Pulvermetallurgische Sinterlager | Auswahl & Eigenschaften

Datum:[2026/9/18]

Pulvermetallurgische Sinterlager: Aufbau, Werkstoffe und Auswahl

Pulvermetallurgische Sinterlager sind selbstschmierende Gleitlager, die aus gepresstem und gesintertem Metallpulver mit por?sem Gefüge bestehen und im Vakuum mit ?l getr?nkt werden. Die verbundenen Poren speichern das Schmier?l, Reibungsw?rme drückt es an die Lauffl?che, und Kapillarkraft zieht es im Stillstand zurück, sodass das Lager bei mittlerer Drehzahl und mittlerer Last wartungsfrei l?uft.

Dasselbe Lager l?uft im Lüftermotor 100.000 Stunden und wird auf schwerer Technik nach wenigen tausend Stunden zerdrückt. Nicht das Lager ist anders, sondern die Frage, ob die Betriebsbedingungen zu seiner Leistungsgrenze passen.

Wer ein Lager für einen Motor oder Antrieb ausw?hlt, braucht vier Entscheidungen: wie Poren zum ?lspeicher werden, wie sich CuSn10-Bronze und Eisenwerkstoffe unterscheiden, wie ?lgehalt und PV-Wert zu prüfen sind und welche Montageregeln gelten. Yujiaxin Tech liefert seit 1998 Pr?zisions-PM-Teile für Hausger?te, Automobil und Elektrowerkzeuge, mit Pressen, Sintern und Tr?nken unter einem Dach.

Die wichtigsten Punkte

• Bronze-Sinterlager haben typisch 19-25% vol Porosit?t und 18-25% vol ?lgehalt, die beiden Quellen der Selbstschmierung.
• Die Radialbruchfestigkeit liegt typisch bei ≥150 MPa für Bronze und ≥200 MPa für Eisenwerkstoffe.
• Der PV-Wert ist die ma?gebliche Auswahlgrenze: Bronze l?uft im Dauerbetrieb bei etwa 1.6-1.8 N/mm?·m/s, darüber bricht der ?lfilm.
• Wellenh?rte ≥HRC45, Rauheit Ra 0.2-0.8 μm; nur den Au?enring einpressen und niemals mit L?sungsmittel reinigen.

Warum Sinterlager wartungsfrei laufen: die Poren als ?lspeicher

Ein konventionelles Gleitlager bekommt sein ?l aus einer Leitung oder einem Schmiernippel und verschlei?t, sobald die Zufuhr stoppt. Ein solches Lager tr?gt das ?l in sich. Die nach dem Sintern verbundenen Poren bilden den Speicher, und das Tr?nken schlie?t das ?l im Gefüge ein, sodass keine externe Leitung n?tig ist.

Ein Punkt braucht Klarstellung. Wartungsfrei hei?t nicht, dass das ?l ewig h?lt. Die ?lmenge steht bei der Auslieferung fest, und was sie einbringt, ist der Verzicht auf einen Nachschmierplan, nicht eine unendliche Reserve. Nach unserer Liefererfahrung gelten über 100.000 Stunden im Aussetzbetrieb und etwa 10.000 bis 30.000 Stunden im Dauerbetrieb, sofern PV-Wert, Temperatur und Staub im zul?ssigen Bereich bleiben.

Den gesamten pulvermetallurgischen Prozess finden Sie zuerst im ?berblick über die sechs Kernverfahren der PM.

Wie pulvermetallurgische Sinterlager funktionieren: Poren, Pumpen, Kapillarrücklauf

Die Schmierung ist ein geschlossener Kreislauf. Drei Schritte erkl?ren die meisten Auswahlwerte.

• Im Betrieb: Reibungsw?rme dehnt das ?l, und die Pumpwirkung der Welle drückt es aus den Poren auf die Lauffl?che, wo ein Film entsteht.
• Im Stillstand: Die Temperatur f?llt, und Kapillarkraft zieht das ?l in die Poren zurück.
• ?ber die Laufzeit: Filmzufuhr und Porenrücklauf wechseln sich ab, das Lager arbeitet überwiegend in Mischreibung statt in voller hydrodynamischer Schmierung.

Weil Mischreibung vorliegt, kann zu niedrige Drehzahl oder zu geringe Last zu wenig Zufuhrdruck lassen, und Welle und Lager berühren sich direkt, was Reibung und Temperatur treibt. Deshalb haben diese Lager auch ein Mindestfenster für Drehzahl und Last.

Werkstoffe und Sorten: CuSn10-Bronze, Eisenbasis Fe-Cu oder Edelstahl 316L

Drei Systeme decken drei Lastbereiche ab, und die falsche Familie kostet mehr als das Feinjustieren eines Parameters.

System	Referenzsorten	Merkmale	Geeignet für
Zinnbronze CuSn10 (90Cu-10Sn)	SAE 841 / MPIF CT-1000 / ASTM B438 Gr1 Type2 / DIN 1850 / GB/T 5143	Geringe Reibung, Korrosionsbest?ndigkeit, gute W?rmeleitung, bettet Fremdk?rper ein	Mittlere bis hohe Drehzahl, leichte bis mittlere Last, geringer L?rm
Eisenbasis Fe-Cu(-C)	MPIF FC-Serie / ASTM B439	Hohe Festigkeit, niedrige Kosten, verschlei?fest	Niedrige bis mittlere Drehzahl, hohe Last, geringer Sto?
Edelstahl 316L	Edelstahl-Sintersorten	Korrosionsbest?ndigkeit, Hygiene	Nass, Lebensmittel, Chemie, Medizin

CuSn10 ist die gebr?uchlichste ?lbronze, etwa 90% Kupfer und 10% Zinn, mit einer Dichte von typisch 6.4-6.8 g/cm?. Dasselbe Material tr?gt in verschiedenen Normen unterschiedliche Namen, und SAE 841, MPIF CT-1000-K26, ASTM B438 Grade 1 Type 2, DIN 1850 und GB/T 5143 bezeichnen dieselbe Familie. Eisenwerkstoffe laufen bei 5.6-6.6 g/cm? Dichte und erreichen über 200 MPa Bruchfestigkeit, was mit h?herer Reibung und mehr L?rm erkauft wird.

Kennwerte: ?lgehalt, Porosit?t, Dichte, Bruchfestigkeit, PV-Wert

Die Kennwerte stehen im Verh?ltnis zueinander. Keiner l?sst sich allein auf das Maximum bringen.

• ?lgehalt und Porosit?t: Bronze liegt typisch bei 19-25% vol Porosit?t und 18-25% vol ?lgehalt. Zu viel Porosit?t senkt die Festigkeit, zu wenig l?sst den Speicher leer. Breitere Branchenbereiche nennen 10-25% Porosit?t und 8-35% ?l nach Volumen.
• Dichte und Radialbruchfestigkeit: H?here Dichte bedeutet h?here Festigkeit und weniger ?l. Bronze erreicht typisch 150-200 MPa Bruchfestigkeit, Eisenwerkstoffe ≥200 MPa, bei einer Bronzeh?rte von HRH 45-60.
• PV-Wert, Reibung, Drehzahl und Temperatur: Der Dauer-PV-Wert von Bronze liegt bei etwa 1.6-1.8 N/mm?·m/s, die Gleitgeschwindigkeit ist auf ≤6 m/s begrenzt, und der Reibwert μ liegt bei 0.05-0.15. Mineral?l deckt -20 bis +120 °C ab, Synthetik?l -35 bis +150 °C, sodass das ?l, nicht das Metall, die Grenze setzt.

Hohe Drehzahl verlangt niedrigen ?lgehalt (etwa 12-15%), hohe Last verlangt hohen ?lgehalt (etwa 20-25%). ?lgehalt und Drehzahl laufen gegenl?ufig, und diese Regel wird am h?ufigsten übersehen.

Pulvermetallurgische Sinterlager ausw?hlen: Wellensitz, Spiel, Last, Drehzahl, Temperatur

Die Auswahl l?uft in vier Prüfungen, jede an einer nachprüfbaren Zahl.

1. PV berechnen: Fl?chenpressung (N/mm?) mit Gleitgeschwindigkeit (m/s) multiplizieren, unter der Materialgrenze bleiben und eine Sicherheitsreserve lassen.
2. Wellenbedingung festlegen: H?rte ≥HRC45 und Rauheit Ra 0.2-0.8 μm anstreben. Zu rau verschlei?t, zu glatt h?lt keinen ?lfilm.
3. Spiel und ?berma? abstimmen: Au?endurchmesser-?berma? nach Gr??enband w?hlen und ein Mindestlaufspiel lassen, damit sich der Film bildet.
4. Temperatur prüfen: ?ber der ?lgrenze auf Synthetik?l oder einen w?rmefesteren Werkstoff wechseln, sonst wandert das ?l schneller aus.

Das L?ngen-Durchmesser-Verh?ltnis L/D sollte zwischen 1 und 1.5 liegen.

Fertigungskette: Mischen, Pressen, Sintern, Kalibrieren, Vakuumtr?nken

Die Porenstruktur steht nach den ersten vier Schritten fest. Mischen bestimmt die chemische Gleichm??igkeit, Pressen die Grünlingsdichte, Sintern die Porenverbindung und Festigkeit, Kalibrieren die Ma?e und Toleranz. Zur Ofenseite siehe Sintern: Temperatur und Atmosph?re, zu Pressdruck und Werkzeug siehe Das Pressverfahren erkl?rt.

Das Vakuumtr?nken ist der letzte kritische Schritt. Teile kommen in einen Korb, der Korb in einen ?ltank, Vakuum zieht die Luft aus den Poren, und der wiederhergestellte Atmosph?rendruck drückt das ?l hinein. Die ?lwahl folgt der Aufgabe: Mineral?l für -20 bis +120 °C, Synthetik?l bis +150 °C, Anti-Verschlei?-Additive für hohe Last. Die lieferbaren Formen finden Sie unter Pr?zisions-Metallkomponenten.

Prüfung und Abnahme: Dichte, ?lgehalt, Bruchfestigkeit, Metallografie, CMM

Die Abnahme ist keine Formalit?t. Fünf Prüfungen entscheiden, ob Teile an die Montagelinie gehen.

Prüfung	Verfahren	Typischer Bereich
Dichte	Archimedes-Verfahren	Bronze 6.4-6.8 g/cm?
?lgehalt	Massen- oder Volumenverfahren	≥19% vol (Bronze)
Radialbruchfestigkeit	Bruchversuch	Bronze ≥150 MPa
Metallografie und Poren	Lichtmikroskop	Porenverteilung und Verbindung
Ma?e und Geometrie	Koordinatenmessger?t (CMM)	Nach Zeichnungsbezug

Die Dichte nach Archimedes ist der direkteste Wert zur Verdichtung. Der ?lgehalt wird meist aus einer Massenmessung umgerechnet und zeigt, ob die Tr?nkung das Ziel erreicht hat. Sorten und Werte lassen sich mit den Tabellen für selbstschmierende Lager in den MPIF-Werkstoffnormen abgleichen.

Typische Anwendungen und Ausfallma?nahmen: Hausger?te, Automobil, Elektrowerkzeuge

Hausger?temotoren sind das gr??te Einsatzfeld für pulvermetallurgische Sinterlager. Lüfter in Klimaanlagen, Waschmaschinen und Entsafter setzen sie für ruhigen, wartungsfreien Lauf ein. Im Automobil liegt der Schwerpunkt auf Wischermotoren, Sitzmotoren und kleinen Pumpen, im Elektrowerkzeug auf Bohrmaschinen, S?gen und Winkelschleifern. Innerhalb des globalen Pulvermetallurgie-Markts z?hlen Lager seit Langem zu den mengenst?rksten Produktlinien.

2024 brannten in einem Elektrowerkzeugwerk wiederholt Lager von Winkelschleifern durch. Die Zerlegung zeigte zu wenig PV-Reserve der Eisensorte, mit einer Betriebslast nahe der Grenze. Nach dem Wechsel auf eine Fe-5Cu-3Gr-2MoS?-Mischung stieg der PV-Wert von 2.5 auf 4.0 MPa·m/s und die Rückl?uferquote sank.

Fünf Ausf?lle decken die meisten Feldprobleme ab, jeder mit eigener Gegenma?nahme:

1. ?lmangel: Hitze oder Staub zieht das ?l, also auf Synthetik?l oder eine ?lreichere Sorte wechseln.
2. Fressen: Die Welle ist zu rau oder der Film ist gebrochen, also Wellenrauheit und PV-Reserve prüfen.
3. Zerdrücken: ?berma? oder Last zu hoch, also auf eine dichtere Eisensorte wechseln.
4. Zu gro?es Spiel: Montagedruck oder schwaches Kalibrieren, also die Au?endurchmesser-Toleranz enger fassen.
5. Falsche Montage: Nur den Au?enring einpressen und niemals mit L?sungsmittel reinigen, sonst wird das ?l ausgewaschen und das Lager f?llt sofort aus.

Lieferant für pulvermetallurgische Sinterlager ausw?hlen

Die Lieferantenwahl ist eine Wahl der Vollst?ndigkeit der Prozesskette und der Datenglaubwürdigkeit.

Fünf Betriebsdaten zum ersten Gespr?ch beschleunigen das Angebot: Wellendurchmesser und Toleranz, Drehzahl, Lastrichtung und Gr??e, Betriebsart (Dauer oder Aussetz) sowie Umgebungstemperatur und Medien.

Ein Quellwerk mit vollst?ndiger Kette h?lt Mischen, Pressen, Sintern, Kalibrieren, Tr?nken und Prüfung an einem Standort, was Verantwortung klar und Lieferzeit beherrschbar h?lt. Zur Prüfseite siehe Qualit?tskontrolle und Prüfung.

Fazit: Sinterlager richtig auslegen

Hier kommt es darauf an, Last, Werkstoff und Montage zusammenzubringen. Die Last muss innerhalb der Werkstoffgrenzen bleiben, also PV-Wert, Drehzahl und Temperatur zusammen passen. Werkstoff und Kennwert bilden ein Paar: Bronze für mittlere bis hohe Drehzahl und wenig L?rm, Eisenbasis für hohe Last bei niedriger Drehzahl, mit einem ?lgehalt, der gegenl?ufig zur Drehzahl eingestellt wird. Die Montage schlie?t ab: nur der Au?enring, keine L?sungsmittelreinigung, das passende Spiel.

Wenn das Zusammenspiel stimmt, h?lt das Versprechen der Wartungsfreiheit. Für Muster und eine F?higkeitsliste senden Sie Ihre Betriebsdaten, und unsere Ingenieure liefern eine Werkstoffempfehlung, einen Plan zum ?lgehalt und eine Musterlieferzeit. Muster bei Yujiaxin anfordern.