DE966156C

DE966156C - Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern

Info

Publication number: DE966156C
Application number: DEG6359A
Authority: DE
Inventors: William Henry Tait
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1950-02-06
Filing date: 1950-07-20
Publication date: 1957-07-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern Die Erfindung bezieht sich auf Gleitlager od. dgl., wobei unter dem Ausduck »Gleitlager« Wellen-und Zapfenlager oder Lagerfutter, Druckscheiben bzw. Drucklager und flache reibungsvermindernde Teile für gleitende Berührung zu verstehen sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere Verbesserungen in der Herstellung von Gleitlagern gemäß Patent 962 561, bei denen einem Metallgefüge Polytetrafluoräthylen einverleibt ist.
In dem Hauptpatent sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern der vorgenannten Art angegeben. Gemäß einer Ausführungsform wird ein offenes Metallgefüge mit ihm einverleibtem Polytetrafluoräthylen dadurch erhalten, daß ein geeignetes Gemisch aus Pulvern der synthetischen Verbindung und einem geeigneten Metall oder einer Metallegierung oder einer Mischung von Metallen oder Legierungen geformt und das Gemisch in einer geregelten Atmosphäre bei einer Temperatur unter 40o° gesintert wird, so daß ein Doppelgefüge entsteht, in welchem die metallischen und nichtmetallischen Elemente als ineinandergreifende Schwämme von feiner Struktur erscheinen. Wird das Pulvergemisch auf eine kupferplattierte Unterlage eines verhältnismäßig festen Metalls, wie z. B. Stahl, aufgebracht und die Pulverschicht gesintert und durch Druck verfestigt, dann kann ein zur Herstellung von dünnwandigen Lagern oder Lagerfuttern geeignetes zusammengesetztes Material erzeugt werden.
Die Erfindung bezweckt, ein zur Herstellung eines porösen gesinterten Metallgefüges mit ihm einverleibtem Polytetrafluoräthylen geeignetes verbessertes Verfahren zu schaffen, das außerdem für die Herstellung von Lagern oder Lagerfuttern besonders geeignet ist, bei denen das genannte Gefüge an eine verhältnismäßig feste Unterlage gebunden ist, vor allem, weil das Sintern des Metallpulvers unter Bedingungen durchgeführt werden kann, die sich zur Erzielung einer besten Verbindung zwischen dem Gefüge und der Unterlage eignen.
Bimetallstreifenmaterial mit poröser Oberfläche, aus dem Buchsen, Lager, Lagerfutter oder Lagerauskleidungen, Drucklager od. dgl. hergestellt werden können, wird gewöhnlich dadurch erzeugt, daß zuerst auf einem Unterlagestreifen aus Stahl oder einem verhältnismäßig festen Nichteisenmetall oder einer entsprechenden Legierung eine Schicht eines oder mehrerer geeigneter Metallpulver aufgetragen und dann diese Schicht gesintert wird, um das poröse Metallgefüge zu bilden und es mit der Unterlage zu verbinden. Durch geeignete Regelung der Temperatur, der Korngröße und der Kornform des Pulvers sowie der Sinterzeit kann ein poröses Gefüge mit vorausbestimmter Porengröße und vorausbestimmten Porenvolumen erhalten werden, und zwar unter Verwendung von Pulvern aus einem oder mehreren Metallen und Metallegierungen, wie z. B. Kupfer, Zinnbronze, Bleibronze, Blei-Zinn-Bronze, Silber, Eisen oder Kupfer-Nickel. Im allgemeinen ist das durch den Sintervorgang erzeugte poröse schwammförmige Metallgefüge von Natur aus weich, aber seine poröse Beschaffenheit trägt stark zu seiner wirksamen Weichheit bei.
Ferner kann durch übliche Verfahren das poröse Metallgefüge fest mit dem nichtporösen, verhältnismäßig starken Unterlagematerial, beispielsweise aus Stahl oder einer Nichteisenlegierung, wie z. B. einer Kupferlegierung, verbunden werden.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern der hier betrachteten Art eine Schicht von Polytetrafluoräthylen auf die Oberfläche eines porösen Metallgefüges, das durch Sintern von Metallpulver hergestellt worden ist, aufgebracht und das Polytetrafluoräthylen durch Anwendung von Druck zum mindesten in die Oberflächenporen des Metallgefüges gepreßt.
Vorzugsweise wird der Preßvorgang unter Erhitzung auf eine Temperatur von 25o bis 3oo° ausgeführt, um die synthetische Verbindung zu erweichen und ihren Fluß zum Füllen der Poren zu erleichtern.
Das Polytetrafluoräthylen kann in Pulverform oder in Blatt- oder Plattenform aufgebracht werden.
Bei der Durchführung der Erfindung wird gemäß einer Ausführungsform ein Bimetallmaterial mit einer porösen Lageroberflächenstruktur dadurch hergestellt, daß ein Metallpulver auf einen Unterlagestreifen aufgesintert wird. So kann z. B. eine Schicht von Metallpulver oder einer Mischung von Metallpulvern in einer Zusammensetzung, die geeignet ist, nach dem Sintern eine Kupfer-Zinn-Blei-Komposition zu erzeugen, auf einen kupferplattierten Stahlstreifen aufgebracht werden, wobei die Korngröße und Kornform des Pulvers sowie die Zeitdauer und Temperatur des Sintervorganges derart bemessen sind, daß das gesinterte Gefüge eine poröse Beschaffenheit besitzt und alle Leerräume zusammen z. B. 2o% des Gesamtvolumens ausmachen.
Auf die poröse Oberfläche des Bimetallstreifens wird Polytetrafluoräthylen, z. B. durch Ausbreiten in Pulverform oder durch Auflegen eines Blattes, aufgebracht, und dann wird unter Erhitzen auf 25o bis 3oo° ein geeigneter Druck von z. B. ungefähr 157 kg/cm2 (It/Quadratzoll) ausgeübt, bis die erweichte synthetische Verbindung die Poren in dem porösen Metallgefüge ausfüllt. Der Druck wird vorzugsweise mittels eines geschlossenen Stempels ausgeübt. Es ist überdies nicht erforderlich, daß das poröse Gefüge vollständig mit der synthetischen Verbindung ausgefüllt wird, da es genügt, wenn das Eindringen des Polytetrafluoräthylens in die Poren sich bis zu einer Tiefe von etwa 0,75 bis I mm von der Lageroberfläche aus erstreckt.
Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. So können sich z. B. die Zusammensetzung und die Beschaffenheit des porösen Metallgefüges in weitem Umfang ändern, wie dies in der Technik bekannt ist, und das Ausmaß des ausgeübten Druckes sowie die Temperatur, bei welcher der Vorgang ausgeführt wird, und die Zeitdauer können geändert werden, je nachdem, wie die Beschaffenheit des porösen Metallgefüges und die Form, in welcher das Polytetrafluoräthylen aufgebracht wird, dies erfordern.
Soweit das Sintern des Metallgefüges vor der Aufbringung der synthetischen Verbindung ausgeführt wird, besteht für die Auswahl des verwendeten Metallpulvers und die Sinterungsbedingungen ein weiter Spielraum, um die beste Form für das poröse Gefüge und die wirksamste Bindung an die Unterlage, wenn eine derartige Unterlage vorgesehen ist, zu gewährleisten.
Es ist weiterhin ersichtlich, daß, obgleich die Erfindung insbesondere für die Erzeugung von Materialgeeignet ist, das bei der Herstellung von dünnwandigen Lagerfuttern mit einer Unterlage aus Stahl oder einem anderen, verhältnismäßig festen Metall Verwendung findet, die Erfindung auch auf Gleitlager anwendbar ist, bei welchen ein durch Sintern von Metallpulvern erzeugtes Metallgefüge ohne eine Unterlage verwendet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern nach Patent 962 561, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht von Polytetrafluoräthylen auf die Oberfläche eines porösen Metallgefüges, das durch Sintern von Metallpulver hergestellt worden ist, aufgebracht und das Polytetrafluoräthylen durch Anwendung von Druck wenigstens in die Oberflächenporen des Metallgefüges gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßvorgang unter Erhitzung auf eine Temperatur von 25o bis 300° ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen in Form eines Pulvers aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen in Form eines Blattes aufgebracht wird.