DE432063C

DE432063C - Verfahren zur Herstellung von Metallteilen

Info

Publication number: DE432063C
Application number: DEG60449D
Authority: DE
Original assignee: General Motors Research Corp
Current assignee: General Motors Research Corp
Priority date: 1923-01-19
Filing date: 1924-01-11
Publication date: 1926-07-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Metallteilen. Für diese Anmeldung sind gemäß dem Unionsvertrage vom a. Juni igi i die Prioritäten auf Grund von Anmeldungen in den Vereinigten Staaten von Amerika vom ig. Januar und 18. April 1923 beansprucht Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Metallteilen, wie Lagern und besonders von sogenannten selbstschmierenden. Lagern, durch Mischung von Metallpulvern mit gepulverten Stoffen, Pressung der Mischung zu Blöcken und Befreiung derselben von den gepulverten Stoffen durch Erhitzung der Mischung, bis die Metallkörner legiert sind.
Von den bekannten Verfahren dieser Art, die minder gute Ergebnisse zeitigen und umständliche Vorbereitungsarbeiten, wie Verzinnen u. dgl., erfordern, unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Metalle in fein verteiltem Zustande mit einem verflüchtigbaren, fein verteilten organischen Stoff, z. B. Salicylsäure, innig gemischt werden, und daß die 'Mischung dann in bekannter Art in die gewünschte Form gepreßt und auf genügende Temperatur erhitzt wird, um den verflüchtigbaren Stoff auszutreiben und- ein Legieren der Metalle zu veranlassen.
Die Erfindung schafft einen stark porösen Werkstoff, der hohen Lagerdrücken widersteht, bearbeitbar ist, geringen Reibungskoeffizienten hat, zähe und duktil und dabei »selbstschmierend« ist.
Die hohe Druckfestigkeit und sonstigen erwähnten Eigenschaften sind Funktionen der Legierung und ändern sich mit ihrer Zusammensetzung und dem Herstellungsverfahren.
Es hat sich z. B. eine Druckfestigkeit von etwa 5275 kgfqcm ergeben.
Ein solcher Werkstoff erlaubt große Möglichkeiten hinsichtlich Schmierung. Er nimmt leicht große Ölmengen auf, die er an die Lagerflächen nur im Maße des Bedarfes abgibt. (Befriedigende Lager mit einer Ölabsorption bis zu 17 Prozent sind hergestellt worden.) Der Werkstoff kann mit einem beliebigen Schmiermittel je nach den Erfordernissen des für das Lager in Betracht kommenden Betriebes getränkt werden. Z. B. kann ein flüssiger Schmierstoff oder ein Schmierstoff verwendet werden, der bei Zimmertemperatur fest ist, aber bei etwas höherer Temperatur schmilzt, z. B. Stearinsäure, Petroleumgällertseife usw. Auch kann man das Schmiermittel benutzen, das unter dem Namen »Oildag« verkauft wird und den Lagerflächen sowohl Dl wie darin suspendierten Graphit zuführt. (»Oildag« ist eine Suspension von Graphit in Ü1.) Eine Tränkung mit »Aquadag« mit anschließender Trocknung gibt auch gute Resultate. (»Aquadag« ist eine Suspension von Graphit in Wasser.) Die neuen Werkstoffe können wie folgt Hergestellt werden Fein zerteilte Metalle werden erst miteinander und mit einer kleinen Menge eines Stoffes gemischt, der bei späterer Erhitzung sich verflüchtigt oder sublimiert und die anderen Bestandteile bzw. das Produkt nicht schädigt. Die Mischung wird dann in Matrizen zu einer zusammenhängenden Masse von der gewünschten 'Form gepreßt, und die Formkörper werden geeignet erhitzt, um ein gegenseitiges Diffundieren oder Legieren der Metalle und die Verflüchtigung des flüchtigen Stoffes zu bewirken. Die Erhitzung sollte mindestens hoch genug sein, um das Legieren zu erleichtern, aber nicht hoch genug, um alle die Metalle zu schmelzen.
Z. B. kann man eine Lagerbüchse wie folgt herstellen

Kupfer ....... 9o Teile,

Zinn ... . ..... i o -

Salicvlsäure .... . 6 -

Gute Resultate haben sich ergeben, wenn diese Stoffe fein genug sind, um durch ein zweihundertmaschiges Sieb hindurchzugehen, und innig gemischt sowie dann in einer Matrize entsprechender Form unter sehr hohem Druck von z.B. 5625 kg je Quadratzentimeter zusammengepreßt werden. Der Formkörper wird dann in einer nichtoxydierenden Atmosphäre lange genug für die Bewirkung des gewünschten Legierens erhitzt. Bei einer Temperatur von 6750 C, die sich als befriedigend gezeigt hat, hat sich eine Erhitzungszeit von etwa 3 Stunden bewährt. Längeres Erhitzen ist aber unschädlich. Gewöhnlich wird etwa 3 bis 6 Stunden erhitzt. Arbeitet man bei höherer Temperatur, so verkürzt sich die Zeit entsprechend.
Die Lagerbüchse läßt man dann abkühlen und bringt sie durch Ausreiben o. dgl. auf Maß und tränkt sie mit Schmierstoff, worauf sie einbaufertig ist.
Das Tränken kann in einer der zum Tränken poröser Massen üblichen Arten geschehen. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man die Büchsen in 01 erhitzt und sie darin abkühlen läßt, ebenso auch durch bekannte Vakuum- und Druckverfahren.
Das Verfahren eignet sich sehr gut zur Herstellung von Lagern verschiedenster Zusammensetzung, indem man die verschiedenen Faktoren verändert, wie Zusammensetzung, Brikettierdruck, Temperatur und Zeit. Graphit kann auch verwendet werden, und eine ihn enthaltende typische Mischung ist:

Kupfer . . . . . . . 9o Teile,

Zinn . . . . . . . . . i o - ,

Graphit . . . . . . . 6 - ,

Salicylsäure 2 bis q. -

Für einen weicheren Lagerwerkstoff kann die Masse Blei enthalten. Es sind Lager hergestellt worden, die 32 Prozent bis 33 Prozent Blei enthalten, z. B.:

Kupfer . . . . . . . 6o Teile,

Zinn . . . . . . . . . 5 - ,

Blei . . . . . . . . . 35 - ,

Graphit . . . . . . . 6 - ,

Salicylsäure . . . . . q. -

Wie oben erwähnt, können statt Salicylsäure viele andere Stoffe verwendet werden, z. B. Benzoesäure, Naphthalin usw.
Allgemein betrachtet kann statt Salycylsäure jeder organische Stoff dienen, der bei der Erhitzungstemperatur sich verflüchtigt oder sublimiert oder doch mindestens teilweise aus den Briketts unter Belassung von Hohlräumen zwischen den Metallteilchen enifernt werden kann, ohne die erwünschte Funktion der Restbestandteile zu stören. Stoffe, die das Legieren begünstigen, sind ebenfalls eingeschlossen. Z. B. seien genannt Quecksilber, Blei oder andere Metalle, die sich verflüchtigen od,-r ausschwitzen. entweder für sich oder nach Legierung mit einem anderen metallischen Bestandteil, indem sie so ein Eutektikum bilden. Gute Ergebnisse bei Erzeugung poröser Legierungen durch die obigen Verfahren wurden auch mit Antimon gezeitigt.
Durch die neuen Verfahren wird eiu Werkstoff von kleinzelligem Gefüge aus einer Legierung mit hoher Druckfestigkeit, Duktiiität, Porosität und Bearbeitbarkeit erzeugt, und zwar leicht und wirtschaftlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Lagern oder sonstigen Metallteilen durch Mischung von Metallpulvern mit gepulverten Stoffen, Pressung der Mischung zu Blöcken und Befreiung derselben von den gepulverten Stoffen durch Erhitzung der Mischung, bis die Metallkörner legiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle in fein verteiltem Zustande mit einem verflüchtigbären, fein verteilten organischen Stoff, z. B. Salicylsä ure, innig gemischt werden, und daß die Mischung dann in bekannter Art in die gewünschte Form gepreßt und auf genügende Temperatur erhitzt wird, um deit verflüchtigbaren Stoff auszutreiben und ein Legieren der Metalle zu veranlassen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB eine Mischung von fein verteiltem Kupfer, Zinn und Salicylsäure in die gewünschte Form bei hohem Drucke, z. B. von 5625 kg/ncm gepreßt und der erzielte Formkörper auf etwa 675' C in einer nicht oxydierenden Atnios s phäre erhitzt wird.