多层滑动轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种多层滑动轴承(1)，该多层滑动轴承以给出的顺序包括支撑层、轴承金属层、扩散阻隔层和滑动层，其中，所述滑动层由锡基合金构成并且所述扩散阻隔层由合金、特别是具有至少30重量％的铜含量的铜合金构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多层滑动轴承，该多层滑动轴承以给出的顺序包括支撑层、轴承金属层、扩散阻隔层和滑动层，其中，所述滑动层由锡基合金构成。
技术介绍
锡基合金、例如巴氏合金用于多层滑动轴承的滑动层与铜基合金、例如青铜用于轴承金属层同样地由现有技术已知。因为锡具有显著的扩散倾向，所以为了避免扩散在这两个层之间经常设置有镍层。由现有技术进一步已知镍锡中间层。这个含镍的中间层能够有时参与扩散工艺，如这例如在DE19963385C1中实施。该文献描述一种用于滑动轴承的层复合材料，该滑动轴承包括承载层、轴承金属层、由镍制成的第一中间层、由锡和镍制成的中间层以及由铜和锡制成的滑动层，该滑动层具有镍基质，由39重量％至55重量％的铜和剩余锡构成的镍铜粒子嵌入到该镍基质中。在该层结构中，期望锡从滑动层通过扩散移动镍层中，因为因此发生硬的镍铜粒子集中在滑动层中，由此，改进滑动层的承载能力。这甚至如此程度地进行，使得滑动层的“基质”在运行持续时间的进程中从锡变化成镍铜粒子。为了避免滑动层的外部区域中的铜份额降低，GB2375801A描述一种多层轴承，该多层轴承包括两层的滑动层，其中，外子层由具有0.5至10重量％的铜和可选地直至5重量％的锌、铟、锑或银的锡基合金构成，并且处于下面的第二子层由具有5至20重量％铜的锡基合金构成。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，实现如下可能性，借助该可能性可以在尽可能长的时间间隔上最小化或阻止由锡基合金制成的滑动层的摩擦特性变差，特别是如果铜基合金设置在锡基合金之下的话。该任务在文首提及的多层滑动轴承中通过如下方式得以解决，即，所述扩散阻隔层由合金、特别是具有至少30重量％铜含量的铜合金构成。在此有利的是，通过由铜合金制成的扩散阻隔层不仅可以降低滑动层中的锡的扩散，而且该扩散阻隔层也参与多层滑动轴承的承载能力。因为该扩散阻隔层具有相对高的硬度(直至大致400HV(0.025))，所以扩散阻隔层也有效地抵抗出现的摩擦，从而扩散阻隔层则具有双倍的功能。意想不到地，扩散阻隔层不连续地构造在轴承金属层和滑动层之间的整个面上，以便有效地抵抗锡扩散。按照一个优选实施变型方案可以规定：所述轴承金属层包含铜、特别是由铜基合金构成。因此可能的是，在轴承金属层和扩散阻隔层之间由于更好的材料可混用性制成更好的粘附复合结构。优选地，所述扩散阻隔层具有至少0.5μm的平均层厚度，由此，能够进一步改进上面提及的效果。出于同样原因，按照另一个实施变型方案也可以规定：所述扩散阻隔层在其面的至少85％上具有至少0.5μm的层厚度。在所述轴承金属层和所述扩散阻隔层之间可以设置有镍层。因此，作为轴承金属层也可能使用含铅的合金，因为可以阻止或减慢铅扩散到滑动层的锡基合金中。另一方面，通过设置镍层可以实现在滑动层的锡基合金和基于铝的轴承金属层之间的更好的粘附复合结构。镍中间层则能实现多层滑动轴承中的轴承金属的较宽的多样性。优选地，所述扩散阻隔层包含最大10重量％的镍。亦即发现，镍作为合金元素可能对扩散阻隔层的阻碍特性起消极作用。所述扩散阻隔层可以包含在3重量％至30重量％之间的锑。因此，可以进一步改进扩散阻隔层的硬度和由此其承载能力的特性。在锑的份额少于3重量％时，扩散阻隔层的特性的改进是很不明显的。另一方面，扩散阻隔层在份额多于30重量％时是过脆的。优选地，所述扩散阻隔层包含Cu6Sn5相。所述相可以改进扩散阻隔层的承载能力。此外，这些相在对扩散阻隔层电镀沉积时优选以圆形晶体的形式进行沉积，由此，可以避免这些相的切口应力集中效应。在本专利技术的优选实施变型方案中，所述滑动层的锡基合金包含在0重量％至25重量％之间的铜和在0重量％至15重量％之间的锑，规定如下：锑和铜的总份额为在2重量％至25重量％之间。通过添加锑可以在滑动轴承至少在冬季可能遭受的较低温度时阻止β-锡转化为α-锡并且因此阻止滑动层的硬度下降或破坏。此外，锑如铜那样提高锡基合金的硬度。随着铜的份额多于25重量％和/或锑的份额多于15重量％，锡基合金当然变得过脆。此外，通过添加锑可以在时间上降低锡基合金的硬度下降。附图说明为了更好地理解本专利技术，借助如下附图详细解释本专利技术。以简化的示意图示出：图1示出形式为轴瓦的多层滑动轴承。具体实施方式首先要指出，在说明书中所选择的位置说明，例如上、下、侧向等等参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。图1示出形式为滑动轴承轴瓦的多层滑动轴承1。示出了多层滑动轴承1的四层变型方案，其包括支撑层2、轴承金属层3、扩散阻隔层4和滑动层5，该滑动层构成多层滑动轴承1的径向内部的运行面6并且能贴靠到待支承的构件上。这样的多层滑动轴承1的基本结构(如其例如在内燃机中得到使用)由现有技术已知，从而其他实施方案为此变得多余。在本专利技术的范围内，多层滑动轴承1也可以不同地构造，例如构造为轴衬，如这在图1中以虚线表明。同样地，实施方案如止推环、轴向运行的滑瓦或类似物也是可能的。支撑层2优选由钢制成、但也可以由另外的材料制成，该材料给多层滑动轴承1带来必需的结构强度。这样的材料由现有技术已知。对于轴承金属层3可以使用由现有技术已知的相关的合金或材料，并且关于这一点参阅如下。优选地，使用基于铝的轴承金属(tlw.根据DIN ISO 4381或4383)，例如AlSn6CuNi0.8-1、AlSn20Cu、AlSi4Cd、AlCd3CuNi、AlSi11Cu、AlSn6Cu、AlSn40Cu0.5-1、AlSn25CuMn、AlSi11CuMgNi、AlSn9.5CuMn0.6、AlZn4.5Si1.5Cu。特别优选地，作为用于轴承金属层3的轴承金属使用包含铜的合金，其中，该合金特别是由铜基合金构成。这样的铜基的轴承金属(tlw.根据DIN ISO 4383)例如是CuSn10、CuAl10Fe5Ni5、CuZn31Si1、CuPb24Sn2、CuSn8Bi10、CuSn8Zn3、CuSn5Ni、CuSn5Si、CuSn5Zn、CuAl10Ni。不言而喻，不同于所提及的轴承金属也可以使用基于铝合金层、镍合金层、铜合金层、银合金层、铁合金层或铬合金层的轴承金属。轴承金属层3可以通过滚压包层法施加到支撑层3上。由此构成的双金属条可以可选地成型和/或切削加工。滑动层5由锡基合金构成。原则上，能使用每个由现有技术已知的合适的锡基合金，该锡基合金用于滑动轴承。优选地，滑动层5然而由锡基合金构成，该锡基合金保护在0重量％至25重量％之间、特别是在0.5重量％至20重量％之间的铜和在0重量％至15重量％之间、特别是在4重量％至10重量％之间的锑，规定如下：锑和铜的总份额在2重量％至25重量％之间。用于滑动层5的锡基合金的另一优选实施变型方案除了作为主要合金元素的锡之外包含来自包括锑和铜、可能铅和/或铋的组的至少一个另外的元素，以及可能包含来自包括锆、硅、锌、镍、钴和银的组的至少一个元素，并且包含来源于所述元素的制造的不可避免的杂质，其中，锑份额为最大20重量％，铜份额为最大10重量％，铅和铋的总份额为最大1.5重量％，铜和锑的总份额为至少2重量％并且锆、硅、锌、镍、钴和银的总份额为最大3重量％。滑动层5特别是可以由锡基合金构成，如其在AT50本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层滑动轴承(1)，该多层滑动轴承以给出的顺序包括支撑层、轴承金属层、扩散阻隔层和滑动层，其中，所述滑动层由锡基合金构成，其特征在于，所述扩散阻隔层由合金、特别是具有至少30重量％的铜含量的铜合金构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.23 AT A50850/20131.多层滑动轴承(1)，该多层滑动轴承以给出的顺序包括支撑层、轴承金属层、扩散阻隔层和滑动层，其中，所述滑动层由锡基合金构成，其特征在于，所述扩散阻隔层由合金、特别是具有至少30重量％的铜含量的铜合金构成。2.根据权利要求1所述的多层滑动轴承(1)，其特征在于，所述轴承金属层(3)包含铜、特别是由铜基合金构成。3.根据权利要求所述的1或2所述的多层滑动轴承(1)，其特征在于，所述扩散阻隔层(4)具有至少0.5μm的平均层厚度(7)。4.按照权利要求1至3中任一项所述的多层滑动轴承(1)，其特征在于，所述扩散阻隔层(4)在其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·齐达尔，
申请(专利权)人：米巴滑动轴承奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT