142826. lajstromszámú szabadalom • Alumíniumbázisú rézmentes ötvözet

O ' Megjelent: 1955. december hó 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.826. SZÁM 40. b. 4—21. OSZTÁLY - Ko-757. ALAPSZÁM Aiumíniumbázisű rézmentes ötvözet Köhler Hans, oki. mérnök, Berlin, dr. Müller Joachim oki. vegyész, Rogoss Helmut öntődemérnök és Hoffmann Walter öntődetechnikus, mindhárman Leipzig. A bejelentés napja: 1954. június 30. A. találmány alumíniumbázisú ötvözet, mely minden öntési módszerrel, a komplexöntést és az öm.lesztéses sajtolást is beleértve, feldolgozható, és amely csapágyfém-, illetve súrlódásmentes, pl. gördülőcsapágy-ötvözet céljára alkalmas. Alumíniumötvözeteknek csúszásra igénybevett anyagként való felhasználása ismeretes. Rendeltetésük, hogy a drága, kizárólag úgynevezett takarékfémekből álló csapágy-anyagokat, mint pl. az ólombronzot, ónbronzot, fehérfémet stb. helyettesítsék. Az eddig javasolt ötvözetfajtákkal ez részben sikerült is. Az e célra rendelkezésre álló efféle anyagok két fő fajtája az alumínium-réz, illetve az alumínium-szilicium ötvözetek csoportjába tartozik. Az e csoportokba tartozó, leginkább szokásos ötvözetek eddig a következő összetételben váltak ismeretessé: Al-Cu-csoport: 4% réz, 2% nikkel, 1,5% magnézium, 1% szilícium, a maradék alumínium. Al-Si-csoport: 13% szilícium, 1,5% nikkel, 1,5% réz, 1,5% magnézium, a maradék alumímum. Ezeknek és az ehhez hasonló ötvözeteknek önmagában véve igen jó csapágyfutási tulajdonságait mindenekelőtt korlátozza az, hogy nagy igénybevételnél és nagy hőképződésnél kenődési hajlamosságuk igen hátrányos. Ez a kenődési hajlam a fent ismertetett alumínium-szilicium ötvözeteknél csekélyebb ugyan, de ezeknél is mutatkoznak kedvezőtlen szilárdsági és hőVezetési tulajdonságok, továbbá megmunkálásuk lehetősége is kedvezőtlen. Az említett ötvözetek további hátránya takarékfémtartalmuk magas értéke, amely a többi alumíniumötvözeteknél is jelentkezik a gyakran nem csekély százalékos arányban alkalmazott réz, cink, ón, nikkel, ólom, kadmium, antimon, ezüst stb. miatt, miért is alapanyagáruk magas, és ezzel gazdaságosságuk is csökken. A fent ismertetett felismerések tekintetbevételével ajánlottak már olyan, ugyancsak alumíniumbázisú csapágy fémeket, amelyek réz- és cinkhozag mellett magnézium és vas alkalmazását javasolják. Ezekkel az ötvözetekkel azonban gyakorlati eredmény csak bizonyos korlátok között érhető el, mindenekelőtt azért, mert bennük öntés közben dur• ván kivált, tűalakú primer kristályok képződnek, melyek a fémnek csapágyakhoz való alkalmazhatóságát korlátozzák. Megkísérelték továbbá ezeket az ötvözeteket az öntést követőleg alakító kezelésnek, pl. kovácsolásnak, hengerlésnek stb. alávetni, melynek célja a durván kivált kristályoknak finomabb, gömbölydedebb alakúakká való átalakítása lenne. E pótlólagos munka ráfordítását azonban siker itt sem igazolta. Ezenfelül az említett ötvözetek is tekintélyes takarékfémalkatrészt tartalmaznak. Az ismertetett hátrányok miatt megoldásra váró feladat volt alumímumötvözetek létrehozása olyan géprészekhez, melyek csúszásra vannak igénybevéve. Az ötvözet ne legyen kenődésre hajlamos, jó szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezzék, és mindamellett, hogy ne tartalmazzon említésre méltó takarékfém-alkatrészeket, jól megmunkálható legyen. Ezt a feladatot oldja meg a találmány szerinti alumíniumötvözet, melynek főhozagai a vas es a mangán. Beható kísérleteink azt mutatták, hogy az olyan takarékfémmentes ötvözetek, melyek összetétele kb. 2—8% vas, 1—3% mangán, 0—1,5% króm, 0—0,5% titán és maradékában alumínium, igen jó futási és kopási tulajdonságokkal rendelkeznek, jól önthetők és igen könnyen megmunkálhatok. A meglepő- műszaki hatás a hordozókristály-elmélettel magyarázható, mely szerint a lágy alapmasszába beágyazott kemény primer kristályok felveszik a fajlagos tengely-erőket, mimellett a kenődésre való hajlam nem fokozódik, és a csapágy melegedését az alapmassza könnyen elvezeti. A találmány szerinti ötvözet kb. 50 Brinell-egységnek megfelelő átlagos keménység mellett és annak ellenére, hogy színesfémeket nem tartalmaz és a vas-csoport fémjeit tartalmazza, még a „lágy" alumíniumötvözetekhez tartozik, melyek előnye a tengely anyagának messzemenő kímélésében nyilvánul meg. , A találmány sikerének további magyarázata, az ötvözet két fő alkotórészének, a vasnak és mangánnak kombinációjában való adagolása. Emellett tömör alakban képződnek koagulált, nagymértékben lekerekített primérkristályok, holott a vas és mangán, külön-külön ötvözés esetén a szövezetben tűalakú kristallitok alakjában jelennek meg. A