Entwicklung eines metallischen Laufschichtwerkstoffs für mechanisch und thermisch hochbelastete hydrodynamische Gleitlager
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Motivation
Aufgrund der steigenden Anforderungen an Gleitlagermaterialien, beispielsweise an die Festigkeit oder den Verschleißwiderstand, ist es notwendig alternative Lagermetalllegierungen zu finden, die diesen Anforderungen gerecht werden. Neben den mechanischen, physikalischen und tribologischen Eigenschaften gewinnt auch die Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit der Gleitlagermaterialien zunehmend an Bedeutung. Zurzeit werden in vielen Lagermetallen gesundheits- und umweltschädliche Elemente, wie Blei oder Antimon verwendet. Hier müssen Legierungen gefunden werden, die aus unbedenklichen Elementen bestehen, in ihren Eigenschaften jedoch genauso gut oder sogar besser sind als die bestehenden Gleitlagermaterialien. Im Projekt soll ausgehend von der Referenzlegierung SnSb12Cu6ZnAg (Markenname Tegostar), einer Weißmetalllegierung auf Zinnbasis, eine neue Legierung auf Grundlage der umweltverträglichen und kostengünstigen Elemente Zink, Aluminium und Kupfer entwickelt werden, die vergleichbare Notlaufeigenschaften, jedoch höhere Festigkeiten und eine höhere Temperaturstabilität aufweisen. Darüber hinaus können durch die verbesserten Eigenschaften die Einsatzgrenzen von Lagermetalllegierungen erweitert und neue Anwendungsfelder erschlossen werden.
Zielstellung
- Entwicklung einer Lagermetalllegierung auf Basis der Elemente Zink, Aluminium und Kupfer, die die heutigen Einsatzgrenzen von Lagermetallen für den Schnelllaufbetrieb in Richtung der Schwerlastregion verschiebt
- Die Legierung soll bei Schmierfilmtemperaturen von bis zu 180°C einsetzbar sein und im Vergleich zur Referenzlegierung Tegostar bei 100°C eine um 50% höhere Stauchfestigkeit aufweisen
Projektinhalte
- Legierungsauswahl mittels thermodynamischer Berechnungen
- Eingrenzen der Legierungsauswahl durch Untersuchung des Abgießverhaltens im Standguss, Gefügeanalyse sowie Untersuchung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften (Härte, Zug- und Druckfestigkeiten, Kriechverhalten, Wärmeausdehnung)
- Abguss ausgewählter Legierungen im Schleuderguss und Untersuchung des zyklischen Werkstoffverhaltens
- Entwicklung eines Lager-Demonstrators
Projektpartner
- Gießerei-Institut, Access e.V
Förderung