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Warum wird Gusseisen für Gleitlager eingesetzt?

Alexander Wosinski ·
Frisch gedrehte Grauguss-Gleitlagerbuchse mit glatter Bohrung und Drehmuster auf der Außenfläche, Metallspäne auf Werkbank.

Gusseisen eignet sich für Gleitlager, weil es selbstschmierende Eigenschaften besitzt, mechanisch belastbar ist und sich im Strangguss-Verfahren in präzisen Abmessungen herstellen lässt. Der im Grauguss enthaltene Graphit wirkt als Festschmierstoff und reduziert die Reibung zwischen den Lagerpartnern direkt. Die folgenden Abschnitte klären, welche Werkstoffvarianten für welche Anwendungen geeignet sind und worauf Einkäufer und Konstrukteure bei der Auswahl achten sollten.

Welche Eigenschaften machen Gusseisen zum Gleitlagerwerkstoff?

Gusseisen eignet sich als Gleitlagerwerkstoff, weil der im Gefüge eingelagerte Graphit als Festschmierstoff wirkt, Schwingungen dämpft und eine gute Notlaufeigenschaft bei temporärem Schmiermittelmangel gewährleistet. Grauguss (GJL) ist dabei der am häufigsten eingesetzte Gleitlagerwerkstoff aus Gusseisen, da sein lamellarer Graphit die tribologischen Eigenschaften besonders günstig beeinflusst.

Im Einzelnen sind es vier Werkstoffeigenschaften, die Gusseisen für Gleitlager attraktiv machen:

  • Selbstschmierende Wirkung durch eingelagerten Graphit, der bei Reibkontakt freigesetzt wird
  • Gute Wärmeleitfähigkeit, die eine gleichmäßige Wärmeabfuhr aus der Lagerzone ermöglicht
  • Hohe Druckfestigkeit, die statische und dynamische Flächenpressungen aufnimmt
  • Gute Bearbeitbarkeit, die enge Bohrungstoleranzen und definierte Passungen erlaubt

Für Gleitlager im Maschinenbau ist außerdem die Dämpfungsfähigkeit von Gusseisen relevant. Schwingungen aus dem Antriebsstrang werden vom Werkstoff absorbiert, was die Laufruhe erhöht und den Verschleiß an der Gegenfläche reduziert. Diese Kombination aus Tribologie, Festigkeit und Bearbeitbarkeit macht Gusseisen zu einem der bewährtesten Gleitlagerwerkstoffe in der industriellen Fertigung.

Was ist der Unterschied zwischen Grauguss und Sphäroguss bei Gleitlagern?

Der entscheidende Unterschied liegt in der Graphitstruktur: Grauguss (GJL) enthält lamellaren Graphit, der eine ausgeprägte Selbstschmierwirkung erzeugt und Gusseisen zum klassischen Gleitlagerwerkstoff macht. Sphäroguss (GJS) enthält kugelförmigen Graphit, der höhere Zugfestigkeit und Duktilität liefert, aber die tribologischen Eigenschaften im Vergleich zu Grauguss leicht abschwächt.

Grauguss (GJL) als Gleitlagerwerkstoff

Grauguss-Güten wie GJL-250C oder GJL-300C nach DIN EN 16482 sind im Gleitlagereinsatz besonders verbreitet. Die lamellar angeordneten Graphiteinschlüsse bilden ein natürliches Schmiermitteldepot im Werkstoff selbst. Bei Reibkontakt tritt Graphit an die Oberfläche und senkt den Reibungskoeffizienten. Das macht GJL-Gleitlager besonders tolerant gegenüber Schmierungsunterbrechungen und gut geeignet für Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Gleitgeschwindigkeiten.

Sphäroguss (GJS) als Gleitlagerwerkstoff

Sphäroguss-Güten von GJS-400-15C bis GJS-700-3C nach DIN EN 16482 kommen dann zum Einsatz, wenn das Lager neben den Gleitanforderungen auch höhere Biege- oder Schlagbelastungen aufnehmen muss. Die höhere Zugfestigkeit von GJS gegenüber GJL ermöglicht dünnwandigere Konstruktionen bei gleicher Tragfähigkeit. Für reine Gleitanwendungen ohne erhöhte mechanische Wechselbelastung ist Grauguss jedoch die wirtschaftlichere Wahl.

Wann ist Bronze statt Gusseisen für Gleitlager vorzuziehen?

Bronze ist Gusseisen bei Gleitlagern vorzuziehen, wenn hohe Gleitgeschwindigkeiten, aggressive Medien oder ein Einsatz in Wasser und Hydraulikflüssigkeiten vorliegen. Bronze bietet einen niedrigeren Reibungskoeffizienten unter hydrodynamischen Bedingungen und eine deutlich höhere Korrosionsbeständigkeit als Gusseisen.

Konkret empfiehlt sich Bronze in folgenden Situationen:

  • Lager in direktem Kontakt mit Wasser, Öl oder Hydraulikmedien
  • Anwendungen mit hohen Gleitgeschwindigkeiten, bei denen die Wärmeentwicklung durch einen geringen Reibungskoeffizienten begrenzt werden muss
  • Lager mit Wellenpaarungen aus gehärtetem Stahl, bei denen Bronze die härtere Gegenfläche schont
  • Anwendungen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, wo Korrosion ausgeschlossen sein muss

Gusseisen bleibt dagegen die bevorzugte Wahl, wenn Kosten, Verfügbarkeit und Bearbeitbarkeit im Vordergrund stehen und die Betriebsbedingungen keine Korrosionsbeständigkeit erfordern. Für viele Standardanwendungen im Maschinenbau ist ein GJL-Gleitlager technisch ausreichend und wirtschaftlich sinnvoll.

Welche Gleitlager-Anwendungen sind typisch für Gusseisen im Maschinenbau?

Typische Gleitlager-Anwendungen für Gusseisen im Maschinenbau sind Führungsbuchsen, Stehlagergehäuse, Getriebegehäuse mit integrierten Lagerflächen, Spindellagerschalen und Lagerböcke für langsam drehende Wellen. Gusseisen-Gleitlager finden sich überall dort, wo moderate Gleitgeschwindigkeiten, hohe Flächenpressungen und gute Dämpfungseigenschaften gefragt sind.

In der Antriebs- und Hydraulikindustrie werden Gusseisen-Gleitlager als Führungselemente in Zylindern, als Lagerbuchsen in Pumpengehäusen und als Stützlager in Getriebewellen eingesetzt. Die gute Bearbeitbarkeit von Grauguss ermöglicht dabei enge Passungsmaße, die für präzise Führungsaufgaben notwendig sind.

Im Glas- und Formenbau kommen Gusseisen-Gleitlager als Führungsbuchsen in Formträgern und als Lagerelemente in Hebevorrichtungen zum Einsatz. Die Dämpfungseigenschaft von GJL ist hier besonders wertvoll, da Vibrationen aus dem Presszyklus abgefangen werden und die Maßhaltigkeit der Form erhalten bleibt. Für diese Anwendungsfelder liefert MK Strangguss Strangguss-Halbzeuge, die nach Zeichnung bearbeitet und einbaufertig bereitgestellt werden können.

Welche Abmessungen und Güten sind für Gleitlager aus Strangguss verfügbar?

Für Gleitlager aus Strangguss stehen Grauguss-Güten von GJL-HB150C bis GJL-300C sowie Sphäroguss-Güten von GJS-400-15C bis GJS-700-3C nach DIN EN 16482 zur Verfügung, in Abmessungen von 20 mm bis 740 mm. Die Halbzeuge werden als Rundstangen, Vierkant- und Flachstangen sowie als Ringe und Rohre geliefert.

Für die Gleitlagerfertigung sind insbesondere folgende Lieferformen relevant:

  • Rundstangen ab 20 mm Durchmesser für Buchsen und Lagerschalen, die aus dem Vollen gedreht werden
  • Rohre und Ringe mit vorgebrachter Innenbohrung nach Vorgabe, die den ersten Bearbeitungsschritt in der Fertigung einsparen
  • Gesägte Zuschnitte mit minimalem Aufmaß für direkte Weiterbearbeitung auf dem Drehzentrum
  • Vorgedrehte Rohlinge mit einem Aufmaß von +1,0 mm, die den Schlichtaufwand auf ein Minimum reduzieren

Der Lagerbestand umfasst rund 1.000 Tonnen, überwiegend aus deutscher Herstellung, und ist kurzfristig ab Lager lieferbar. Größere Abmessungen, die nicht ab Lager verfügbar sind, können über Neuproduktion per Kokillenguss realisiert werden. Alle Werkstoffe entsprechen DIN EN 16482, und die Qualitätssicherung ist nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziert.

MK Strangguss GmbH als Partner für Gleitlager-Werkstoffe aus Strangguss

MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge für Gleitlager-Anwendungen aus dem Lager im märkischen Sauerland, kurzfristig und ab einem Stück. Das Lieferprogramm deckt den gesamten Bedarf für die Gleitlagerfertigung ab:

  • Grauguss-Güten GJL-HB150C, GJL-250C und GJL-300C sowie Sphäroguss-Güten GJS-400-15C bis GJS-700-3C, alle nach DIN EN 16482
  • Abmessungen von 20 mm bis 740 mm als Rundstangen, Rohre, Ringe und Flachstangen
  • Lieferung als Rohware, gesägter Zuschnitt, vorgedrehter Rohling oder einbaufertiges Bauteil nach Zeichnung
  • Rund 1.000 Tonnen Lagerbestand, überwiegend aus deutscher Herstellung, für kurze Reaktionszeiten auch bei kurzfristigem Bedarf
  • Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9001:2015

Sprechen Sie unser Vertriebsteam an, wenn Sie konkrete Abmessungen, Güten oder Bearbeitungsgrade für Ihre Gleitlager-Anwendung klären möchten. Wir sind erreichbar unter Tel. +49 2391 607744-0 oder info@mk-strangguss.de, Mo bis Fr von 07:00 bis 18:00 Uhr.

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