DE1625534A1 - Gleit- und Dichtelementpaarung - Google Patents

Description

• Gleit-Vund_Dchteiementpaarung -Die Erfindung betrifft eine auf Reibung beanspruchte Gleit> und Dichtelementpaarung, insbesondere Gleitringdichtungmit verbeserter mechanischer und chemischer Best'ändigkeit,-bel der= eines der Paarungselemente aus gesintertem Aluminiumoxid besteht-. Als Werkstöff f,ir .Apparate und Maschinenteile,, bei denen zwischen zwei =oder mehreren Teilen Relativbewegungen auftreten, wie Gleit= lagern oder insbesondere axialen oderradialen Gleitringdichtungen haben sich Formkörper aus -gesintertem Aluminiumoxid besonders in den Fällen bewährt; In denen es neben sehr hoher Verschleißfestigkeit auch auf gute Korrosionsbeständigkeit ankommt, wie ' bei Chemiepumpen und@speziellen Raketenantrieben..Die Eignung und die Eigenschaften solcher Gleitlager urd Gleitringdchtungen hängen-aber weitgehend auch von der Zusammensetzung'des.Gegen-`körpers-einer solchen Elementpaarung ab, weil beide:. Paarungselemente zueinander in; enger Wechselbezehungstehen. Insbesondere sind für höhere mechanische Belastungen und höhere Temperaturen: dabei die üblichen auf Kohlegrundlage aufgebauten Gegenwerkstoffe oder sonst vorgeschlagenen Materialien' nicht- ausreichend warmfest und oxidationsbeständig. Es besteht deshalb ein dringendes technisches Bedürfnis nach einem Werkstoff für den Gegenkörper, der in seiner Härte und im Verschleißverhalten dem gesinterten Alüminiumoxid angepaßt ist, andererseits aber ein gutes Ein- und ein ausreichendes Notlaufvermögen besitzt: Weiterhin muß eine gute Ableitung der Reibungswärme garantiert sein. Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß diese hohen Anforderungen eine auf Reibung beanspruchte Gleit- und Dichtelementpaarung, insbesondere Gleitrngdichtung, von verbesserter mechanischer und chemischer Beständigkeit, bei der ein Paarung®element aus gesintertem,vorzugsweise reinem Aluminiumoxid besteht, dann erfüllt, wenn der Gegenkörper von Titandioxid gebildet wird.
• - Derartige Gegenkörper aus Titandioxid weisen sehr gute Korrosionsbeständigkeit auf, die der des Aluminiumoxides entspricht. Ihre Härte ist dabei etwa halb so groß wie die der Sinterkörper auf Aluminiumoxidgrundlage. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die aus Titandioxid bestehenden Gegenlaufkörper hart genug sind, um mechanischen Beanspruchungen auf Verschleiß zu widerstehen, es aber andererseits infolge ihrer gegenüber dem Aluminiumoxid geringeren Härte ermöglichen, daß sich der Aluminiumoxidring in den Gegenring aus Titandioxid einlaufen kann und daher zu einer guten Abdichtung beider Gleitteile führt. Es hat sich weiter gezeigt, daß eine solche Kombination ohne zusätzliche Schmierung auch bei hohen Temperaturen noch gute Laufeigenschaften aufweist. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Elemerbaarung gegen-, über solchen, bei denen beide Paarungselemente aus gesintertem Aluminiumoxid bestehep,beruht darin, daß es nicht mehr wie bisher dem Zufall überlassen ist, welches der Paarungselemente zuerst durch Verschleiß unbrauchbar und zerstört wird, sondern daß in jedem das, Fall das Paarungselement aus Titandioxid ist, so daß dieses Paarungsdement von vornherein dort eingebaut wird, wo es am leichtesten zugänglich ist. :Vorteilhaft ist auch, daß abgeriebene Panikelchen aus Titandioxid. nicht so hart sind, so daß durch Verschleiß bedingter Staub nicht oder zumindest weniger die Paarungselemente angreift und damit weniger die abdichtende Wirkung beeinträchtigt, als das beispielsweise bei Aluminiumöxidpartikelchen der Fall ist. ,Bei dem Gegenkörper aus Titandioxid handelt es sich vorteilhaft auch um einen.Sinterkörper, der dadurch erhalten wird, daß Titandioxid in-feinkörniger Form zu Formkörpern der ge,.iünschten ;Ausgestaltung verpreBt und anschließend bei.-Temperaturen von 1300 bis 15009C gesintert wird.. Wird hierzu von Anatas, einer der Modifikationen des Titandioxides ausgegangen, so wird zweckmäßig das Ausgangspulver bei Temperaturen von etwa 1000°C mehrere Stunden geglüht, um eine vorherige Umwandlung seines Kristallgitters in eine stabile Modifikation des Titandioxides zu bewirken. Ohne vorherige Umwandlung des Ausgangspulvers in die stabile Modifikation kann der Sinterkörper zur Rißbildung neigen. Für besondere Anwendungszwecke und bei größeren Apparate- und Maschinenteilen kann es aber auch zweckmäßig sein, wenn lediglich die Oberfläche des Gegenkörpers aus-Titandioxid besteht, das auf einen Grundkörper aus Metall aufgebracht ist, zweckmäßig in Form eines dünnen Überzuges. Dieser kann vorteilhaft durch Flammsprtzen auf den Grundkörper aus Metall aufgebracht sein, wobei man unter Flammsprtzen sowohl den Auftrag in einem Sauerstoffgebläse als auch mittels einer Plasmaanlage versteht. Unter Sinterprodukten aus. Aluminiumoxid versteht man üblicherweise Formkörper, die bei hohen Temperaturen aus Massen gesintert worden sind, die überwiegend aus Aluminiumoxid bestehen.. Für Gleit--'und-Diehtelementpaarungen, an die besonders hohe Anforderungen-gestellt werden, liegt der A1203 -Gehalt zweck-- mäßig über 95 %vorteilhaft sogar wesentlich höher-bis hinauf zu einem Anteil von 99,9 % A1203# Zur Beeinflussung der Härte und .der Verschleißeigenschaften h und des Gefüges des zumindest an seiner Oberfläche aus Titandioxid bestehenden Gegenkörpers kann dieser vorteilhaft noch

  kleine Mengen :anderer Oxide, wie Oxide der Erdalkaldiimetalle,

  der Erdmetalle und der Metalle der Chromgruppe oder Mangans

  bis zu-einem Gewichtsprozentanteilvon 10 % enthalten. Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit ist es vorteilhaft-,-wenn . der Gegenkörper aus Titandioxid noeh..geringe Zusätze korrosionsbeständiger Metalle, insbesondere Zusätze von Wolfram oder -Molybdän enthält. _ Die metallischen Zusätze lassen sich auf-einfache Art und Weise und in feiner Verteilung dadurch in dem Gegenkörper aus Titandioxid erzielen, da:B-sie demAusgangspulver in-,Form der betreffenden Metalloide zugegeben werdenünd.das Sintern des Gegenkörpers in reduzierender--Atmosphäre durchgeführt wind,. wobei die Reduktion_zum Nilall erfolgt und eine besonders feine und-gleichmäßige Verteilungserreicht wird. -In den Anwendungsfällen, bei denen eine Schmierung der Gleit-und Dichtelementpaarung mit flüssigen Schmiermitteln erwünscht ist oder bei.denen es auf-besonders gute Notlaufeigensehaften ankommt, ist es zweckmäßig, wenn der Titandioxid-Gegenkörper -noch.eine Porosität hat, maximal bis zu 10 %, so daß er geeignete Schmierflüssigkeiten aufnehmen kann. Dies kommt ganz besonders bei- schnell umlaufenden Wellen in Betracht: Eine solche-Porosität im Gegenlaufkörper aus Ttandioxid 1&£t sich beispielsweise durch geeignete- Auswahlader Ausgangspulver in -ihrer stofflichen Zusammensetzung, in ihrer Korngröße und durch die Sinterbedingungen erreichen;

Claims (6)

1. PatentansprUche 1. Auf Reibung:beanspruehte Gleit- und Dichtelementpaarung,insbe:-sondere Gleitringdichtung, von verbesserter mechanischer und chemischer Beständigkeit, bei der ein Paarungselement aus gesintertem'vorzugsweise reinem Aluminiünoxid besteht, dadurch -gekennzeichnet, daB:der Gegenkörper von Titandioxid gebildet wird.
2. 2. Gleit- und Dichtelementpaarung nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkörper aus Titandioxid bis zu 10 Gew.% Oxide der Erdalkalimetalle, der Erdmetalle und der Metalle der Cie Chromgruppe oder Mangans enthält. 3-.
3. Gleit- und Dichtelementpaarung nach einem der Ansprüche 1 und,2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkörper Zusätze an korrosionsbeständigen Metallen enthält.
4. 4. Gleit- und Dichtelementpaarung nach einem der Ansprüche 1 -dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkörper aus Titandioxid aus einem bei Temperaturen von 1300 - 150&C gesintertem Formkörper besteht.
5. 5. Gleit- und Dichtelementpaarung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daßder Gegenkörper aus einem metallischen Grundkörper besteht auf den'Titandioxid als Überzug aufgebracht ist.
6. 6. Gleit- und Dichtelementpaarung nach einem der Ansprüche 1 ® 3 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch Flämmspritzen aufgebracht ist, -7. Gleit- und Diehtelementpaarung nach einem der Ansprüche 1-69 dadurch gekennzeichnet,- daß der Gegenkörper aus Titandioxid noch eine Restporosität von weniger--als 10 % -besitzt.