DE2102190C3 - Verfahren zur Herstellung von einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzten Metallteilen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzten Metallteilen

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Bernard St. Etienne Grellet
Jean Loup Chambon Feugerolle Polti
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Centre Stephanois de Recherches Mecaniques Hydromecanique et Frottement SA
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Description

Die Hauptanmeldung, dessen Gegenstand sich aus Patentanspruch 1 ergibt, betrifft ein Verfahren, das den behandelten Metallteilen eine Oberfläche mit sehr guten Gleitreibungseigenschaften und hohem Widerstand gegen Verschleiß und Fressen verleiht und zu Selbstausrichtung der Werkstücke während des Betriebs führt.
Erzielt werden diese Vorteile dadurch, daß der einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzte Teil B elektrolytisch mit Metallschichten C und D bestimmter Dicke versehen und anschließend einer programmierten thermischen Behandlung in mindestens zwei Stufen unterworfen wird, wovon die erste bei einer Temperatur von mindestens 20° C unterhalb des Schmelzpunktes des am niedrigsten schmelzenden der vorhandenen Metalle und die letzte bei einer Temperatur kleiner als 800°C durchgeführt werden, und wobei oberhalb 2000C in einer nicht mehr als 7% Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre gearbeitet wird.
Durch vorliegende Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die programmierte thermische Behandlung in der zweiten, bei höherer Temperatur durchgeführten Stufe bei relativ niedrigen Temperaturen zu bewirken. Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Patentansprüche näher gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, sondern auch deshalb, weil das Teil B (hermisch weniger beansprucht wird, so daß Formänderungen und Verziehungen an diesem Teil B wesentlich herabgemindert bzw. ganz vermieden werden, und weil die Gefahr einer eventuellen Oxydation stark herabgesetzt ist
Die Wärmebehandlungsstufen werden vorzugsweise in neutraler oder reduzierender Atmosphäre vorgenommen, doch kann in den Fällen, wo in aufeinanderfolgenden Stufen oder durch allmähliches Erhöhen der Temperatur geglüht wird, die Behandlung in Luft bis zu der Temperatur von 2000C begonnen werden unter der Bedingung, daß in einer Umgebung mit vermindertem, 7% nicht übersteigendem Gehalt an freiem Sauerstoff fortgesetzt wird.
Die Gesamtdauer der thermischen Behandlung kann 8 Stunden und mehr erreichen und sie wird in jedem besonderen Falle als Funktion der Dicken der Metallüberzüge C und D und gegebenenfalls E, die ursprünglich am Werkstflcksteil B vorgesehen wurden, eingestellt zur Erzielung einer Verbundschicht, wie sie
-!■-' im Hauptpatent näher erläutert ist
In den Fallen, in denen das Teil Beine größere Menge an Metall Centhält, z. B. eine Legierung mit 60—993% des Metalls Cist, kann auf dem Werkstück B direkt die Schicht aus Metall D aufgebracht werden und die
-'» Wärmebehandlung wird dann in vorteilhafter Weise zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls Cund 350° C in einem Bad aus mindestens einem geschmolzenen Salz durchgeführt
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher
«ι erläutern ohne sie zu beschränken. Die Versuche wurden nach dem sogenannten Faville-Levally-Verfahren durchgeführt an Probekörpern a aus dem Teil B mit einem Durchmesser von 635 mm, welche zwischen Backen b und c, die 90°-V-förmige Einschnitte
*"> aufweisen, eingespannt sind. Die Kraft P, welche die Backen b und c gegen den Probekörper a drückt, wird in Newton (N) gsmessen; das umgebende Medium ist Wasser; die Gleitgeschwindigkeit beträgt 0,1 m/s.
.,„ B e i s ρ i e 1 1
Auf einen Probekörper aus einer Aluminiumlegierung der Zusammensetzung 4% Cu, 1 % Mg und 95% Al wird zunächst auf elektrolytischem Wege Kupfer (Metall C) und danach Indium (Metall D) aufgebracht Das auf
·« diese Weise beschichtete Probestück B wird anschließend thermisch behandelt, wobei die maximal erreichte Temperatur 180° C ist. Nach diesen Behandlungen weist das Teil auf der Oberfläche eine erfindungsgemäß erzeugte Schicht auf, wodurch es möglich ist, das Teil im
■>'» angegebenen Test zwischen Stahlbacken in Anwesenheit von Wasser während 1 h 30 min unter einer Kraft von 500 N reiben zu lassen. Der hierbei gemessene Reibungskoeffizient beträgt 0,25.
Vt Beispiel 2
Auf einen Probekörper aus Bronze mit einem Gehalt an 12% Zinn, Rest Kupfer (als Metall C) wird ein Überzug aus Zinn (Metall D) aufgebracht und der überzogene Probekörper wird sodann einer thermi-
Wl sehen Behandlung unterworfen, deren letzte Stufe in einem Bad aus aufgeschmolzenen Salzen, bestehend aus Alkalinitraten und -nitriten, bei einer Temperatur von 3300C durchgeführt wird. Nach dieser Behandlung besitzt der Probekörper ausgezeichnete Reibungseigen-
h'> schäften aufgrund der Bildung von Metallverbindungen auf seiner Oberfläche zwischen dem in der Bronze enthaltenen Kupfer und dem darauf aufgebrachten Zinn.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von einer Reibungsbeanspruchung ausgesetzten Teilen B, die dazu bestimmt sind, in Reibungskontakt mit Teilen A zu gelangen, unter elektrolytischer Bildung eines Überzugs aus mindestens zwei Metallen C und D und gegebenenfalls £auf der Oberfläche des Teils B, und anschließender Wärmebehandlung des beschichteten Teils B, wobei der Schmelzpunkt des Metalls Coberhalb 6000C und derjenige des Metalls D unterhalb 5000C liegen und wobei das Metall Cin einer Schichtdicke zwischen 10 und 80 μτη und das Metall D in einer Schichtdicke zwischen 5 und 60 μΐη abgeschieden und das so überzogene Teil B einer programmierten thermischen Behandlung in wenigstens zwei Stufen ausgesetzt wird, wovon die erste bei einer Temperatur von mindestens 200C unterhalb des Schmelzpunktes des am niedrigsten schmelzenden der vorhandenen Metalle und die letzte bei einer Temperatur kleiner als 8000C durchgeführt werden, und wobei oberhalb 2000C in einer nicht mehr als 7% Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre gearbeitet wird nach Patent 17 71 388, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung in der zweiten Stufe der thermischen Behandlung bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls D und 450° C durchgeführt wird.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf ein eine größere Menge an Metall Centhaltendes Teil B, das mit einem Oberzug aus Metall D vergehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls D und 3500C in einem Bad aus mindestens einem geschmolzenen Salz durchgeführt wird.
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DE2102190B2 DE2102190B2 (de) 1979-08-23
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