DE726736C - Gleitend beanspruchte Teile aus Aluminiumbronze - Google Patents

Description

• Gleitend beanspruchte Teile aus Aluminiumbronze ;In den letzten Jahren haben die Aluminiumbronzen wegen ihrer großen Festigkeit und vor allen Dingen wegen ihrer chemischen Widerstandsfähigkeit eine ständig wachsende Bedeutung erlangt. Es entstanden Sonderaluminiumbronzen, :die man wegen ihrer hohen mechanischen Werte viel als Ersatz der Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet. -So sind z. B. Spezialaluminiumbronzen für -die Her-Stellung _von Schneckenrädern und anderen Teilen in Gebrauch, die- einer gleitenden Beanspruchung unterliegen. Man ging bei der Einführung dieser Aluminiumbronzen an Stelle der Kupfer-Zinn-Bronzen von der Voraussetzung aus, daß bei gleicher Härte beider Legierungstypen auch das Anevendungsgebiet für Lager, Schneckenräder usw. den gleichen Umfang besitzen könne. Diese Voraussetzung hat sich nicht in ,allen Fällen als richtig eT-wiesen, .da sich herausgestellt hat, daß die mechanischen Eigenschaften, wie,Härte, Festig-7T.ait irn.rl @l,ahnnnor muht imm,nr .Ain TTrüiarianrn für die Eignung der betreffenden Legierung für Maschinenteile mit gleitender Beanspruchung abgeben. -Man hat im Gegenteil festgestellt, daß besonders harte Kupferlegierungen, Aluminium-oder Siliciumbronzen für gleitend beanspruchte Maschinenteile, wie Lager oder Schneckenräder, wenig oder gar nicht brauchbar sind, weil einmal .die Einlaufzeit zu groß ist und weil auch zum ,anderen selbst bei vollkommenem Einlauf Neigung zum Ansetzen auf die Welle besteht. Es hat sich bei durchgeführten Versuchen- gezeigt, daß diejenigen Aluminiumbronzen- mit einem Kupfergehalt von, über 70% und einem Aluminiumgehalt von. z bis z o %, die neben anderen Zusatzmetallen, noch einen gewissen Gehalt an Blei besitzen, - besonders `gut für Maschinenteile mit gleitender Beanspruchung geeignet sind. Legierungen dieser Art. sind zwar bereits bekannt, ihre Eignung für Lager und andere Maschinenteile mit ,gleitender Beanspruchung war jedoch noch nicht .erkannt. Sie waren als korrosionsbeständige Legierungen bekannt und ihre Verwendung für Eindampfgefäße und zur Herstellung von Rakeln empfohlen. Bei der Erfindung handelt es sich demgegenüber um die Verwendung ähnlicher Legierungen für der Reibung unterliegende Maschinenteile.
• Der Bleigehalt der Legierungen, die gemäß Erfindung für gleitende Maschinenteile ,angewendet werden sollen und der zwischen i und i o % liegen kann, vorzugsweise jedoch 2 bis 50/6 betragen soll, stellt in Legierungen., die dem angegebenen Verwendungszweck dienen sollen, ein wesentliches Merkmal dar. Das Blei kann zum Teil durch die Metalle Cadmium, Wismut, Antimon, Tellur und Arsen in Höhe von o, i bis 30/0 ersetzt werden. Zur Erhöhung .der durch den Bleizusatz etwas beeinträchtigten Festigkeit können weitere Zusätze an Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan in-Mengen von 0,5 bis 5 % gemacht werden.; denn überraschenderweise ruft der Zusatz der Eisenmetalle, wie z. B. Mangan, Nickel, Kobalt und Eisen, bei bleihaltigen Aluminiumbronzen, die kein Zink enthalten, eine beträchtliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften hervor. Auch .die Gießbarkeit wird günstig beeinflußt. Während z. B. eine Legierung, bestehend aus 92% Kupfer, 5 % Aluminium und 30/6 Blei, auch als Kokillenguß ein nur grobes Gefüge aufweist, in welchem das Blei schlecht verteilt ist, erhält man bei der gleichen Legierung durch Zusätze von Mangan in Mengen bis 5 % oder Eisen in Mengen bis 5% eine äußerst feinkörnige, stahlartige Struktur mit ausgezeichneten Festigkeiten. Man kann auch beide Zusatzmetalle Mangan und Eisen verwenden nach folgendem Beispiel $ 5 % Cu, 7 % Al, 3 % Pb, 3 % Mn, 2 % Fe. Diese Legierung besitzt als Kokillenguß eine Festigkeit von q.6 kg/mm2 bei einer Dehnung von 4o%. Es ist an sich bekannt, daß Aluminiumbronzen auch im Gußzustand hohe Festigkeiten und Dehnungen besitzen, es war aber nicht bekannt, daß selbst bei Bleigehalten von 3 bis 5% diese mechanischer Werte nicht ungünstig beeinflußt, sondern im Gegenteil noch verbessert werden können. Das Gefüge einer solchen Legierung ähnelt dem einer Bleibronze, also einer Blei-Kupfer-Legierung, die bis zu 3o% Blei enthält. Das Blei ist jedoch nicht etwa- in der Grundmasse [ gelöst, sondern es befindet sich fein, verteilt in den Kristallkörnern und begünstigt auf diese Weise die Gleiteigenschaften der betreffenden Legierung. Gegenüber der gewöhnlichen Bleibronze besitzen aber die bleihaltigen Aluminiumbronzen den Vorteil einer bedeutend größeren mechanischen Festigkeit, und sie können im Gegensatz zu diesen auch ohne Stützlagerschale und vor allen Dingen als Schneckenradlegierung verwendet werden, was natürlich bei den Bleibronzen. nicht möglich ist. Die neuen hoch bleihaltigen Aluminiumbronzen können besonders als Ersatz für hoch zinnhaltige Kupfer-Zinn-Legierungen verwendet werden, denen sie -einmal durch ihre größere mechanische Festigkeit, das andere Mal durch ihren niedrigeren Preis überlegen sind. Ein Zinkgehalt zu diesen Legierungen ist zwar nicht unbedingt auszuschließen, indessen ist er nicht erwünscht. Das Zink erhöht zwar, wie festgestellt wurde, die Festigkeit der Legierung, beeinträchtigt aber andererseits die Dehnung erheblich. Auch auf das Gefüge hat das Zink insofern einen Einfluß, als sich bei höherem Aluminiumgehalt schon Spuren des a -j-- ß-Gefüges einstellen, während die zinkfreien Legierungen aus reinem a-Kristallen bestehen. Immerhin ist ein Zinkgehalt von o, i bis 5 % zulässig, ohne daß dadurch die Eigenart der Legierungen sehr wesentlich verändert wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gleitend beanspruchte Maschinenteile, bestehend aus einer Aluminiumbronze mit mehr als 70% Kupfer, 2 bis i o % Aluminium und i bis ioolo, vorzugsweise jedoch mehr als 2% Blei.
2. 2. Gleitend beanspruchte Maschinenteile gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Blei zum Teil durch die Metalle Cadmium, Wismut, Antimon, Arsen und Tellur in Höhe von o, i bis 3 fl/o einzeln oder in geeigneter Kombination ersetzt ist.
3. 3. Gleitend beanspruchte Maschinenteile gemäß Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß noch Mangan, Eisen, Nickel und Kobalt in Mengen von 0,5 bis 5 % einzeln oder in .geeigneter Kombination zugesetzt sind.