben, Zylinderwandungen, Führungen, Walzenkörper, Werkzeugoberflächen, Zahnflanken von Zahnrädern, Ventilführungen, Kolbenringe, Rollen- und Zahnketten usw.

Dreistofflager eines herkömmlichen Schichtaufbaues bestehen aus:

Stahlstützkörper, aufgegossene 0,3 mm dicke Kupfer-Blei-Legierung — CuPb 22 Sn — als Basisschicht, galvanisch aufgebrachter 1,5 μίτι dicker Nickeldamm als Sperrschicht mit einer etwa 22 μπι dicken ternären Gleit- und Anpassungsschicht als PbSnIOCu, allseits versehen mit einer 2 μπι dicken Blei-Zinn-Deckschicht, behandelt beispielsweise über 2 Stunden bei einer ermittelten Temperatur von 150⁰C in einem HD-Öl 20 W/20, in dem 2% Massenanteile Thiophosphorsäure-Ο,Ο,Ο-triphenylester (TPPT) gelöst sind. Auf der Oberfläche bildet sich ein geschlossener, tiefschwarzer Reaktionsbelag.

Die erfindungsgemäß behandelten Gleitlager wurden auf einem Gleitlagerprüfstand einem Test unterzogen. Für diese Versuche werden jeweils einzelne die zu testenden Gleitlagerhälften im Unterteil der Lageraufnahme montiert. Im Oberteil der Lageraufnahme wird jeweils eine herkömmliche Gleitlagerschale ohne erfinderische Nachbehandlung eingebaut. Zur Einstellung der Prüfbedingungen (Drehzahl, Schmiermitteltemperatur, spezifische Gleitlagerbelastung) wird nur die obere unbehandelte Gleitlagerhälfte statisch belastet Durch ein größeres Lagerspiel in der zu testenden Gleitlagerhälfte wird zusätzlich sichergestellt, daß beim Anlassen der Zapfen nicht mit der Testschale in mechanischer Berührung kommt Nach Einstellung der Testbedingungen wird durch Wechsel der Lastrichtung über einen Hebelarm an der Lageraufnahme die zu testende Gleitlagerhälfte mittels eines stufenlos einstellbaren Hydraulikzylinder statisch belastet Der Hebelarm ist auf Spitzen gelagert und wirkt dadurch gleichzeitig als Reibungswaage. Die Reibungszahl wird mittels einer Druckmeßdose ermittelt:

Testdaten

Schmiermittel Schmiermitteleinlaß

temperatur

Schmiermitteleinlaßdruck Lageraufnahme Zapfenwerkstoff Zapfenrauheit Zapfendurchmesser Gleitlagerbreite Drehzahl

SAE 30 (HD)

120⁰C

5 bar

0 58,6 mm

Ck 45 HRC 55

Ra 0,14—0,18 μπι

5433 mm

22 mm

2000 min.-'=5,75 m/s

Thiophosphorsäure-O,O,O-triphenylester löst sich in Mineralölen und sj-nthetischen ölen. Die maximale Löslichkeit in paraifinischen ölen ist ungefähr 5%, während sie für naphthenbasische öle und Esteröle mehr als 10% beträgt

Thiophosphorsäure-O.O.O-Triphenylester wird als

EP-Zusatz in natürlichen und synthetischen Schmiermitteln, hydraulischen ölen und Schneidflüssigkeiten verwendet.

Der Einsatz von Triarylphosphaten, z. B. Tritolylphosphat (TTP), als EP-Additive ist ebenso bekannt Die Wirksamkeit dieser Mittel führt man auf die Bildung von Metall-Phosphaten an der metallischen Oberfläche zurück, sie haben aber einen begrenzten EP-Effekt, da schwere Belastungen nicht aufgenommen werden

iu können. Produkte mit bessseren lasttragenden Eigenschaften wie z. B. Zinkdialkyldithiophosphat (ZDTP), geschwefelte öle, Fette, Chlorparaffine usw. werden oft vorgezogen wirken jedoch korrosiver und besitzen eine geringere Temperaturbeständigkeit ZDTP-Zusätze sind aschebildend, was von erheblichem Nachteil ist Thiophosphorsäure-O.O.O-Triphenylester ist ein aschefreies EP-Additiv, das in seinen Eigenschaften ZDTP entspricht und mit bestimmten Zusätzen noch außerdem korrosionshemmend wirkt (GB-PS 10 18 307).

μ Obwohl im dargestellten Beispiel das TPPT-EP-Additiv als besonders geeignet hervorgehoben wird, ist es durchaus möglich, auch andere schwefel- und/oder phosphorhaltige Produkte zur Erzeugung von verbesserten Anpassungsschichten einzusetzen. Ebenso kön- nen oxidische Schichten für Teile mit einem bestimmten Verwendungszweck erfolgreich eingesetzt werden, wie systematische Untersuchungen gezeigt haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Abbildungen gezeigt:

F i g. 1 eine Gleitlagerhälfte gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung;

F i g. 2 Ein Ausschnitt A-B in bevorzugter Ausführungsforrn der Gleitlagerhälfte nach Fig. 1, vergrößert und im Schnitt;

Fig.3 schematische Darstellung der Wanddickenminderung für unbehandelte -a- und erfindungsgemäß behandelte -b- Gleitlagerhälften in Abhängigkeit der statischen Belastung; Fig.4 Schaubild der Temperaturkennlinien für

-ίο unbehandelte -a- und erfindungsgemäß behandelte -b- Gleitlager in Abhängigkeit der statischen

Belastung, jeweils gemessen am Lagerrücken nach 15 Minuten Betriebsdauer und Fig.5 Gegenüberstellung der Reibungskennlinien

ebenso für -a- und -b- in Abhängigkeit der statischen Belastung gemesssen erstens — 1 — in jungfräulichem Zustand sofort nach Zuschaltung der Belastung und zweitens -2- nach 15 Minuten Anpassungszeit

so Im Beispiel der F i g. 1 und 2 ist auf einen Stahlstützkörper 5 eine Basisschicht 4 aus einer Kupfer-Blei-Zinn-Legierung CuPb22Sn mit einer Schichtdicke von etwa 0,2 πϊϊΰ bis 0,7 nun aufgebracht Auf dieser Basisschicht 4 ist eine extrem dünne Schicht 3 (Dicke 0,001 bis 0,002 mm) aus Nickel die bei herkömmlichen Dreistofflagern als Diffusionssperre dient Ober der Diffusionssperrschicht 3 ist z. B. eine etwa 0,022 mm dicke ternäre Gleit- und Anpassungsschicht 2 aus PbSnIOCuZ Auf der Gleitschicht 2 und ebenfalls auf dem Stahlstützkörper 5 ist zunächst eine 0,001 mm bis 0,005 mm, bevorzugt 0,002 mm dicke

Blei-Zinn-Deckschicht 1, welche nachträglich der

erfinderische Reaktionsbehandlung unterzogen wird.

Die F i g. 3,4 und 5 geben die Gegenüberstelhmg der

Kennlinien für Wanddickenänderung sowie Temperatur- und Reibungsverhalten der unbehandelten —a— und behandelten — b— Gleitlagerschalen bei veränderlichen Lagerdrücken unter ruhender Belastung wieder.

Die Diagramme zeigen eindeutig die Überlegenheit der erfindungsgemäß behandelten — b— Gleitlager in Bezug auf Höchstbelastbarkeit unter oben genannten Testbedingungen. Die unbehandelten — a— Gleitlager versagen bei einem Lagerdruck von 42 N/mm² im Gegensatz zu den erfindungsgemäß behandelten Gleitlagern, welche erst bei einem Lagerdruck von etwa 80 N/mm² aussetzen.

Spätere Untersuchungen bei praxisnahem Einbauverhaltnissen unter erschwerten Testbedingungen, z.B. unter wechselnden Belastungen, Drehzahlen, Schmiermitteltemperaturen, Schmiermittelmengen bzw. Schmiermitteldruck u.dgl., zeigen einwandfrei den Vorteil der erfindungsgemäß behandelten sog. Dreis'.offiager gegenüber der serienmäßig unbehandelten. Ausführung. Anschließende Erprobungen in hochtourigen Rennmotoren mit Turboaufladung und Brennstoffeinspritzung erfolgten — im Gegensatz zu unbehandelten Dreistofflagern — ohne jede Schwierigkeit.

Nachträglicher Ausbau zeigte unverkennbar den Vorsprung der vorbeugenden erfinderischen Reaktionsbehandlung der Anpassungsschicht in Bezug auf Oberflächenbeschaffenheit, Maßhaltigkeit, Reibung sowie Belastbarkeit im Vergleich mit einem gebräuchlichen Schichtaufbau. Nicht nur Gleitlager gleich in Massiv- und/oder Schichtausführung, auch andere metallische Elemente, welche hoher Reibung bzw. Verschleiß unterliegen, lassen sich einer ähnlichen einfachen, kostengünstigen, prophylaktischen Reaktionsbehandlung der Oberflächenschicht unterwerfen, damit eine verschleißhemmende bzw. hochdruckfeste und reibungsarme Schicht mit Trockenschmiereigenschaften gebildet wird. Bei relativ kleinen Teilen wird die Reaktionsbehandlung zu hunderten oder tausenden Stück in einem Durchgang durchgeführt.

Anstelle des oben in Verbindung mit F i g. 1 und 2 erläuterten Aufbaus von Gleitlagerelementen kommen auch Gleitlagerelemente mit anderem Aufbau der Gleitschicht zur Ausstattung mit einer erfindungsgemäßen Anpassungsschicht in Betracht. So kann beispielsweise die Gleitschicht eines Gleitlagerelementes aus einer zur Entmischung neigenden Suspensionslegierung bestehen, die beispielsweise thermokinetisch oder auch durch Auftragen aufgebracht und zusammen mit der Trägerschicht mechanisch verdichtet ist. Diese Suspen-

sionslegierung kann bevorzugt eine Aluminium-Blei-Suspension sein. Auf die Oberfläche einer solchen Gleitschicht und in die Oberfläche hinein kann die Anpassungsschicht in der erfindungsgemäßen Weise gebildet sein.

ι» Eine andere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anpassungsschicht findet sich auch bei Gleitlagerelementen deren Gleitschicht durch eine Weißmetall-Legierung gebildet ist, die als ternäre Legierung 10% bis 20% Zinn, 6 bis 10% Kupfer, Rest

r> Blei, insbesondere 16% Zinn, 8% Kupfer, Rest Blei enthält, wobei das Zinn stets um 6 bis 8% größeren Massebestandteil als das Kupfer darstellen soll. Auch in eine solche Gleitschicht oder einer darüber gelegten dünnen Einlaufschicht kann die erfindungsgemäße

.'Ii Anpassungsschicht gebildet werden.

Eine weitere Möglichkeit der Anwendung der erfindungsgemäßen Anpassungsschicht ist bei harten, dünnen Schichten gegeben, beispielsweise bei solchen Lagerelementen mit dünner Schicht aus einer harten

."> Zinn enthaltenden Legierung, die mit einer Schicht aus weicherem metallischen Werkstoff unterlegt ist. In solchem Fall kann die Schicht aus einer Nickel-Zinn-Legierung mit einem Zinngehalt zwischen etwa 30 und 90 Gew.-% besteht und eine Dicke von maximal etwa

in 0,01 mm, vorzugsweise etwa 0,005 bis 0,01 mm aufweisen und mit einer maximal 0,05 mm, vorzugsweise 0,005 bis 0,015 mm dicken Gleitschicht aus Lagerwerkstoff von einer Brinellhärte zwischen etwa 4 und 30 kp/mm² überdeckt sein. Auch in diesem Fall kann

r> über und in der Schicht und Gleitschicht die erfindungsgemäße Anpassungsschicht gebildet sein.

Außer diesen Beispielen ist die erfindungsgemäße Anpassungsschicht und deren Herstellungsweise auch auf praktisch allen bekannten Schichten von Gleit- und

ad Lagerelementen denkbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von auf Reibung beanspruchten Werkstücken, wie Gleitlager, mit für Beanspruchung mit relativ hohem Flächendruck und bzw. oder Reibung bzw. Verschleiß und bzw. oder hoher Temperatur geeigneter Anpassungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in einem Schmiermittelbad mit mindestens einem solcher verschleiß- und korrosionshemmenden Hochdruckzusätze, wie sie an sich als im betrieblichen Einsatz unter Einwirkung von erhöhtem Druck und Temperatur partiell wirksam werdende Additive bzw. Inhibitoren in natürlichen sowie synthetischen Schmiermitteln bzw. Emulsionen zur Verminderung von Reibung, Verschleiß, Temperatur bzw. Korrosion bekannt sind, durch chemische Umwandlung der Werkstückoberfläche vorbeugend mit einer geschlossenen, durchgehenden, zwischen 0,001 mm und 0,005 mm dicken Reaktionsschicht auf der Basis von trockene Reibung und Verschleißen von Metallflächen verhindernden Metallsalzen als Anpassungsschicht belegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in einem flüssigen Schmiermittelbad bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 17O⁰C mit 1% bis 5% Massenanteil Thiophosphorsäure-OAO-triphenylester in einer Zeit zwischen 0,1 und 10 Stunden durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung bei 15O⁰C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung mit 2% Massenanteil Thiophosphorsäure-O.O.O-triphenylester durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in einer Zeit von 2 Stunden durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsschicht in einer Dicke von 0,002 mm ausgebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsschicht durch Umwandlung aus einer 0,001 bis 0,005 mm dicken PbSn- oder Sn- oder PbCu- oder PbSnCu-Schicht hergestellt wird.