DE624978C - Process for the production of porous bearing metals - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung poröser Lagermetalle Die Erfindung betrifft rin Verfahren zur Herstellung poröser Lagermetalle für sog. öllose Lager, die hinreichend porös sein müssen, um das für die Selbstschmierung nötige öl aufnehmen zu können. Insbesondere soll das poröse Lagermetall für Lager dienen, die nicht nur hohen mechanischen Beanspruchungen, sondern auch höheren Temperatuxen ausgesetzt sind, wie bei Lagern für Rollgänge, Kühlbetten o: dgl., bei denen die Temperatur 3ö0° C überschreitet.Method of Making Porous Bearing Metals The invention relates to rin process for the production of porous bearing metals for so-called oil-free bearings, which are sufficient must be porous in order to be able to absorb the oil required for self-lubrication. In particular, the porous bearing metal should be used for bearings that are not only high mechanical Stresses, but are also exposed to higher temperatures, as is the case with bearings For roller tables, cooling beds or the like, where the temperature exceeds 30 ° C.

Es ist bekannt, ein poröses Lagermetall dadurch herzustellen, daß man einen Formling aus pulverförmigem Kupfer, Zinn und Kohlenstoff zusammensetzt und ihn bis zur Sinterung glüht, wobei man den Zinngehalt so bemißt, daß das eutektoide Gefüge (Alpha +Delta) erreicht wird.It is known to produce a porous bearing metal in that you assemble a molding from powdered copper, tin and carbon and it glows until sintering, the tin content being measured in such a way that the eutectoid Structure (alpha + delta) is achieved.

Unter Benutzung dieser Kupfer-Zinnbronze-Grundlage wird nach der Erfindung das poröse Lagermetall dadurch hergestellt, daß der Formling aus 6 bis Io % des leicht schmelzbaren Zusatzstoffes (Zinn, Blei), 6 bis I2 % eines Metalles aus der Eisengruppe des periodischen Systems (Nickel, Eisen), 2 bis 6 % Kohlenstoff und im übrigen aus Kupfer zusammengesetzt und bis auf eine zwischen der Sintertemperatur und der Schmelztemperatur liegende Temperatur geglüht wird. Während beim Sintern des aus mehreren Metallpulvern zusammengesetzten Formlings nureine Legierung durch Diffusion eintritt, also eine unvollständige Ischkristallbildung, erfolgt bei Steigerung der Glühtemperatur über die Sinterüngstemperatur hinaus eine Kornverschmelzung mit einer Gefügeäliderung, die dem Formling eine hohe Festigkeit verleiht. Da der Formling zur Aufnahme des Öles porös sein muß, darf natürlich die Temperatur nicht bis zur Schmelztemperatur gesteigert werden, muß vielmehr unterhalb der beginnenden Schmelzung liegen.Using this copper-tin bronze base, according to the invention the porous bearing metal produced in that the molding from 6 to Io% des easily fusible additive (tin, lead), 6 to I2% of a metal from the Iron group of the periodic table (nickel, iron), 2 to 6% carbon and otherwise composed of copper and apart from one between the sintering temperature and annealing at the temperature lying at the melting point. While during sintering of the molding, which is composed of several metal powders, is carried out only as an alloy Diffusion occurs, i.e. incomplete isch crystal formation, occurs when it increases the annealing temperature beyond the sintering temperature with a grain fusion a structural elimination, which gives the molding a high level of strength. Because the molding must be porous to absorb the oil, the temperature must of course not be up to Melting temperature must be increased, must rather be below the beginning of melting lie.

Das Glühen des Formlings über die Sinterungstemperatur hinaus, verbot sich aber bei den bisherigen Zinnzusätzen von 7 bis 14 % ohne Zusatz von Nickel oder Eisen, da das Zinn infolge seines niedrigen Schmelzpunktes flüssig wird und infolge seiner zu geringen Diffusionsgeschwindigkeit sich im unteren Teil der Pr eßform ansammelt, anstatt in Legierung zu gehen. Der Formling wird dadurch unhomogen und zum größten Teil morsch. Ersetzt, man aber erfindungsgemäß einen Teil des Zinns, dessen Gehalt zur Erreichung des Deltabestandteiles erforderlich ist, durch Nilekel oder Eisen, das ebienfalls durch Diffusion legiert, aber einen höhneren Schmelzpunkt hat, so kann der Formling bis auf eine Temperatur geglüht werden, die oberhalb der Sinterungstemperatur bei der Temperatur der beginnenden Umlristallisation liegt. Es hat sich gezeigt, daß auch bei dieser höheren' Temperatur die Diffusionsgesichwindigkeit dies Nickels oder Eisens so groß ist, daß es das Zinn am Flüssigwerden hindert.Annealing the molding beyond the sintering temperature was prohibited but with the previous tin additives of 7 to 14% without the addition of nickel or iron, since the tin becomes liquid due to its low melting point and as a result of its too low diffusion speed, in the lower part of the Pr rather than going into alloy. This makes the molding unhomogeneous and for the most part rotten. Replaced, but according to the invention part of the tin, whose content is necessary to achieve the delta component, by Nilekel or iron, which also alloys by diffusion, but has a higher melting point has, the molding can be annealed to a temperature which is above Sintering temperature is at the temperature of the incipient recrystallization. It has been shown that even at this higher temperature, the diffusion rate the nickel or iron is so large that it prevents the tin from becoming liquid.

D,er so erzielte Formling ist homogen und dabei hinreichend porös:, um das öl aufnehmen zu können. Da ein Gefügeentstanden ist, das dem Gußgefüge und seiner Festigfeit näher kommt, läßt sich der Fomling auch kalt verformen, wöbei man zugleich seine Oberfläche härtet.D, the molding obtained in this way is homogeneous and sufficiently porous :, to absorb the oil to be able to. Since a structure has arisen that If the cast structure and its strength come closer, the molded can also be left cold deform, while at the same time hardening its surface.

Man hat bereits für Lagerschalen Legierangen aus Kupfer, Zinn, Nickel und Mangan hergestellt, wobei 6 bis I z % Zinn, 6 bis 12 % Nickel, ö, 5. bis 4 % Mangan und als Rest Kupfer verwendet werden. Diesle Legierungen wurden abier auf dem Schmelzwege hergestellt, sind also mangels ihrer Porosität für selbstschmierende Lagerstoffe nicht verwendbar. .Alloy rods made of copper, tin and nickel are already available for bearing shells and manganese, where 6 to I z% tin, 6 to 12% nickel, δ, 5. to 4% Manganese and the remainder copper can be used. These alloys were abolished produced by the melting path, are therefore self-lubricating due to the lack of their porosity Storage materials cannot be used. .

Um eine gute Kaltnachbearbeitung der Formlinge zu ermöglichen, darf der Formling nach dem Fertigglühen nicht allzusehr geschwunden sein, da man sonst besondere Gesenke für die Formgebung vor dem Glühen arid für das Kaltziehen nach dem Glühen benötigt. Erfindungsgemäß wird das Schwinden des Formlings dadurch auf ein Mindestmaß gebracht, däß der Masse etwa o,5 % Aluminiumpulver zugesetzt wird. Dieser Zusatz wirkt dem beim Glühen des Formlings auftretenden Schwinden entgegen, da das Aluminiumpulver auftreibend wirkt, ,Bei dem Glühen des Formlings bis auf eine Temperatur, welche zwischen der Sinterungatemperatur und der Temperatur der beginnenden Schmelzung liegtt tritt, aueh leicht ,eine unerwünschte Verringerung der Porosität des Lagerstoffes ein.In order to enable good cold post-processing of the molded parts, the molding should not have shrunk too much after the final annealing, otherwise special dies for shaping before annealing arid for cold drawing after the glow needed. According to the invention, the shrinkage of the molding is thereby increased brought a minimum, that the mass about 0.5% aluminum powder is added. This addition counteracts the shrinkage that occurs when the molding is annealed, since the aluminum powder has a buoyant effect, during the glowing of the molding up to a temperature which is between the sintering temperature and the temperature of the The beginning of melting occurs, albeit easily, an undesirable reduction the porosity of the bearing material.

Die gewünschte Porosität kann dadurch erreicht werden, daß der Masse in an sieh bekannter Weise Zusätze beigemischt werden, die beim Glühen verloken,z.B. Holzrnel Zweckmäßig wird so viel Holzmehl zugesetzt, daß die Porosität etwa 20 % erreicht, wobei die Festigkeit des Lagerstoffes noch nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Ein derartiges Lagerrmetall hat bseispielsweise folgende Zusammensetzung: 8o Gewichtseile Kupfer, 4 Gewiebtsteile Kohlenstoff, 7 Gewichtsteile Zinn und 7 Gewichtsteile Nickel, hierzu kommt noch ein Desoxydationszusatz (i %), wie Magnesium; Phosphorkupfer, Phosphorzinn und Phosphor sowie eine gewisse Menge, etwa o,5 % Holzmehl. Die Menge des. Zusatzes von verkokenden Stoffen wechselt mit dem Kahlenstoffgel1blt, wenn ein gewünschter Porositätsgrad erreicht werden soll. Ein Zusatz von o,5 Gewichtsteilen Aluminiumpulver ist hinreichend, um den Schwund zu verhindern. Aus dieser Masse wird in einem Gelenk ein Formling gepreßt, und dieser Formling wird 2 Stunden lang in einer Temperatur von. 8oo° C geglüht. Der Formling wird dann in dem gleichen Gelenk kalt weiter bearbeitet. Dieser Formling isst homogen, zur Aufnahme des Oles hinreichend porös, hat eine hohe Festigkeit und verträgt Temperaturen oberhalb 3oo° C, so daß er für stark belastete Lager, die höheren Temperataxen ausgesetzt sind, gut verwendbar ist.The desired porosity can be achieved that the mass Additives are mixed in in a manner known per se, which entice during the glowing process, e.g. Wood flour It is advisable to add so much wood flour that the porosity is around 20% achieved, whereby the strength of the storage material is not yet significantly impaired will. Such a bearing metal has the following composition, for example: 80 parts by weight of copper, 4 parts by weight of carbon, 7 parts by weight of tin and 7 Parts by weight of nickel, plus a deoxidation additive (i%), such as magnesium; Phosphorus copper, phosphorus tin and phosphorus as well as a certain amount, about 0.5% wood flour. The amount of coking substances added changes with the Kahlenstoffgel1blt, when a desired degree of porosity is to be achieved. An addition of 0.5 parts by weight Aluminum powder is sufficient to prevent shrinkage. From this mass A molding is pressed in a joint, and this molding is made for 2 hours at a temperature of. Annealed at 8oo ° C. The molding is then in the same Cold machined joint. This molding eats homogeneously to absorb the oil sufficiently porous, has high strength and can withstand temperatures above 300 ° C, so that it can be used for heavily loaded bearings that are exposed to higher temperatures, is well usable.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: I.- Verfahren zur Herstellung poröser Lagermetalle, bei dem ein aus Kupfer, Zinn und Koblenstoff bestehender Formling geglüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling aus 6 bis I o 0/o des leicht schmelzbaren Zusatzstoffes (Zinn, Blei.), 6 bis. bis. I z % eines Metalles aus der E isengruppe des - periodischen Systems (Nickel, Eisen), 2 bis. 6 % Kohlenstoff und im übrigen aus Kupfer zusammengesetzt und bis auf eine zwischen der Sintertemper.tu#r und der Schmelztemperatur liegenden. Temperatur geglüht wird. PATENT CLAIMS: I.- Process for the production of porous bearing metals, in which a molding consisting of copper, tin and carbon material is annealed, characterized in that the molding consists of 6 to 10 0 / o of the easily meltable Additive (tin, lead.), 6 to. until. I z% of a metal from the iron group des - periodic system (nickel, iron), 2 to. 6% carbon and the rest composed of copper and except for one between the sintering temperature and the Melting temperature lying. Temperature is annealed. 2. Verfahren nach Aasspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse etwa 9,5 % - Aluminiumpulver züges:etzt wird. 2. Procedure according to claim i, characterized in that the mass is about 9.5% - aluminum powder züges: etzt will. 3. Verfahren -nach deal Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse Stoffe zugesetzt werden, die beim Glühen des- Formlings verkoken.3. The method -after deal claims i and 2, characterized in that the Mass substances are added that coke during the glowing of the molding.