Anwendung

Anwendung von KS P147

KS P147 ist für den wartungsfreien Einsatz konzipiert. Speziell bietet dieser Werkstoff Vorteile durch sein verbessertes Korrosionsverhalten in salzhaltiger Atmosphäre. Er ist deshalb besonders geeignet in Scheibenwischeranwendungen oder Anwendungen in Scharnieren (Kfz-Türen, Motorhauben, Kofferraumdeckel).

Bevorzugte Anwendungsgebiete

  • in aggressiven Medien¹)
  • im Außenbereich von Maschinen und Anlagen¹)
  • wartungsfreier Betrieb unter Trockenlaufbedingungen, dort wo bleifrei gefordert ist
  • rotierende oder oszillierende Bewegungen bis zu einer Geschwindigkeit von 0,8 m/s
  • Linearbewegungen
  • Temperaturbereich –200 °C bis 280 °C

1) P147 erfüllt die Anforderungen an den Salzsprühnebeltest nach DIN 50021

Hydrodynamischer Betrieb

Der Einsatz unter hydrodynamischen Bedingungen ist bis zu einer Gleitgeschwindigkeit von 3 m/s problemlos. Im dauerhaften Betrieb über 3 m/s besteht die Gefahr der Strömungserosion bzw. Kavitation. Die Berechnung hydroynamischer Betriebszustände wird von Motorservice als Serviceleistung angeboten.

Beschreibung

Kurzbeschreibung des Gleitwerkstoffes

P147 ist ein bleifreier Sondergleitwerkstoff mit hoher tribologischer Performance.
Er ist für wartungsfreie, trockenlaufende Anwendungen konzipiert, besonders in Bereichen mit erhöhter Korrosionsbelastung. Die Verwendung in flüssigkeitsgeschmierten Systemen ist ebenfalls möglich. Fett als Schmiermittel im Kontakt mit P147 ist nur bedingt möglich und wird nicht empfohlen.

Eigenschaften von P147

  • bleifrei
  • konform zur Richtlinie 2011/65/EU´(RoHS II)
  • sehr geringe Stick-­Slip ­Neigung
  • geringer Verschleiß
  • gute chemische Beständigkeit
  • niedriger Reibwert
  • keine Verschweißneigung zu Metall
  • sehr geringe Quellneigung
  • nimmt kein Wasser auf
  • sehr gute Korrosionsbeständigkeit

Aus P147 gefertigte Gleitlager erhalten auf Anfrage eine besondere Korrosionsschutzbehandlung für den Lagerrücken, die Stirnflächen und die Stoßflächen.

  • Standard ­Ausführung: Zinn
    Schichtdicke: ca. 0,002 mm
  • Höhere Korrosionsschutzanforderungen (auf Anfrage)
    Ausführung: Zink, transparent passiviert
    Schichtdicke: 0,008 mm bis 0,012 mm
    Höhere Schichtdicke auf Anfrage.

Gleitlageraufbau

Gleitlageraufbau von KS P147

Gleitelemente in KS P147 bestehen aus einem Stahlrücken, einer porös aufgesinterten Zinn-Wismut-Bronze und dem Festschmierstoff PTFE mit Füllstoff BaSO4.

Als Stahlwerkstoff kommt üblicherweise die Güte DC04 zum Einsatz. Die Härte bewegt sich im Bereich zwischen 100 – 180 HB.

Die Stahldicke wird entsprechend der Applikation festgelegt. Üblich sind Dicken zwischen 0,7 und 3,2 mm.

Die Gleitschicht besteht aus einer knollenförmigen CuSn-10Bi8-Bronze. Die Bronze ist porös gesintert mit einem Porenvolumen von ca. 30%. Die Schichtdicke beträgt 0,2 – 0,35 mm. In den Hohlräumen befindet sich ein thermisch behandelter Festschmierstoff, der auch als Einlaufschicht über der Bronzeoberfläche liegt. Die Einlaufschichtdicke beträgt 0,005 – 0,030 mm.

Tribo-System Lager/Welle im Trockenlauf

Neben den Verschleißeinflussfaktoren Last, Gleitgeschwindigkeit und Umgebungstemperatur, spielt im Trockenlauf auch der Wellenwerkstoff eine bedeutende Rolle. Je nach Wellenwerkstoff kann die Lebensdauererwartung des Gleitlagers erheblich vom normalen Level abweichen. Ebenso von Einfluss ist die Oberflächenrauheit der Welle. Sie sollte Rz 1–3 betragen.

1 Einlaufschicht: PTFE ­Matrix mit Füllstoff1)

  • Schichtdicke [mm]: max. 0,03

2 Gleitschicht: Zinn-Bronze

  • Schichtdicke [mm]: 0,20–0,35
  • Porenvolumen [%]: ca. 30

3 Lagerrücken: Stahl

  • Stahldicke [mm]: Variabel
  • Stahlhärte [HB]: 100–180

  • Werkstoffkennwerte
    Kennwerte, GrenzbelastungenEinheitKS P147

    Zulässiger pv-Wert (Trockenlauf)

    MPa · m/s

    1,4

    Zulässige spezifische Lagerlast p

    • Statisch
    • Punktlast, Umfangslast bei Gleitgeschwindigkeit ≤ 0,010 m/s
    • Punktlast, Umfangslast bei Gleitgeschwindigkeit ≤ 0,025 m/s
    • Punktlast, Umfangslast, schwellend bei Gleitgeschwindigkeit ≤ 0,050 m/s

     

    N/mm²
    N/mm²
    N/mm²
    N/mm²

     

    250
    140
    56
    28

    Zulässige Gleitgeschwindigkeit v

    •  Trockenlauf bei p ≤ 1,75 MPa

     

    m/s

     

    0,8

    Zulässiger Temperaturbereich

    °C

    -200 bis +280

    Wärmedehnungskoeffizient Stahlrücken

    k-1

    11 · 10-6

    Wärmeleitzahl Stahlrücken

    W · (m·k)-1

    40

  • Chemische Zusammensetzung des Festschmierstoffes

    Einlaufschicht

    Komponenten

    Gewichts-­%

    PTFE

    82

    BaSO4

    18

    Gleitschicht

    Komponenten

    Gewichts-­%

    Sn

    9 bis 11

    Cu

    Rest

    Material

    Materialinformation

    Stahl

    DC04

    DIN EN 10130

    DIN EN 10139v

  • Lebensdauereinfluss von Wellenwerkstoffen (Trockenlauf)

    1: Stahlwelle X 155 Cr V Mo 121 (Basiswelle), Härte 58 HRc
    2: Welle aus harteloxiertem Aluminium, Härte 450 HV
    3: Welle aus Grauguss (GG 25)
    4: Stahlwelle, nitriert, Härte 1000 HV, 0,2 mm tief

    Testbedingungen

    • Rotation
    • Punktlast
    • Gleitgeschwindigkeit 0,42 m/s
    • Spezifische Last 2 N/mm2
    • Wellenwerkstoff vgl. obiges Diagramm „Lebensdauereinfluss von Wellenwerkstoffen“
    • Oberflächenrauheit (Welle) ~ Rz 1,5–2
    • Raumtemperatur
    • Testzeit 60 h
  • Vergleich des Verschleißverhaltens

    Testbedingungen

    • Rotation
    • Punktlast
    • Gleitgeschwindigkeit 0,42 m/s
    • Spezifische Last 2 N/mm2
    • Wellenwerkstoff Stahlwelle X 155 Cr V Mo 121, Härte 58 HRc
    • Oberflächenrauheit (Welle) ~ Rz 1,5–2
    • Raumtemperatur
    • Testzeit 60 h

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Information als PDF
PI 1416 – KS Permaglide P1-Gleitlager Werkstoffinformationen P147

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Herstellung

Herstellung des Gleitwerkstoffes

In einem speziell abgestimmten Mischprozess wird die Festschmierstoffmasse hergestellt.Parallel hierzu wird im kontinuierlichen Sinterverfahren auf den Stahlrücken Bronzepulver als Gleitschicht aufgesintert. Hierbei entsteht eine 0,2 mm bis 0,35 mm dicke Gleitschicht mit einem Porenvolumenvon ca. 30%. Anschließend erfolgt mittels Imprägnierwalzen das Füllen der Hohlräume mit dem Festschmierstoff. Dieser Prozessschritt ist so gesteuert, dass sich über der Gleitschicht eine Einlaufschicht aus Festschmierstoff bis max. 0,03 mm Dicke ergibt. In weiteren thermischen Verfahrensschritten werden die charakteristischen Eigenschaften des Werkstoffsystems eingestellt und danach durch gesteuerte Walzenpaare die erforderliche Dickengenauigkeit des Stoffverbundes erzeugt.

Kleine Farbveränderungen in der Laufschicht haben keinen Einfluss auf die Performance des Gleitlagers.