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 porösem Gefüge bestehen und im Vakuum mit Öl getränkt werden. Die verbundenen Poren speichern das Schmieröl, Reibungswärme drückt es an die Lauffläche, und Kapillarkraft zieht es im Stillstand zurück, sodass das Lager bei mittlerer Drehzahl und mittlerer Last wartungsfrei läuft.

Dasselbe Lager läuft 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 auswählt, braucht vier Entscheidungen: wie Poren zum Ölspeicher werden, wie sich CuSn10-Bronze und Eisenwerkstoffe unterscheiden, wie Ölgehalt und PV-Wert zu prüfen sind und welche Montageregeln gelten. Yujiaxin Tech liefert seit 1998 Präzisions-PM-Teile für Hausgeräte, Automobil und Elektrowerkzeuge, mit Pressen, Sintern und Tränken unter einem Dach.

Die wichtigsten Punkte

• Bronze-Sinterlager haben typisch 19-25% vol Porosität und 18-25% vol Ölgehalt, die beiden Quellen der Selbstschmierung.
• Die Radialbruchfestigkeit liegt typisch bei ≥150 MPa für Bronze und ≥200 MPa für Eisenwerkstoffe.
• Der PV-Wert ist die maßgebliche Auswahlgrenze: Bronze läuft im Dauerbetrieb bei etwa 1.6-1.8 N/mm²·m/s, darüber bricht der Ölfilm.
• Wellenhärte ≥HRC45, Rauheit Ra 0.2-0.8 μm; nur den Außenring einpressen und niemals mit Lösungsmittel reinigen.

Warum Sinterlager wartungsfrei laufen: die Poren als Ölspeicher

Ein konventionelles Gleitlager bekommt sein Öl aus einer Leitung oder einem Schmiernippel und verschleißt, sobald die Zufuhr stoppt. Ein solches Lager trägt das Öl in sich. Die nach dem Sintern verbundenen Poren bilden den Speicher, und das Tränken schließt das Öl im Gefüge ein, sodass keine externe Leitung nötig ist.

Ein Punkt braucht Klarstellung. Wartungsfrei heißt nicht, dass das Öl ewig hält. Die Ölmenge 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 zulässigen Bereich bleiben.

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

Wie pulvermetallurgische Sinterlager funktionieren: Poren, Pumpen, Kapillarrücklauf

Die Schmierung ist ein geschlossener Kreislauf. Drei Schritte erklären die meisten Auswahlwerte.

• Im Betrieb: Reibungswärme dehnt das Öl, und die Pumpwirkung der Welle drückt es aus den Poren auf die Lauffläche, wo ein Film entsteht.
• Im Stillstand: Die Temperatur fällt, und Kapillarkraft zieht das Öl in die Poren zurück.
• Über 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, Korrosionsbeständigkeit, gute Wärmeleitung, bettet Fremdkörper ein	Mittlere bis hohe Drehzahl, leichte bis mittlere Last, geringer Lärm
Eisenbasis Fe-Cu(-C)	MPIF FC-Serie / ASTM B439	Hohe Festigkeit, niedrige Kosten, verschleißfest	Niedrige bis mittlere Drehzahl, hohe Last, geringer Stoß
Edelstahl 316L	Edelstahl-Sintersorten	Korrosionsbeständigkeit, Hygiene	Nass, Lebensmittel, Chemie, Medizin

CuSn10 ist die gebräuchlichste Ölbronze, etwa 90% Kupfer und 10% Zinn, mit einer Dichte von typisch 6.4-6.8 g/cm³. Dasselbe Material trägt 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/cm³ Dichte und erreichen über 200 MPa Bruchfestigkeit, was mit höherer Reibung und mehr Lärm erkauft wird.

Kennwerte: Ölgehalt, Porosität, Dichte, Bruchfestigkeit, PV-Wert

Die Kennwerte stehen im Verhältnis zueinander. Keiner lässt sich allein auf das Maximum bringen.

• Ölgehalt und Porosität: Bronze liegt typisch bei 19-25% vol Porosität und 18-25% vol Ölgehalt. Zu viel Porosität senkt die Festigkeit, zu wenig lässt den Speicher leer. Breitere Branchenbereiche nennen 10-25% Porosität und 8-35% Öl nach Volumen.
• Dichte und Radialbruchfestigkeit: Höhere Dichte bedeutet höhere Festigkeit und weniger Öl. Bronze erreicht typisch 150-200 MPa Bruchfestigkeit, Eisenwerkstoffe ≥200 MPa, bei einer Bronzehärte von HRH 45-60.
• PV-Wert, Reibung, Drehzahl und Temperatur: Der Dauer-PV-Wert von Bronze liegt bei etwa 1.6-1.8 N/mm²·m/s, die Gleitgeschwindigkeit ist auf ≤6 m/s begrenzt, und der Reibwert μ liegt bei 0.05-0.15. Mineralöl deckt -20 bis +120 °C ab, Synthetiköl -35 bis +150 °C, sodass das Öl, nicht das Metall, die Grenze setzt.

Hohe Drehzahl verlangt niedrigen Ölgehalt (etwa 12-15%), hohe Last verlangt hohen Ölgehalt (etwa 20-25%). Ölgehalt und Drehzahl laufen gegenläufig, und diese Regel wird am häufigsten übersehen.

Pulvermetallurgische Sinterlager auswählen: Wellensitz, Spiel, Last, Drehzahl, Temperatur

Die Auswahl läuft in vier Prüfungen, jede an einer nachprüfbaren Zahl.

1. PV berechnen: Flächenpressung (N/mm²) mit Gleitgeschwindigkeit (m/s) multiplizieren, unter der Materialgrenze bleiben und eine Sicherheitsreserve lassen.
2. Wellenbedingung festlegen: Härte ≥HRC45 und Rauheit Ra 0.2-0.8 μm anstreben. Zu rau verschleißt, zu glatt hält keinen Ölfilm.
3. Spiel und Übermaß abstimmen: Außendurchmesser-Übermaß nach Größenband wählen und ein Mindestlaufspiel lassen, damit sich der Film bildet.
4. Temperatur prüfen: Über der Ölgrenze auf Synthetiköl oder einen wärmefesteren Werkstoff wechseln, sonst wandert das Öl schneller aus.

Das Längen-Durchmesser-Verhältnis L/D sollte zwischen 1 und 1.5 liegen.

Fertigungskette: Mischen, Pressen, Sintern, Kalibrieren, Vakuumtränken

Die Porenstruktur steht nach den ersten vier Schritten fest. Mischen bestimmt die chemische Gleichmäßigkeit, Pressen die Grünlingsdichte, Sintern die Porenverbindung und Festigkeit, Kalibrieren die Maße und Toleranz. Zur Ofenseite siehe Sintern: Temperatur und Atmosphäre, zu Pressdruck und Werkzeug siehe Das Pressverfahren erklärt.

Das Vakuumtränken ist der letzte kritische Schritt. Teile kommen in einen Korb, der Korb in einen Öltank, Vakuum zieht die Luft aus den Poren, und der wiederhergestellte Atmosphärendruck drückt das Öl hinein. Die Ölwahl folgt der Aufgabe: Mineralöl für -20 bis +120 °C, Synthetiköl bis +150 °C, Anti-Verschleiß-Additive für hohe Last. Die lieferbaren Formen finden Sie unter Präzisions-Metallkomponenten.

Prüfung und Abnahme: Dichte, Ölgehalt, Bruchfestigkeit, Metallografie, CMM

Die Abnahme ist keine Formalität. Fünf Prüfungen entscheiden, ob Teile an die Montagelinie gehen.

Prüfung	Verfahren	Typischer Bereich
Dichte	Archimedes-Verfahren	Bronze 6.4-6.8 g/cm³
Ölgehalt	Massen- oder Volumenverfahren	≥19% vol (Bronze)
Radialbruchfestigkeit	Bruchversuch	Bronze ≥150 MPa
Metallografie und Poren	Lichtmikroskop	Porenverteilung und Verbindung
Maße und Geometrie	Koordinatenmessgerät (CMM)	Nach Zeichnungsbezug

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

Typische Anwendungen und Ausfallmaßnahmen: Hausgeräte, Automobil, Elektrowerkzeuge

Hausgerätemotoren sind das größte 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, Sägen und Winkelschleifern. Innerhalb des globalen Pulvermetallurgie-Markts zählen Lager seit Langem zu den mengenstärksten 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-2MoS₂-Mischung stieg der PV-Wert von 2.5 auf 4.0 MPa·m/s und die Rückläuferquote sank.

Fünf Ausfälle decken die meisten Feldprobleme ab, jeder mit eigener Gegenmaßnahme:

1. Ölmangel: Hitze oder Staub zieht das Öl, also auf Synthetiköl oder eine ölreichere Sorte wechseln.
2. Fressen: Die Welle ist zu rau oder der Film ist gebrochen, also Wellenrauheit und PV-Reserve prüfen.
3. Zerdrücken: Übermaß oder Last zu hoch, also auf eine dichtere Eisensorte wechseln.
4. Zu großes Spiel: Montagedruck oder schwaches Kalibrieren, also die Außendurchmesser-Toleranz enger fassen.
5. Falsche Montage: Nur den Außenring einpressen und niemals mit Lösungsmittel reinigen, sonst wird das Öl ausgewaschen und das Lager fällt sofort aus.

Lieferant für pulvermetallurgische Sinterlager auswählen

Die Lieferantenwahl ist eine Wahl der Vollständigkeit der Prozesskette und der Datenglaubwürdigkeit.

Fünf Betriebsdaten zum ersten Gespräch beschleunigen das Angebot: Wellendurchmesser und Toleranz, Drehzahl, Lastrichtung und Größe, Betriebsart (Dauer oder Aussetz) sowie Umgebungstemperatur und Medien.

Ein Quellwerk mit vollständiger Kette hält Mischen, Pressen, Sintern, Kalibrieren, Tränken und Prüfung an einem Standort, was Verantwortung klar und Lieferzeit beherrschbar hält. Zur Prüfseite siehe Qualitätskontrolle 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 Lärm, Eisenbasis für hohe Last bei niedriger Drehzahl, mit einem Ölgehalt, der gegenläufig zur Drehzahl eingestellt wird. Die Montage schließt ab: nur der Außenring, keine Lösungsmittelreinigung, das passende Spiel.

Wenn das Zusammenspiel stimmt, hält das Versprechen der Wartungsfreiheit. Für Muster und eine Fähigkeitsliste senden Sie Ihre Betriebsdaten, und unsere Ingenieure liefern eine Werkstoffempfehlung, einen Plan zum Ölgehalt und eine Musterlieferzeit. Muster bei Yujiaxin anfordern.