DE756035C

DE756035C - Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen fuer gleitbeanspruchte Maschinenteile

Info

Publication number: DE756035C
Application number: DEV36017D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr Vaders
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1939-06-28
Filing date: 1939-06-28
Publication date: 1952-04-17

Description

"Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen für gleitbeanspruchte Maschinenteile Die Erfindung bezieht sich auf die Zusammensetzung einer Kupferlegierung für Maschinenteile, die einer Gleitbeanspruchung ausgesetzt sind, wie beispielsweise das Laufmetall von insbesondere hochbelasteten Lagerschalen, Lagerbuchsen, Zinn- und Schneckenrädern od. dgl. Ühertragungsmittel.
Zur Lagerung schwer belasteter Wellen worden bekanntlich vorwiegend Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet. Der Anteil des Zinns beträgt dabei entsprechend den verbandsmäßigen Vorschriften io bis 2o0%. Frei von Zinn sind selbst die weniger leistungsfähigen Rotgußlegierungen nicht; denn sie enthalten immer noch ¢0% dieses Metalls. Es ist ferner nicht mehr neu, die Stützschale zur Aufnahme des Gleitmetalls aus einer Bronze herzustellen, die Metalle der Eisengruppe und einen kleinen: Zusatz an Silicium aufweist und gegebenenfalls auch geringe Mengen an Zinn enthalten kann. Diese Stützschalen für Lager werden mit dem Gleitmetall, das aus Blei- oder Zinnlegierungen besteht, ausgegossen. Durch den: Anteil der Metalle der Eisengruppe und der geringen Mengen an Silicium wird erreicht, daß dis Lagerschale auch nach dem Heißlaufen des Lagers noch eine bestimmte Zeit lang tragfähig -bleibt.
Silicium mit Zinn zusammen in - einer Kupferlegierung ist ferner auch als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen benutzt worden, die ohne besondere Vorbehandlung durch Warmrecken in die gewünschte Form gehrecht werden sollen. Eine solche Bebandlung bildet aber nicht den Gegenstand der Isründuitg. Der letzteren liegt vielmehr die Erkenntnis zugrunde, daß als Gleitmetall für Lagerschalen, die schwer beansprucht werden, eine Kupfer-Zinn-Legierung sich als vorteilhaft erweist, bei welcher der Zinngehalt zum Teil durch Silicium ersetzt ist, weil hierdurch nicht nur eine volle Gewähr für die Erlangung guter Laufeigenschaften gebereben ist, sondern vor allem auch der Widerstandsfähigkeit gegenüber großen Druckbeanspruchungen Rechnung getragen wird.
Der Zinngehalt der erfindungsgemäß angewendeten Legierung beträgt 0.5 bis 10% und der Anteil an Silicium o,1 bis 5%. Der Rest der Legierungszusammensetzung wird vom Kupfer bestritten.
Zur Erhöhung der Festigkeit und zur Erzielung einer -'vlergiitbarkeit durch Warm-1>ehandlung können die Legierungen noch Zusätze an Eisen, Nickel, Kobalt, '.Mangan in Höhe von o, i bis 5 11/o, vorzugsweise über o"5 11/o, uni zwar einzeln oder in Kombination, erhalten. Um ferner die Herstellungskosten der Lagerschalen herabzusetzen und gegvl)enenfalls auch noch die Gleiteigenschaften zu verbessern, werden "Zink in Höhe von 0,05 bis 2% ttnd/oder Blei in Höhe, von 0,o5 bis 5111o zugesetzt. Es kann ferner auch, wie das vielfach bei Lagerschalenlegierungen schon bekannt ist, Phosphor beigefügt werden, und zwar bis etwa 0,2%. Die, folg?ende Zusaininen.stellung gibt Beispiele für die verschieden möglichen Legierungen nach Art der Erfindung.

Die L egierun, gen mit gering- rein Ziimailt°il z; ichnen sich sowohl durch eine gute Z'erarbeitbarkeit beim Pressen, Schmieden od. dgl. Verarbeitungsverfahren als auch durch gute Lagereigenschaften aus. Die an zweiter Stelle der vorerwähnten Übersicht aufgeführten Legierungen eignen sich besonders gut zur Herstellung von aus Gleitmetall beste enden Lagerbuchsen, indem sie die bekannten Zinnlegierungen, die 8 bis 9% Zinn und o,30% Phosphor enthalten, bezüglich der Laufeigenschaften wesentlich übertreffen.
Ein Maß für die Beurteilung der Güte dieser Legierungen. für das Gleitmetall der Lagerschalen gibt der Verlauf der Temperaturkurve in Abhängigkeit von der Belastung. Die Kurve bleibt auch bei Zunahme der Belastung ohne Knicke und behält ihren geradlinigen - \'crlauf bei. Bei einer Belastung von Zoo kg/cm= und einer Umfangsgeschwindigkeit von 4.,8 m/sec. zeigte die Legierung nach Art der Erfindung eine Übertemperatur von nur etwa 50v'.
Die Legierungen, wie sie zur Herstellung des Gleitmetalls erfindungsgemäß Anwendung finden, werden vorteilhaft zur Erzielung einer Steigerung der mechanischen Eigenschaften, wie z. B. der Festigkeit, Härte, Dehnung usw., einer Wärmebehandlung unterworfen, indem Teile aus den Legierungen zunächst von einer Temperatur von etwa 650 bis 85o° abgeschreckt und alsdann bei einer Temperatur von etwa Zoo bis 50o= ausgehärtet werden.

Claims

PATENTANSPYtiCHL:: 1. Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen zur Herstellung von Maschinenteilen, die einer Gleitbeanspruchung ausgesetzt sind, wie beispielsweise das Laufmetall von insbesondere hochbelasteten. Lagerschalen, Lagerbuchsen, Zahn- und Schneckenrädern od. dgl. Übertragungsmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt von o,5 bis ro% Zinn, mindestens o,i bis 5% Silicium, Rest Kupfer.
2. Verwendung von hupfer-Ziiin-Legierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz Nickel, Kobalt und Mangan in Höhe von o.r bis 5% einzeln oder in Kombination verwendet werden, wobei der Kupfergehalt über 8o 11/o beträgt.
3. Verwendung von Isupfer-7_imi-Legierungen nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Zusatz an Zink von 0,o5 bis 2% und/oder Blei in Höhe von 0,o5 bis 5%, wobei der Kupfergehalt über 8011/o beträgt.
4.. Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen nach den Ansprüchen r bis 3, gekennzeichnet durch einen Phosphorzusatz von bis o,2 %, wobei der Kupfergehalt über 8o o% beträgt.
5. Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen, der in den Ansprüchen r bis q. erwähnten Zusammensetzung, die von einer Temperatur von etwa 65o bis 85o° abgeschreckt und hierauf hei einer Temperatur von #Ctwa 200 bis 5oo° ausgehärtet werden, für den Zweck nach Anspruch r. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 531 304, 585 oo2, 626 252.