DE1458351C3

DE1458351C3 - Verwendung und Verfahren zur Herstellung eines Sinterwerkstoffes aus metallischen und oxidischen Bestandteilen für auf Reibung beanspruchte Flächen

Info

Publication number: DE1458351C3
Application number: DE1458351A
Authority: DE
Inventors: Robert John Cleveland Ohio Macdonald (V.St.A.)
Original assignee: Clevite Corp
Current assignee: Clevite Corp
Priority date: 1963-01-21
Filing date: 1964-01-18
Publication date: 1974-08-22
Also published as: US3205565A; DE1458351B2; DE1458351A1; GB1001017A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gesintertes Material für auf Reibung beanspruchte Flächen, das für Lager, Kolbenringe, Dichtungen, Kupplungsplatten u. dgl. verwendet werden kann, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es ist bereits ein Material vorgeschlagen worden, dessen Grundgefüge aus einer Metallpulvermischung gebildet ist, die aus einem Material, dessen freie Energie bei der Bildung des Oxids positiver als die des Bleioxids PbO ist, also z. B. aus Kupfer oder Silber besteht; das Grundgefüge wird dabei von Teilchen durchsetzt, die vorherrschend von PbO gebildet sind. Dabei wird eine verhältnismäßig große Menge der Oxidteilchen zum Eindringen in das Grundgefüge veranlaßt, damit an den Gleitflächen der aufeinanderliegenden Materialien stets eine ziemlich große Menge an Teilchen vorhanden ist, die vorherrschend aus Bleioxid bestehen. Infolge der Tiefe des Grundgefüges widersteht das Gleitflächenmaterial über lange Zeit einem Abrieb und wirkt außerdem dahingehend, daß sich ein Lagermaterial an den aufeinanderliegenden Flächen bildet.

Wenn auch die Verwendung eines Verbundmaterials mit einem durchdrungenen Grundgefüge für bestimmte Zwecke wünschenswert sein kann, so ist dennoch eine derartige durchdrungene Struktur in anderen Fällen mit ausgeprägten Nachteilen verknüpft. Das Durchdringen ist nämlich eine Funktion der Viskosität des Materials, in diesem Falle des geschmolzenen Oxides; eine hoch viskose, zähflüssige Schmelze dringt jedoch nicht immer in passender Weise in das Grundgefügematerial ein. Außerdem hat die binäre Bleioxidmischung einen gewissen Viskositätsbereich, der von einem legierenden Zusatz abhängt. Somit können nur gewisse Mischungen leicht eindringen. Fernerhin ist das Eindringen in manchen Fällen schwierig zu beeinflussen, insbesondere wenn die Eindringgeschwindigkeit ziemlich gering ist. Soweit das geschmolzene Bleioxid das Kupfer löst, kann ein verlängerter Flächenkontakt

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zu einer beträchtlichen Flächenerosion und zu einer dann läuft er durch eine Kammer hindurch, in der

strukturellen Schwächung führen. Eine durchdrun- die Pulverteilchen an ihren Berührungsflächen er-

gene Struktur muß zusammenhängende Bereiche von neut zusammengesintert werden.

Bleioxidteilchen aufweisen, die eine schädliche Wir- Ein Verbundmetallkörper, wie er gemäß der Erfin-

kung auf die Bearbeitung des Verbundmaterials mit 5 dung hergestellt wird, enthält eine Unterlage aus

der Maschine ausüben. Große zusammenhängende Stahl und eine an die Unterlage gebundene, bin-

Bereiche des Bleioxids oder seiner Legierungen wer- dende Zwischenschicht gleichen Umfangs, die aus

den nämlich unter gewissen Umständen von einem einem Metall besteht, dessen freie Energie bei der

Maschinenwerkzeug leicht auseinandergezogen, und Oxidbildung positiver als die des Bleioxids (PbO)

es verbleiben in der fertiggestellten Oberfläche zu- io und dessen Legierungen ist. Der Verbundmetallkör-

mindest in mikroskopischen Abmessungen Blasen per enthält außerdem eine fest gesinterte Lager- oder

oder Hohlräume. Trageschicht, die sich genauso weit wie die Zwi-

Aus den deutschen Patentschriften 1 029 571 und schenschicht ausdehnt, an diese gebunden ist, über

1 126 624 sind bereits Werkstoffe für elektrische dieser liegt und von einer Metallpulvermischung aus

Kontakte bekannt, die unter anderem aus Bleioxid 15 einem Grundgefügematerial gebildet ist, dessen freie

und Silber bzw. 5 bis 20% Bleioxid, Rest Kupfer Energie bei der Oxidbildung potisiver als die des

oder Silber-Kupfer-Legierung bestehen, in denen Bleioxids (PbO) ist; dabei bilden die Pulverteil-

das Bleioxid feinteilig und gleichmäßig im Grund- chen, die vorwiegend aus PbO bestehen, unabhängige

metall eingelagert ist. und unterbrochene Bereiche, die in dem Material des

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung 20 Grundgefüges eingebettet sind.

eines Sinterwerkstoffes, bestehend aus 5 bis 20 % Zum besseren Verständnis der Erfindung seien die

eines oxidischen Anteils, bestehend aus 8 bis 28 % Figuren näher erläutert.

SiO₀, 4% Al₂O₃, 28% Bi₂O₃, 8% CrO₃, 13 bis Fig. 1 ist eine 250fach vergrößerte Mikrofoto-

45 °/o V₂O₅, 5 bis 33 % As₂O₃, 18 % MoO₃, 29 % grafie, die zwecks Vergleich die metallurgischen

WO₃, 12 %> B₂O₃, 3% TiO₂, 1,5% SnO₂, 5 bis 25 Merkmale des bereits vorgeschlagenen Materials

25 % P₂O₅, 15 % Fe₃O₄ oder 18 % Cu₂O, Rest zeigt, und

PbO, die in nicht zusammenhängenden Bereichen in Fig. 2 ist eine in gleicher Weise vergrößerte Foto-80 bis 95 % einer metallischen Grundlegierung grafie und zeigt die metallurgischen Merkmale des verteilt ist, deren Zusammensetzung nur durch die Materials gemäß der Erfindung.
Bedingung eingeschränkt ist, daß ihre Affinität zum 30 Gemäß F i g. 1 bildet der oxidische Anteil des anSauerstoff geringer als die des Bleis bei der BiI- meldungsgemäß zu verwendenden Sinterwerkstoffs dung von PbO ist, als Werkstoff für auf Reibung im allgemeinen zusammenhängende Bereiche 10. beanspruchte Flächen. Wenn auch ein solcher Zusammenhang nicht im

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Ver- vollen Maße sichtbar ist, besteht dieser dennoch in

fahren zur Herstellung derartiger Sinterwerkstoffe, 35 einer anderen Ebene. Ferner zeigt die Fig. 1 helle

das dadurch gekennzeichnet ist, daß die oxidische Bereiche 12, die das Material des Grundgefüges

Komponente mit der Grundlegierung jeweils in Pul- darstellen und natürlich derartige Zwischenräume

verform innig gemischt, bis zur grünen Dichte ge- oder Einschlüsse aufweisen.

preßt und danach oberhalb des Schmelzpunktes des Aus F i g. 2 sind die unabhängigen und unterbro-

oxidischen Anteils gesintert wird. 40 chenen Bereiche aus dem oxidischen Anteil 14 er-

Bei dem dabei erhaltenen verbesserten Werk- sichtlich, die in der metallischen Grundlegierung 16

stoff bilden die oxidischen Pulverteilchen, unter de- eingebettet sind.

nen das Bleioxid vorherrscht, unabhängige und Der Grund, weshalb die die Grundlegierung bil-

unterbrochene Bereiche, die in dem Grundgefüge- denden Metallpulver eine geringere Affinität zum

material eingebettet sind, so daß die obenerwähnten 45 Sauerstoff aufweisen müssen, als die des Bleis bei

Schwierigkeiten bei der Verwendung des Mate- der Bildung von PbO ist, daß das Material des

rials ausgeschlossen sind. Grundgefüges sonst das Bleioxid zu metallischem

Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens Blei reduzieren würde, wenn beide Materialien zugemäß der Erfindung besteht in der Herstellung eines sammen gesintert werden. Die Metalle Kupfer und Metallfutters aus gesintertem Pulver auf einer festen, 50 Silber erfüllen diese Forderung. Silber kann darüber verstärkenden Stahlunterlage. Dabei wird eine Zwi- hinaus auch als legierendes Element angewendet schenschicht des bindenden Materials auf der etwa werden, um das Kupfer ohne nachteiligen Einfluß ebenen Fläche eines zusammenhängenden Streifens auf das PbO zu stärken. Auch Arsen kann als aus Stahl aufgebracht. Dann werden Pulverteilchen Legierungselement Anwendung finden; jedoch ist es aus dem Material, dessen freie Energie bei der Oxid- 55 als Grundmetall nicht unbedenklich. Alle Mengenbildung positiver als die des Bleioxids PbO ist, angaben gelten in Gewichtsprozent,
mit den Pulverteilchen des oxidischen Anteils, ver- Kupferpulver nahezu beliebiger Güte ist zur mischt, und die sich ergebende Mischung wird auf Durchführung der Erfindung brauchbar. Es hat sich die ebene Oberfläche des Streifens auf der Seite der jedoch eine bestimmte Pulvermischung als beson-Zwischenschicht ausgebreitet. Danach wird der 60 ders geeignet erwiesen, die sehr leicht fließt, wenn Streifen durch eine Sinterkammer hindurchgezo- sie mit dem feinen pulverförmigen oxidischen Anteil gen, in der die Pulverteilchen zusammengesintert wer- vermischt wird. Dies ist eine wichtige Eigenschaft, den, wobei bloß ein Punktkontakt zwischen den insbesondere wenn mit hoher Geschwindigkeit ar-Teilchen entsteht; darüber hinaus werden die Teil- beitende Verdichtungspressen Anwendung finden chen an die ebene Oberfläche des Streifens metallur- 65 sollen, die in der Pulvermetallindustrie im allgemeigisch gebunden. Der Streifen wird dann durch zwei nen verwendet werden. Die Analyse dieser bevor-Druckwalzen hindurchgezogen, die 80 bis 90% der zugten Kupfermischung mit genormten Sieben ertheoretischen Dichte des Metallfutters herstellen; gibt die folgenden Werte: .

Prozent

22

23

38

Siebgröße

-100 +150
-150 +200
-200 +250
-250 +325
-325

Dieses Kupferpulver wird mit dem oxidischen Anteil gemischt. Die Festigkeit des Verbundmaterials ist in erster Linie dem Grundkörper aus Kupfer zuzuschreiben, während die oxidischen Zusätze die Abriebeigenschaften bei der Reibung ergeben.

In der folgenden Tabelle sind die zulässigen Zusammensetzungen des oxidischen Anteils mit den dazugehörigen Schmelzpunkten und Viskositätsangaben für die Schmelze angegeben. In der Zeile 1 der Tabelle beziehen sich die Daten nur auf PbO, sie sind zum Vergleich aufgenommen.

PbO-Basismischungen

Zusatzoxid	Eutektikum bei Gehalt an Zusatz oxid	Schmelz punkt	Geschmolzener Zustand
	(Vo)	(⁰C)
PbO	51	888	zähflüssig
SiO₂	8 15 28	733 733 733	flüssig zähflüssig sehr zähflüssig
AlA	4	865	sehr zähflüssig
Bi₂O₃	28	581	flüssig
PbO-CrO₃	8	786	zähflüssig
V₂O₅	13 45	760 482	flüssig zähflüssig
As₂O₅	5 17 33	803 815 788	flüssig flüssig flüssig
PbO-MoO₃	18	788	flüssig
PbO-WO₃	29	724	flüssig
BA	12	496	flüssig
TiO₂	3	815	flüssig
SnO₂	1,5	855	sehr zähflüssig
P₂O₅	5 9 25	815 843 815	flüssig flüssig
Cu₂O	18	682	sehr zähflüssig
Fe₃O₄	15	733	flüssig

Um ein Gleitmaterial mit einer möglichst günstigen Kombination der Gleiteigenschaften und der mechanischen Festigkeit zu erzeugen, muß das richtige Mischungsverhältnis gewählt werden. Bei einem Grundgefüge aus Kupfer werden durch einen Zusatz von z. B. 5 o/o eines oxidischen Anteils aus PbO mit 8Vo SiO₂ die Gleiteigenschaften im Vergleich mit unlegiertem Kupfer wesentlich verbessert. Oberhalb 20 %> Oxid werden die Festigkeit des Verbundmaterials und außerdem der Abriebwiderstand während des Gleitens herabgesetzt. Der günstigste Bereich für die Oxide erscheint für die meisten Anwendungszwecke zwischen 10 und 15 °/o zu liegen.

Der Verbundmetallkörper wird nur bis zu einem Maß beträchtlich unter der theoretischen Dichte verdichtet, so daß er in üblicher Weise mit einem Schmiermittel getränkt werden kann, durch das sich der Gleitkörper selbst schmiert, wenn diese Eigenschaften erwünscht sind. Wie man herausgefunden

ίο hat, kann bei einer lO°/oigen Porosität eines kompakten Grundgefüges etwas Öl zurückgehalten und ein gewisser Gleichförmigkeitsgrad innerhalb des Materials erreicht werden.

Das Verfahren zur Herstellung des zuvor erläuterten Verbundmaterials als eines kompakten Sinterkörpers sei in zwei Teilen ausführlich beschrieben. Der erste Teil bezieht sich auf die gesinterte, feste Verbundstruktur als solche, während sich der zweite Teil mit dem Metallfutter beschäftigt, das aus diesem Material gebildet und an einem Stahlkörper als Unterlage gebunden ist. Grundlegend für die beiden Verfahren ist das Sintern des Grundgefügematerials in Gegenwart von PbO-Legierungen. Dieser Faktor ist von größter Wichtigkeit.

Zur Herstellung der Verbundstruktur werden die Grundgefügematerialien zuerst völlig mit einem Schmiermittel durchmischt, um die Kupferteilchen zu überziehen und die Reibungskräfte herabzusetzen, die sich zwischen den Teilchen und der Wand eines Formwerkzeugs beim Pressen entwickeln. Diese Pulver können natürlich auch ohne Zusatz eines Schmiermittels gepreßt werden. Um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und die Preßgeschwindigkeit zu erhöhen, soll das Schmiermittel jedoch der Mischung zugesetzt werden. Wie man herausgefunden hat, werden die Kupferteilchen ¹Uh lang vor dem Zufügen der Oxidbasismischung mit Stearinsäure gemischt, worauf das Mischen noch ³A h lang fortgesetzt wird. Dadurch, daß die Kupfer-

teilchen zuerst mit dem Schmiermittel vermischt werden, kann dieses das Kupferpulver besser überziehen, so daß die Neigung des Oxides, mit dem Schmiermittel zusammenzuballen, stark herabgesetzt wird.

Die Mischung wird dann mit Hilfe üblicher, selbsttätiger Preßvorrichtungen verdichtet. Die »grüne« Dichte (im feuchten Zustand), zu der die Materialien zusammengepreßt werden, hat einige Bedeutung. Wie man herausgefunden hat, ist eine solche Dichte von

so 7,3 g/cm³ im feuchten Zustand am besten. Dies entspricht grob etwa 83 % der theoretischen Dichte des Verbundmaterials. Bei einer Dichte, die über 7,3 g/cm³ hinausgeht, besteht die Gefahr, daß das Oxid während des Sintervorgangs austritt. Dies erfolgt deshalb, weil die Oxide schmelzen und sich ausdehnen; wenn diese Ausdehnung nicht von den Innenporen kompensiert werden kann, tritt das Oxid aus der verdichteten Masse aus. Um diese »grüne« Dichte im feuchten Zustand zu erreichen, ist ein Druck von etwa 3500 kp/cm³ erforderlich.

Die kompakte Mischung der Pulverteilchen wird dann in einem zweistufigen Verfahren gesintert.

Der erste Schritt des zweistufigen Sinterverfahrens ist eine Voroxidation, bei der ein Film aus Kupferoxid um die Kupferteilchen entsteht. Im allgemeinen erfolgt diese Behandlung bei einer Temperatur zwischen 371 und 538° C, bevorzugt bei 426° C, bei der eine gesteuerte Oxidation möglich zu sein

scheint, ohne daß die Materialien lange dieser Temperatur ausgesetzt zu werden brauchen. In Abhängigkeit von der Masse des behandelten Stückes wird eine Zeitspanne in der Größenordnung von 10 bis 15 Minuten bei dieser Temperatur angewandt. Bei höheren Temperaturen kann die Zeit natürlich verringert werden; bei Temperaturen oberhalb 426° C wird im wesentlichen Cuprooxid (Cu₂O) gebildet. Dieser Überzug ist jedoch nicht so bruchfest und zäh wie der des Cuprioxides (CuO), und in allen Fällen löst er sich leicht vom Kupfer ab. Diese Voroxidation vor dem Sintern ist aus zwei Hauptgründen wünschenswert:

1. Freies Blei wird ausgeschaltet, das sich durch Zerfall des gepulverten Schmiermittels gebildet hat, und

2. es bildet sich eine Oberflächenstruktur mit den günstigsten Reibungseigenschaften.

Bei einem Zusatz von.Cu₂O wird der Schmelzpunkt des PbO von 888 ,auf 682° C gesenkt. Anscheinend muß eine ähnliche Beziehung auch für das PbO-CuO-System bestehen. Wenn ein Film aus CuO auf allen Kupferteiichen vorhanden ist, führt das Sintern oberhalb 682°.C zu einer Benetzung der gesamten Kupferoberflächen mit der an PbO reichen Mischung. Infolge dieses Verhaltens kann sich das Oxid nach dem Sintern an den Zwischenflächen des betreifenden Teils befinden. Daher kann das Teil nach einer anschließenden Prägung oder Preßglättung völlig brauchbar sein, ohne daß es mit einer Maschine bearbeitet zu werden braucht.

Die Gegenwart eines Films aus CuO dient während des Sintervorgangs auch einer anderen Funktion. Alles metallische Blei, das sich infolge des Abbrennens des gepulverten Schmiermittels bildet, reagiert im geschmolzenen Zustand mit CuO, wobei eine Thermit-Reaktion abläuft, bei der metallisches Cu und PbO erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Gegenwart von Pb im zusammengesetzten Körper fast völlig vermieden werden.

In der obigen Feststellung ist implizit enthalten, daß die Voroxidation keine strenge Forderung für das Erzeugen einer Zusammensetzung aus Cu und PbO ist. Damit jedoch eine Fabrikation mit den üblichen Pulvermetallvorrichtungen möglich ist und ein Endprodukt mit einer möglichst günstigen Festigkeit und Gleiteigenschaft entsteht, bietet diese Vorbehandlung beträchtliche Vorteile.

der voroxidierte Preßling wird dann gesintert, um die Bindung zwischen den Kupferteilchen zu verstärken und eine Bindung zwischen dem oxidischen Anteil und den Kupferteilchen zu erhalten. Wenn auch die zum Sintern erforderliche Temperatur nicht kritisch ist, ist, wie man herausgefunden hat, das Sintern oberhalb des Schmelzpunktes des Oxidzusatzes am günstigsten. Ein Temperaturbereich von 760 bis 927° C führt im allgemeinen zu den erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzungen. Für PbO, das bei 888° C schmilzt, kann das Sintern zwischen 900 und 955° C erfolgen. Andererseits kann z. B. die binäre PbO-8 %-SiO₂-Legierung, die zwischen 677 und 733° C schmilzt, bei 815 bis 843° C gesintert werden. Die bevorzugte Zeitspanne, während der die Zusammensetzungen auf der Sintertemperatur gehalten werden sollen, damit man reproduzierbare Festigkeitseigenschaften erhält, scheint bei etwa 15 min zu liegen, obwohl dies nicht allzu kritisch ist. Da PbO leicht zu metallischem Pb reduziert wird, darf das Sintern nicht in einer reduzierenden Atmosphäre, z. B. Wasserstoff, endothermen, exothermen oder dissoziierten Ammoniakgasen ohne Nachoxydation, wie unten angemerkt ist, erfolgen.

>5 Hierzu wird vorzugsweise ein reaktionsunfähiges Gas, z. B. Argon oder Stickstoff, angewendet. Wenn auch das Sintern des nicht legierten Kupfers in einer reaktionsunfähigen Atmosphäre normalerweise nicht annähernd so wirksam wie bei Anwendung eines

ίο reduzierenden Gases ist, so wird die Schwierigkeit durch Zusatz von PbO-Legierungen zum Cu-Pulver überwunden, insofern als während des Sinterns einiges PbO verdampft und mit etwa vorhandenem Cu oder Cu₂O kombiniert, so daß eine saubere Kupfer-

oberfläche zurückbleibt. Es können auch die Bleipartikeln zur Umwandlung in Bleioxid durch eine Thermit-Reaktion mit den Kupferoxidpartikeln nachoxidiert werden. Bei dem zuvor beschriebenen Sintern oder Nachoxidieren des Materials ist es wünschenswert, den Preßling erneut zu pressen oder zu prägen. Dies kann mit demselben Werkzeug erfolgen, das zur Verdichtung des ursprünglichen »grünen« Preßlings benutzt ist, da der Sintervorgang nur eine sehr geringe Änderung der Abmessungen mit sich bringt. Normalerweise kann derselbe Druck, der während des Verdichtungsvorganges angewendet wird, auch zur Prägung des gesinterten Preßlings angewendet werden. Die vorgeschriebene Dichte der endgültigen Zusammensetzung hängt von der Anwendungsart ab, die für den Gegenstand gedacht ist. Wenn die Bedingung der hydrodynamischen Schmierung besteht und ein dünner Schmiermittelfilm aufrechterhalten werden muß, ist ein Material in der Nähe der völligen Dichte erwünscht. Eine Zusammensetzung mit einer etwa 90%igen Dichte, bezüglich der theoretischen Dichte (7,93 g/cm³), scheint für diese Bedingungen am besten zu sein. Die in diesem Material verbleibende 10%ige Porosität erlaubt die Aufnahme von etwas öl. In das Verbundmaterial, insbesondere in dessen poröse Abschnitte, wird das Schmiermittel mit Hilfe üblicher Vakuumimprägnierverfahren eingebracht. Wenn die endgültige Dichte vermindert wird, kann die innere ölaufnahme vergrößert werden, um ein sich selbst schmierendes Verbundmaterial herstellen zu können. Das Verfahren zum Herstellen eines Metallfutters aus gesintertem Pulver auf einer festen, verstärkenden Metallunterlage folgt im allgemeinen den bereits aufgezeichneten Grundregeln. Um die Bindung des zusammengesetzten Materials an die Stahlunterlage zu erleichtern und eine unerwünschte Reaktion zwischen dem oxidischen Anteil und der Stahlunterlage auszuschalten, wird die letztere mit einem bindenden Material elektrolytisch überzogen oder plattiert, das dieselben Eigenschaften bezüglich der Oxidbildung aufweist wie die metallische Grundlegierung. Im allgemeinen wird der Stahlkörper mit einer Kupfer- oder Silberlage oder mit einer Legierung aus diesen Metallen plattiert; ein Kupferfilm im Dickenbereich von 0,0125 bis 0,05 mm erscheint für die meisten zuvor aufgezählten Zusammensetzungen ausreichend. Eine größere Dicke kann jedoch notwendig sein, wenn Materialien mit höheren Schmelztemperaturen Anwendung finden.

Die Pulvermischungen aus Kupfer und dem Oxid werden nach den bereits erläuterten Verfahren bereitet. Es wird jedoch kein Schmiermittel hinzugesetzt, da keine Verfahrensschritte auftreten, bei

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denen eine Schmierung nötig ist. Die Pulvermischung wird dann auf der ebenen Oberfläche des Streifens auf der Seite der Zwischenschicht ausgebreitet. Der Streifen läuft durch eine Sinterkammer hindurch, deren Bedingungen so gewählt sind, daß die Pulverteilchen zusammensintern, ein Punktkontakt mit begrenzter Kohäsion zwischen den Teilchen entsteht und die Teilchen an die ebene Oberfläche des Streifens metallurgisch gebunden werden. Die Temperatur zum Sintern des Streifens soll normalerweise für die verschiedenen bereits erläuterten Zusammensetzungen zwischen 760 und 927° C liegen. Für eine Cu-PbO-SiOg-Mischung scheint z. B. eine Temperatur von etwa 815° C am besten geeignet zu sein.

Bei der Herstellung von bekannten Lagern mit Stahlgrundkörper aus Kupferblei, Lagerweißmetall oder Aluminium als Laufschicht wird die endgültige Abmessung durch Präzisionsbohren erreicht. Somit ist der Oberflächenzustand des gegossenen oder gesinterten Streifens ohne Bedeutung. In einigen Fällen möchte man jedoch ein Lager aus einem Streifen bilden und die endgültige Bohrung durch Bemessungs- und Rollpolierverfahren herstellen. In diesem Fall ist es wünschenswert, eine Fläche mit einer möglichst günstigen Oxidverteilung zu besitzen. Aus diesem Grund kann die frei gesinterte Zusammensetzung durch eine Behandlung im voraus oxidiert werden, die mit der im zuvor beschriebenen Verfahren angewandten Behandlung vergleichbar ist. Diese Voroxidation soll vorzugsweise vor dem Rollvorgang stattfinden.

Der frei gesinterte Streifen wird nun gewalzt, bis seine Dicke zumindest auf 75 % herabgesetzt ist, damit er sich verdichtet und seine Bindungsfestigkeit gesteigert wird. Der bevorzugte Bereich zur Verdichtung der gesinterten Pulvermischung liegt zwischen der 80- und 95%igen theoretischen Dichte. Der Streifen wird dann bei einer Temperatur zwischen 759 und 926° C erneut gesintert, um die Berührungsstellen der Teilchen zusammenzusintern und zu schmelzen und dabei die Bindung zu verstärken und zu verbessern. Beim erneuten Sintern des Streifens kann die Pulvermischung im Vakuum mit einem Schmiermittel imprägniert werden, das die verbleibenden Poren ausfüllt. Der fertige Streifen wird dann mit einer Maschine bearbeitet oder nach üblichen Verfahren mit dem gewünschten Anstrich und der gewünschten Endstruktur versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Sinterwerkstoffes, bestehend aus 5 bis 20% eines oxidischen Anteils, bestehend aus 8 bis 28 % SiO.,, 4 % Al₀O₃, 28 % Bi₀O.,, 8% CrO₃, 13 bis 45% V.,O₃, 5" bis 33% As₀O₃, 18% MoO₁, 29% WO₃, 12% B₂O₃, 3% TiO.,, 1,5% SnO.,, 5 bis 25% P.,O₅, 15% Fe₃O₄ oder 18% Cu₂O, Rest PbO, de~r in nicht zusammenhängenden Bereichen in 80 bis 95% einer metallischen Grundlegierung verteilt ist, deren Zusammensetzung nur durch die Bedingung eingeschränkt ist, daß ihre Affinität zum Sauerstoff geringer als die des Bleis bei der BiI-dung von PbO ist, als Werkstoff für auf Reibung beanspruchte Flächen.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleioxid enthaltende Material PbO- 8% SiO, ist. ao

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Mischung eine Dichte von mindestens 75 % der theoretischen Dichte besitzt und daß die Poren dieser porösen in üblicher Weise mit einem Schmiermittel aus- as gefüllt sind.

4. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in seiner ganzen Ausdehnung auf einer Zwischenschicht, aufliegt und an diese gebunden ist, wobei die Zwischenschicht, die in ihrer ganzen Ausdehnung an eine Stahlunterlage gebunden ist, aus einem Metall besteht, dessen freie Energie bei Oxidbildung positiver als die von Bleioxid ist.

5. Material nach Anspruch 4, bei dem das Grundgefüge im wesentlichen aus Kupfer oder Silber besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Kupfer, Silber oder einer Legierung daraus besteht.

6. Material nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke von 0,0125 bis 0,05 mm besitzt.

7. Verfahren zur Herstellung von nach den Ansprüchen 1 bis 6 zusammengesetzten und zu verwendenden Sinterwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Pulverpartikeln, die vorwiegend aus Bleioxid bestehen, mit Metallteilchen, deren freie Energie bei Oxidbildung positiver als die von Bleioxid ist, innig gemischt werden, bis zur grünen Dichte gepreßt und danach oberhalb des Schmelzpunktes des oxidischen Anteils gesintert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Cu, Ag oder deren Legierung bestehende Grundlegierung zumindest mit einem organischen Schmiermittel vermischt und daß dann die mit der Schutzschicht versehenen Partikeln mit den Pulverpartikeln vermischt werden, die vorherrschend Bleioxid enthalten.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 zur Herstellung eines nach Anspruch 4 ausgebildeten und zu verwendenden Sinterwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Metall als Futter auf eine feste, versteifende Stahlunterlage aufgetragen wird, indem eine Zwischenschicht aus einem als Bindemittel dienenden Material auf eine im wesentlichen glatte Oberfläche eines ununterbrochenen Streifens aus nicht porösem Material aufgebracht wird, auf der man die Pulvermischung ausbreitet, die Pulverpartikeln an ihren Berührungsstellen gesintert und an die ebene Oberfläche des Streifens metallurgisch gebunden werden, der Streifen zur Herstellung einer vorgegebenen Dichte des Metallpulvers anschließend durch zwei Druckwalzen geführt wird und die Pulverpartikeln an ihren Berührungsstellen erneut gesintert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das vorwiegend Bleioxid enthaltende Material aus PbO-SiO., besteht und die zum Sintern der Mischung angewendete Temperatur zwischen 760 und 930° C liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallfutter des Streifens beim Durchgang durch die Druckwalzen bis auf 80 bis 95 % der theoretischen Dichte verdichtet wird und daß anschließend an das erneute Sintern die Poren durch Imprägnieren im Vakuum mit einem Schmiermittel ausgefüllt werden.