DE2656203C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gleitlagerelemente mit Trägerschicht und Auflageschicht aus metallischer Suspensionslegierung. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines solchen Gleitlagerelements mittels thermokinetischen Plattierens.

Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, nach denen hocherhitztes Metall in Form von Draht oder Pulver für bestimmte Zwecke, meist zum Korrosions- oder Verzunderungsschutz sowie Reparatur- und Ausbesserungsarbeiten auf ein Trägermetall gespritzt wird, wobei dieses Spritzvorgänge mit den bekannten Spritzvorrichtungen, wie Flamm-, Plasma- und Lichtbogenanlagen durchgeführt werden, (vergl. "Der Eisenbahningenieur", 15. Jahrgang Heft 5, Mai 1964, Seiten 127 bis 132).

Die Haftgrundvorbereitungen beschränkt sich hierbei meist auf die Reinigung der Oberfläche mittels Strahlgebläse. Wird ein Verzunderungsschutz, beispielsweise von Stahl angestrebt, werden die aufgebrachten Schichten einer nachträglichen Wärmebehandlung (Sintern) unterzogen.

Zylinderbuchsen, Kolben, Wellen und Achsen dagegen werden vor dem Spritzvorgang durch Rauhdrehen oder Rauhstrahlen vorbereitet, um die zum Ausbessern oder Aufbringen einer verschleißfesten Schicht erforderliche Bindung des Spritzwerkstoffes zu erreichen.

Es ist auch bekannt, zur Erzielung einer gut haftenden Schicht eine sorgfältige Vorbereitung des Grundwerkstoffes durch Entfetten und anschließendes Aufrauhen des Trägermaterials mittels Strahlen mit Strahlkies oder durch Bürsten vorzunehmen. Bekannt ist ebenso - zu besseren Bindung zwischen Trägerwerkstoff und Spritzmetall - eine Zwischenschicht durch thermokinetisches Plattieren aufzubringen. Als Zwischenschichten werden meist Werkstoffe wie Molybdän und Nickelaluminid verwendet (vergl. DE-OS 19 23 030).

Um aufgespritzten Auflageschichten eine ausreichend feste Verbindung mit der Unterlage zu geben, daß auch bei starken Schlag- und Biegebeanspruchungen kein Abplatzen der Spritzschicht eintritt, ist es bekannt, ein nachträgliches Einsintern vorzunehmen (vergl. HOESCH Berichte aus Forschung und Entwicklung unseres Werkes, Heft 3/73, Seiten 109 bis 116).

Es ist auch bekannt, beim Ausgießen von Leichtmetallagerkörpern mit AlSnZn-Lagerlegierung diese Lagerlegierung durch Diffusionszwischenbehandlung fest auf dem Leichtmetallträger zu verankern und noch durch zusätzliche Diffusionsglühung diese Verankerung zu verstärken (DE-PS 8 68 789).

Bei der Herstellung eines Stahl/AlPb-Schichtwerkstoffes für die Herstellung von Gleitlagern ist es auch bekannt, zur Herstellung des AlPb-Werkstoffes durch Pulverwalzen einen aus drei Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung bestehenden Pulverstrom in ein Walzwerk zur Herstellung eines bandförmigen Halbfabrikats, eines sogenannten "Grünen Bandes" einlaufen zu lassen (DE-OS 17 75 322). Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die drei Schichten infolge von Mischvorgängen beim Einlaufen in den Walzspalt nicht klar getrennt vorliegen. Infolge der hier anschließend erforderlichen Sinter- und Walzoperation laufen einmal unkontrollierbare Diffusionsvorgänge ab, die zur Bildung von Sprödphasen führen können, die die Bindung beeinträchtigen. Zum anderen werden aufgrund der hohen Verformungsgrade die rundlichen Pb-Partikel gestreckt, so daß bei einer Beanspruchung der aus solchen Schichtwerkstoffen hergestellten Gleitlagerelemente auf Dauerfestigkeit infolge innerer Kerbwirkung der Pb-Fäden Ausfälle derselben auftreten.

Die Tatsache, daß solche Überzüge oft noch ganz erhebliche Mängel aufweisen, ist bekannt (Jahrbuch der Oberflächentechnik 1956, Seiten 291 bis 306). Der wesentliche Nachteil besteht somit darin, daß außer der Herstellung von Zwischenschichten für eine gesinterte Bindung noch eine zusätzliche thermische Nachbehandlung durchgeführt wird, daß aber bei der Herstellung der Werkstücke trotzdem ein Abplatzen oder teilweises Abplatzen der Auflageschicht eintritt. Diese Abplatzungen sind sicher teilweise der Bildung spröder intermetallischer Phasen zuzuschreiben.

Aus der GB-PS 10 83 003 sind zwei Varianten für die Herstellung von Gleitlagerwerkstoff bekannt. Die erste Variante besteht im Aufspritzen eines geschmolzenen Metallgemisches auf die gereinigte Oberfläche einer auf mindestens 150°C erhitzten Trägerschicht. Das Aufspritzen oder Aufdüsen einer Schmelze auf die gereinigte Oberfläche eines metallischen Trägers verursacht erhebliche verfahrensmäßige Schwierigkeiten und führt nicht zu einer gleichmäßigen Struktur der Auflageschicht, insbesondere dann nicht, wenn die Auflageschicht aus Suspensionslegierungen besteht. Das Gefüge einer auf diese Weise hergestellten Auflageschicht ist grob und ungleichmäßig. Wenn die Suspensionslegierung aus Aluminium und Blei besteht, läßt sich - wie die Praxis ergeben hat - auf diese Weise überhaupt keine brauchbare Struktur in der Auflageschicht erreichen, weil das System Aluminium-Blei wegen seiner sehr breiten Mischungslücke auch in der Schmelze keine intensive verbleibende Mischung möglich macht. Die auf die nur eben gereinigte und erhitzte Oberfläche aus der Schmelze aufgespritzte oder aufgedüste Auflageschicht geht auch keine ausreichende Flächenbindung mit der Oberfläche der Trägerschicht ein.

Gemäß der zweiten Variante wird anstelle des Verspritzens oder Verdüsens einer Metallschmelze ein Draht aus Aluminium und Blei einer einzigen Spritzpistole zugeführt und durch diese auf die gereinigte Oberfläche der Trägerschicht thermokinetisch aufgebracht. Diese Variante führt ebenfalls nicht zu einem brauchbaren Produkt, weil bei einem Draht aus Aluminium und Blei wegen der Unvermischbarkeit von Aluminium und Blei keine gleichmäßige Zusammensetzung über die Drahtlänge gewährleistet werden kann.

Die DE-AS 21 30 421 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmetallstreifens, bei dem einer Aluminiumschmelze geschmolzenes Blei von oben her in Form eines dünnen Fadens zugeführt wird, wobei dieser Bleifaden direkt in eine nach unten gerichtete Auslaufdüse geführt wird, um dort zusammen mit Aluminium auszutreten und unter Zuhilfenahme von Stickstoffstrahlen verteilt und als Aluminium-Blei-Suspensionslegierung auf die Oberfläche eines Unterlagestreifens verdüst zu werden. Die Oberfläche des Unterlagestreifens soll durch Reinigen und Ätzen oder durch Behandlung mit einem Sandstrahlgebläse vorbereitet werden. Das aus DE-AS 21 30 421 bekannte Verfahren führt - wie die Praxis ergeben hat - zu einem groben, ungleichmäßigen Gefüge der Auflageschicht. Die in der Aluminium-Matrix verteilten Bleiteilchen sind in ihrer Größe stark unterschiedlich und auch ungleichmäßig in der Verteilung. Die Bindung der Auflageschicht an der Oberfläche des Unterlagestreifens ist in hohem Maße mangelhaft.

Aus "Metall" 29 (1975) Seiten 581 bis 585 geht der Aufbau eines Sintergerüstes hervor, das ausschließlich mit Kunststoff gefüllt wird. Eine metallische Suspensionslegierung wird nicht thermokinetisch in dieses Sintergerüst hineingespritzt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Gleitlagerelement mit Trägerschicht und Auflageschicht aus metallischer Suspensionslegierung sowie ein Herstellungsverfahren zu solchen Gleitlagerelementen zu schaffen, wobei die Bindung der Auflageschicht an die Trägerschicht und die Struktur der Auflageschicht wesentlich verbessert wird, ohne daß eine zusätzliche thermische Behandlung, wie z. B. Sintern, erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Auflageschicht erhalten wird aus zur Entmischung neigender Aluminium-Bleilegierung, die aus 75 bis 94 Gew.-% Aluminium und 6 bis 25% Blei besteht, die als Pulvergemisch oder vorlegiertes Pulver durch Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen auf einen Rauhgrund aus einem porösen Sintergerüst aufgetragen wird, das aus mindestens 80 Vol.-% kugelförmiger oder spratziger Teilchen hergestellt wurde.

Unter "vorlegiert" wird ein schmelzflüssig hergestelltes Material verstanden, bei dem die Bleiteilchen im Aluminium fein verteilt vorliegen.

Es ist zwar grundsätzlich die Herstellung poröser Metallschichten als Rauhgrund zum Fixieren von Drittschichten an massiven Stahlträgern bekannt (vergl. METALL 29. Jahrgang, Juni 1975, Heft 6, Seiten 581 bis 585). Solcher Rauhgrund wurde bisher im Aufgießverfahren mit flüssigem Blei oder flüssigem Weißmetall getränkt (vergl. US-PS 21 89 253 und 21 98 240). Der Nachteil dieses Schichtwerkstoffes liegt jedoch darin, daß beim Prägen von Kalotten und Schmiernuten starke Rißbildung auftritt, die der groben Ansammlung von Blei innerhalb des Sintergerüstes zuzuschreiben ist. Demgegenüber bietet die Erfindung den Vorteil, daß bei den auf den Rauhgrund thermokinetisch aufgebrachten, bleihaltigen Suspensionslegierungen wie Cu+Pb und Al+Pb das Blei innerhalb der metallischen Matrix in sehr feiner Verteilung vorliegt, wodurch eine wesentlich bessere Struktur in der Auflageschicht erzielt und die geschilderte Rißbildung sicher vermieden wird.

Wenn der Rauhgrund eine Zwischenschicht darstellt, soll diese Zwischenschicht im günstigsten Fall so ausgebildet sein, daß die nachfolgend aufgebrachte Legierung ausschließlich mit dem Rauhgrund verbunden ist. Die Dicke eines als Zwischenschicht vorgesehenen Rauhgrundes soll im Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm liegen.

Im Rahmen der Erfindung kann der Rauhgrund eine poröse Zwischenschicht in Form eines porösen Sintergerüstes, bestehend aus Kupferwerkstoff, insbesondere Messing oder Bronze, vorzugsweise Zinnbronze aus 90 Gew.-% Cu und 10 Gew.-% Sn, sein. Bei solchem als Sintergerüst ausgebildeten Rauhgrund sollen die Sinterkörper bevorzugt kugelige Form aufweisen, da durch diese Ausbildung gegenüber spratzigem Sinterkorn eine bessere Bindung und günstigere Verformbarkeit gewährleistet werden. Gesintert sind die Zinnbronzekörper vorzugsweise auf einen galvanisch verkupferten Trägerwerkstoff, um die Bindung zu verbessern. Die Rückseite des Trägerwerkstoffs kann außerdem mit galvanischen Schichten versehen werden.

Aufgrund der kugelig ausgebildeten Sinterkörner und der sich ergebenden großen Oberfläche stellen sich beim Spritzvorgang die thermischen Verhältnisse so günstig ein, daß, wie gefunden wurde, eine ausgeprägte, sich über den gesamten Materialquerschnitt verlaufende Diffusionszone, beispielsweise von Kupfer in Aluminium mit teilweiser partieller Verschweißung der AlPb-Partikel mit der porösen Zwischenschicht erfolgt, und hier die Erklärung für die hervorragende Bindung und Belastung des Verbundes gefunden werden kann.

Es ist daher eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung als Zwischenschicht eine poröse Schicht aus z. B. dem Werkstoff CuSn10 zu verwenden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich durch die Kornform der Zwischenschicht sowie dem verwendeten Zwischenschicht-Werkstoff und die festgelegten Flammspritzdaten eine hervorragende Bindung.

Diese hervorragende Bindung beruht entgegen der im Schrifttum verbreiteten Ansicht auf einer ausgeprägten Diffusionsschicht und Verschweißung des Gleitlagerwerkstoffes mit dem Rauhgrund. Da die die Haftung bedingenden metallischen Reaktionen zwischen Spritzwerkstoff und Rauhgrundwerkstoff um so zahlreicher ablaufen, je höher die Grenzflächentemperatur ist, kommt dieser Temperatur besondere Bedeutung zu. Der Möglichkeit, durch Steigerung der Werkstückoberflächentemperatur die Haftung der Spritzschicht zu verbessern, sind allerdings durch die zwangsläufige Oxydbildung Grenzen gesetzt.

Außerdem hat die Benutzung einer porösen Zinnbronze-Sinterschicht den Vorteil, daß eine ausgezeichntete Druckfestigkeit erreicht wird. Darüber hinaus ist durch das Sintergerüst eine hervorragende Abführung der Reibungswärme gewährleistet.

Vor dem Spritzvorgang kann das Metallträger/Sintergerüst vorerwärmt werden. Die Vorwärmtemperatur kann dabei 100 bis 500°C betragen.

Die in einem Gasstrom hocherhitzte, zur Entmischung neigende Suspensionslegierung besteht aus einem AlPb-Gemenge. Als Aluminium kann eine Aluminium-Legierung verwendet werden, die z. B. Si, Cu, Fe, Mg als Legierungsbestandteil enthält. Die zweite Komponente, nämlich Blei, kann als Legierungsbestandteil Zinn enthalten.

Als hocherhitzt sind dabei die Bestandteile des mechanischen Gemenges AlPb oder des vorlegierten Pulvers bezeichnet, die aufgrund der Wärmeenergiezufuhr in den plastischen und/oder schmelzflüssigen Zustand überführt worden sind. Das geschmolzene Material wird durch den Trägergasstrom fein verteilt und mit großer Geschwindigkeit vom Gas mitgeführt. Nach dem Auftreffen auf die poröse Zwischenschicht erfahren die fein verteilten geschmolzenen Spritzteilchen eine rasche Abkühlung.

Im Rahmen der Erfindung kann das für den Spritzvorgang verwendete AlPb-Gemenge oder das vorlegierte Pulver beispielsweise aus etwa 20 Gewichtsprozent Blei und 80 Gewichtsprozent Aluminium bestehen.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht nur auf diese Zusammensetzung beschränkt ist, sondern auch andere Mischungsverhältnisse und andere Legierungszusammensetzungen umfaßt, ohne daß bei entsprechend geänderten Spritzbedingungen befürchtet werden muß, eine Beschichtung mit hervorragender Bindung nicht herstellen zu können.

Zur Herstellung eines solchen Schichtwerkstoffes wird gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß eine Auflageschicht aus Aluminium-Bleilegierung, die aus 75 bis 94 Gew.-% Aluminium und 6 bis 25 Gew.-% Blei besteht, durch Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen auf das Sintergerüst aufgebracht wird, wobei das die Aluminium-Bleilegierung bildende Metall als Pulver in den Spritzstrahl eingeführt wird und die Pulverteilchen im Spritzstrahl aufgeschmolzen oder zumindest in plastischen Zustand übergeführt und die in diesem aufgeschmolzenen oder plastischen Zustand mit derart hoher kinetischer Energie auf das Sintergerüst geführt wird, daß metallische Diffusion und partielle Verschweißung der so aufgebrachten Metallteilchen mit den Partikeln des Sintergerüstes hervorgerufen wird, und daß anschließend an diesen Beschichtungsvorgang der so gebildete Schichtwerkstoff unter Dickenreduzierung verdichtet wird.

Der Rauhgrund kann auch auf einem Trägerwerkstoff ein- oder zweiseitig angebracht werden. In diesem Fall wird er im Rahmen der Erfindung durch Aufsintern von Kupferwerkstoff, z. B. Messing- oder Bronzepulver, vorzugsweise Zinnbronze, aus 90 Gew.-% Kupfer und 10 Gew.-% Zinn unter Ausbildung eines porösen Sintergerüstes auf dem Trägerwerkstoff gebildet. Das für die Herstellung eines solchen porösen Sintergerüstes benutzte Messing- oder Bronzepulver soll möglichst im wesentlichen kugelige Körnerform aufweisen. Auch Teilchenform des im Rahmen der Erfindung zum thermokinetischen Plattieren zu verwendenden Gemenges oder Vorlegierung sollte bevorzugt kugelig sein. Solcher kugelige Teilchenform ist der Vorzug gegenüber spratziger oder keulenförmiger Teilchenform zu geben. Der Anteil von Teilchen anderer als kugeliger Form soll z. B. bei einem Aluminium/Bleigemenge 20% möglichst nicht übersteigen.

Bekannt ist, daß ein Teil des Spritzwerkstoffes, z. B. Aluminium oder Blei, bei den im Flammspritzstrahl herrschenden hohen Temperaturen verdampft, da die metallischen Spritzteilchen meist in unterschiedlichen Größen vorliegen. Diese Unterschiede in der Teilchengröße haben zur Folge, daß sich die kleineren Teilchen schneller erwärmen; denn die Oberfläche nimmt bekanntermaßen quadratisch, die Masse der Teilchen jedoch mit der dritten Potenz der Größe ab. Somit verdampfen kleinere Teilchen schneller und werden dabei noch kleiner.

Im Rahmen der Erfindung empfiehlt es sich daher, beim Verarbeiten von AlPb-Gemengen die Korngröße des Aluminiums kleiner als 60 Mikron, jedoch bevorzugt zwischen 40 und 60 Mikro zu wählen. Die Korngröße der Bleiteilchen sollte bevorzugt zwischen 80 bis 100 Mikro liegen, um den unerwünschten Effekt des Verdampfens auszuschließen.

Der Aufspritzvorgang kann mit bekannten Pulverspritzpistolen durchgeführt werden. Es können jedoch auch jegliche anderen thermokinetisch arbeitenden Auftragsvorrichtungen verwendet werden, um metallische aber auch nichtmetallische Überzüge auf einen porösen Rauhgrund aufzubringen.

Sind die zu beschichtenden Bänder, Platinen oder Streifen zu breit, so daß mit einer einzigen Spritzvorrichtung nicht mehr eine gleichzeitige Beschichtung über die Werkstückbreite erzielt werden kann, dann können mehrere Spritzvorrichtungen neben- oder übereinander angeordnet werden, so daß eine gleichmäßige Beschichtung gewährleistet ist.

Um den kegelförmigen Sprühstrahl in eine gleichmäßige Stahlbreite und -dicke überzuführen bzw. umzulenken, kann vor der Düse der Pulverspritzvorrichtung eine Vorrichtung, beispielsweise eine Brause angebracht werden, die einen günstigeren Überzug sicherstellt.

Die Vorrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß zwei gegenüberliegende, verstellbare, mit in einer Reihe angeordneten Bohrungen versehene Sprühdüsen verwendet werden, die mit Luft oder einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff oder Helium oder einem Gasgemisch gespeist werden.

Als Brenngas für die Pulverspritzvorrichtung kann ein Azetylen/Sauerstoff-Gemisch oder Wasserstoff/Sauerstoff-Gemisch verwendet werden. Als günstiger hat sich jedoch das Wasserstoff/Sauerstoff-Gemisch erwiesen, während aus Kostengründen dennoch dem Azetylen/Sauerstoff-Gemisch als Brenngas der Vorzug gegeben werden kann.

Der Abstand zwischen der Düse und der zu beschichtenden Trägerschicht soll 210 + 10 mm betragen, da überraschenderweise festgestellt wurde, daß sich bereits bei kleinen Abweichungen die thermischen Verhältnisse so ändern, daß bei zunehmendem Abstand die Bindung erheblich schlechter wird, und bei geringerer Entfernung infolge Wärmerückstrahlung Bleiverdampfung auftritt.

Die kontinuierliche Beschichtung der porösen Trägerschicht erfolgt in der Weise, daß eine feststehende Spritzvorrichtung mit einem Gemenge der Suspensionslegierung-Bestandteile bzw. einem vorlegierten Pulver gespeist wird, und das zu beschichtende Band o. dgl. an der Spritzvorrichtung vorbeigeführt wird.

Das auf diese Weise hergestellte Gleitlagerelement wird nach dem Beschichtungsvorgang einer zusätzlichen Verdichtung unterzogen. Diese Verdichtung kann ein Walzvorgang oder ein statischer Preßvorgang sein. Bei AlPb-Beschichtungen soll der Verformungsgrand, bezogen auf die Gesamtdicke des Materials, so gewählt werden, daß die Pb-Partikel keine Streckung erfahren. Es soll daher zwischen 5% und 20%, vorzugsweise zwischen 11 bis 14% liegen. Das so hergestellte Gleitlagerelement kann anschließend ohne weiteres Verfahrensschritte, wie Glühen und ähnliches, zu Lagerbuchsen, Lagerschalen u. dgl. verarbeitet werden, ohne daß Ablöseerscheinungen zu befürchten sind.

Zur kontinuierlichen Beschichtung wäre es jedoch auch möglich, eine Breitstrahlspritzdüse zu verwenden, die eine getrennte Zuführung von Aluminium und Blei erlaubt. Hierbei treffen die in einem bestimmten Winkel zueinander gerichteten, aus der Breitstrahlspritzdüse austretenden Komponenten zum Zwecke der Vermischung über dem Rauhgrund aufeinander.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden erläutert werden. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 ein vergrößertes Schnittbild eines Gleitlagerelements gemäß der Erfindung mit massiver Trägerschicht und Rauhgrund und

Fig. 2 ein vergrößertes Schnittbild eines Gleitlagerelements gemäß der Erfindung mit Sintergerüst als Trägerschicht und Rauhgrund.

Beispiel I

Ein bei 5 (Fig. 1) beidseitig verkupfertes Stahlband 4 ist auf einer Seite mit einem Sintergerüst 3 aus im wesentlichen kugeligen Zinn-Bronze-Pulver gebildet. Auf dem so geschaffenen Rauhgrund ist durch thermokinetisches Aufbringen, beispielsweise Flammspritzen, Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen, eine Legierung aus Aluminium und Blei aufgebracht, wobei in der Zeichnung bei 1 im wesentlichen die Aluminiumteilchen und bei 2 die Bleiteilchen dargestellt sind. Das so gebildete Verbundmaterial ist durch Walzen unter Dickenreduzierung von etwa 12% verdichtet worden.

Beispiel II

Die Herstellungsweise eines ähnlichen Gleitlagerelements, das sich im wesentlichen durch Fig. 1 darin unterscheidet, daß von einem unverkupferten Stahlband ausgegangen wird, sei im folgenden Beispiel erläutert:
Ein unverknüpftes Stahlband mit einem kugeligen Zinn-Bronze- Sintergerüst, Gesamtdicke 1,7 mm wurde an der Spritzvorrichtung vorbeigeführt und anschließend durch einen Walzprozeß verdichtet.

Als Trägerwerkstoff wurde ein Stahl nach DIN 1623 von 1,5 mm Dicke verwendet. Das den porösen Rauhgrund bildende Sintergerüst hat eine bevorzugte Zusammensetzung CuSn 10 und 0,2 mm Dicke. Das AlPb-Gemisch bestand aus 80 Gewichtsprozent Aluminium und 20 Gewichtsprozent Blei. Als Aluminiumkomponente wurde ein Pulver mit kugeliger Teilchenform mit einem Korngrößenbereich von 40 bis 60 Mikron und den Legierungsbestandteilen Si und Fe verwendet. Als zweiter Gemengebestandteil lag PbSn mit 1% Sn ebenfalls in kugeliger Teilchenform vor. Der Korngrößenbereich lag zu 100% zwischen 80 bis 100 Mikron.

Als Brenngas wurde H₂-Gemisch verwendet. Außerdem wurde eine Sprühdoseneinheit zur Flammkegelbegrenzung verwendet.

Bei einer vorgegebenen Bandgeschwindigkeit von 1 m/min. wurde das Band kontinuierlich an der mit dem AlPb-Gemenge gespeisten Spritzvorrichtung vorbeigeführt. Mit den voreinstellten Spritzdaten wurde eine Dicke der AlPb-Gleitschicht von 0,4 mm erreicht.

Anschließend an den Beschichtungsvorgang folgte der Verdichtungsprozeß durch Walzen. Der Verformungsgrad betrug, bezogen auf eine Gesamtdicke von 0,1 mm, 14%, was einer Enddicke des fertigen Schichtwerkstoffes von 1,8 mm entspricht.

Beispiel III

Fig. 2 zeigt ein drittes Beispiel, bei dem ein schichtförmiger Sinterkörper 3 aus Zinnbronze im wesentlichen kugeliger Teilchenform, in einer Dicke von beispielsweise 0,5 mm vorgebildet worden ist. Dieses Band aus Sintergerüst 3 wurde beidseitig durch thermokinetisches Plattieren, beispielsweise Flammspritzen, Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen, mit einer Suspensionslegierung von 80 Gewichtsteilen Aluminium und 20 Gewichtsteilen Blei beschichtet, wobei in Fig. 2 die Aluminiumbestandteile bei 1 und die Bleibestandteile bei 2 wiedergegeben sind.

Das zur Beschichtung bestimmte Material der Suspensionslegierung kann beispielsweise dem obigen Beispiel II entsprechen. Nach der thermokinetischen Plattierung wurde der bandförmige Schichtwerkstoff unter Dickenreduzierung von etwa 14% verdichtet.

Claims (12)

1. Gleitlagerelement mit Trägerschicht und thermokinetisch aufgebrachter und anschließend verdichteter Auflageschicht aus metallischer Suspensionslegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht erhalten wird aus zur Entmischung neigender Aluminium-Bleilegierung, die aus 75 bis 94 Gew.-% Aluminium und 6 bis 25% Blei besteht, die als Pulvergemisch oder vorlegiertes Pulver durch Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen auf einen Rauhgrund aus einem porösen Sintergerüst aufgetragen wird, das aus mindestens 80 Vol.-% kugelförmiger Teilchen und maximal 20 Vol.-% keulenförmiger oder spratziger Teilchen hergestellt wurde.

2. Gleitlagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintergerüst aus Kupferwerkstoff, insbesondere Messing oder Bronze, vorzugsweise aus Zinnbronze aus 90 Gew.-% Kupfer und 10 Gew.-% Zinn oder dem Werkstoff CuSn10 besteht.

3. Gleitlagerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Sintergerüstes im Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm, vorzugsweise bei 0,2 mm, liegt.

4. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Gleitlagerelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauhgrund aus einem selbsttragenden Sintergerüst gebildet wird, und daß eine Auflageschicht aus Aluminium-Bleilegierung, die aus 75 bis 94 Gew.-% Aluminium und 6 bis 25 Gew.-% Blei besteht, durch Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen auf das Sintergerüst aufgebracht wird, wobei das die Aluminium-Bleilegierung bildende Metall als Pulvergemisch oder vorlegiertes Pulver in den Spritzstrahl eingeführt wird und die Pulverteilchen im Spritzstrahl aufgeschmolzen oder zumindest in plastischen Zustand übergeführt und in diesem aufgeschmolzenen oder plastischen Zustand mit derart hoher kinetischer Energie auf das Sintergerüst geführt wird, daß metallische Diffusion und partielle Verschweißung der so aufgebrachten Metallteilchen mit den Partikeln des Sintergerüstes hervorgerufen wird, und daß anschließend an diesen Beschichtungsvorgang der so gebildete Schichtwerkstoff unter Dickenreduzierung verdichtet wird.

5. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Gleitlagerelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauhgrund als einseitig oder zweiseitig auf einem Trägerwerkstoff angebrachtes Sintergerüst gebildet wird, und daß eine Auflageschicht aus Aluminium-Bleilegierung, die aus 75 bis 94 Gew.-% Aluminium und 6 bis 25 Gew.-% Blei besteht, durch Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen auf das Sintergerüst aufgebracht wird, wobei das die Aluminium-Bleilegierung bildende Metall als Pulvergemisch oder vorlegiertes Pulver in den Spritzstrahl eingeführt wird und die Pulverteilchen im Spritzstrahl aufgeschmolzen oder zumindest in plastischen Zustand übergeführt und in diesem aufgeschmolzenen oder plastischen Zustand mit derart hoher kinetischer Energie auf das Sintergerüst geführt wird, daß metallische Diffusion und partielle Verschweißung der so aufgebrachten Metallteilchen mit den Partikeln des Sintergerüstes hervorgerufen wird, und daß anschließend an diesen Beschichtungsvorgang der so gebildete Schichtwerkstoff unter Dickenreduzierung verdichtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung eine Aluminiumkomponente als Pulver mit bevorzugt kugeliger Teilchenform und zumindest 90 Vol.-% in Korngrößen zwischen 40 µm und 60 µm und die Bleikomponente als Pulver mit bevorzugt kugeliger Kornform und zumindest 90 Vol.-% in Korngrößen zwischen 80 und 100 µm enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver mindestens 80 Vol.-% kugelförmige Teilchen enthält und maximal 20 Vol.-% keulenförmige oder spratzige Teilchen aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen der Suspensionslegierung ein Azetylen/Sauerstoff-Gasgemisch verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen der Suspensionslegierung ein Wasserstoff- bzw. Azetylen-Überschuß im Wasserstoff/Sauerstoff- bzw. Azetylen/Sauerstoff-Brenngasgemisch verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Trägerschicht in einem Abstand von 210 mm bis 220 mm von der Spritzdüse der Spritzvorrichtung gehalten wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlagerelement zwischen 5% und 20%, vorzugsweise zwischen 11% und 14%, verdichtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzen der Suspensionslegierung der Spritzkegel mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Helium, Argon und Wasserstoff oder mit einem Gemisch dieser Gase mit Gasdruck zwischen 1 bar und 4 bar abgeschirmt wird.