Het gieten van witmetalen lagers

Het merendeel van onze machines bevat glijlagers. Deze lagers kunnen volledig uit brons gemaakt zijn, maar de meeste lagerschalen zijn uitgevoerd met witmetalen voeringen van Babbitt, ook wel witmetaal genoemd. Dit metaal is zacht en gemakkelijk smeltbaar, maar biedt een enorme weerstand tegen slijtage, mits goed geölied. Het metaal bestaat uit een legering van voornamelijk tin, aangevuld met koper of antimoon en is voor het eerst toegepast in het begin van de negentiende eeuw door meneer Babbitt.

Babbittmetaal is zacht en raakt makkelijk beschadigd. Het lijkt dan ook geen bijzonder goed materiaal voor lagers; dit is echter bedrieglijk. De structuur van de legering bestaat uit kleine, harde kristallen welke opgenomen zijn in een matrix van zachter metaal. Als het zachte metaal wegslijt, komen de harde kristallen meer aan de oppervlakte en het smeermiddel kan er tussendoor bewegen. De oliefilm vormt het feitelijke lageroppervlak.

Een witmetalen lager biedt diverse voordelen.

  • Zo wordt de as niet beschadigd door een beschadigd lager omdat het witmetaal veel zachter is.
  • Ook zal het witmetaal bij oververhitting niet vervormen.
  • Is een lager versleten, dan is het aanbrengen van een nieuwe witmetalen voering veel goedkoper dan het kompleet vervangen van een bronzen lager.

Het materiaal is in de vorm van broodjes verkrijgbaar.

De firma Crossley heeft ooit een instructie gemaakt voor het gieten van witmetalen lagers. In principe komt het neer op het  vertinnen van de lagerschaal, het maken van een mal in de vorm van de as, het stellen van de twee en daarna het gieten. Het Babbittmetaal hecht dan aan de lagerschaal en kan na het afkoelen afgewerkt worden.

Volgens Crossley:

  • Smelt het Babbitt in een schoon, stalen vat. Verwarm het materiaal tot tussen de 400º en 500° C, niet heter om verbranden te voorkomen. Strooi wat houtskoolpoeder op het oppervlak om oxidatie te voorkomen.
    • Deze temperatuur is onderwerp van discussie, temperaturen van 250º worden meer genoemd. De temperatuur zal afhankelijk zijn van de gebruikte legering, volg dus de fabrieksvoorwaarden!figuur 1
  • Maak de lagerschaal zeer goed schoon en zorg dat alle olierestjes verdampt zijn.
  • Strooi wat salmiak (ammoniumchloride) in de lagerschaal en verhit het oppervlak van de schaal tot ongeveer 400º C.  Borstel het oppervlak goed schoon en bestrijk het oppervlak dan met een paar strookjes Babbitt tot het hele oppervlak goed vertind is. (figuur 1)
  • Stel de schaal vertikaal op terwijl deze nog heet is en plaats de contramal. Zorg dat de contramal voorverwarmd is.Verwijder de houtskoolresten van het gesmolten Babbitt en giet het Babbitt tussen de schaal en de contramal.
    • Hier doen zich natuurlijk problemen voor. De contramal moet precies de afmeting hebben van de as en de ruimte tussen schaal en contramal moet goed afgedicht zijn om het hete Babbitt op z'n plaats te houden. En dat allemaal met zeer hete metalen onderdelen.
  • figuur 2Prik met een vuren latje in de Babbitt om luchtbellen te verwijderen. Doe dit tot de Babbitt begint op te stijven. (figuur 2).Laat het geheel langzaam afkoelen, hoe langzamer hoe beter.
    • Mocht het houtje ontbranden, dan is de temperatuur van het metaal te hoog.
  • Verwijder de contramal en test het Babbitt door met een hamer tegen de lagerschaal te slaan. Het geluid moet helder klinken. Zo niet, dan is of de hechting niet voldoende of het materiaal bevat te veel luchtbellen. Het oppervlak van het lager moet glanzen. Zo niet, dan is de giettemperatuur waarschijnlijk te hoog geweest.

 

Figuur 3

Een lager met witmetalen voering ziet er ongeer uit zoals in figuur 3. Duidelijk is de oliegroef zichtbaar.