本发明专利技术涉及滑动轴承材料，所述滑动轴承材料具有基体材料，所述基体材料由如下构成：0.5‑5重量％的镍、0.25‑2.5重量％的硅、<0.1重量％的铅、熔融冶金造成的杂质和余量的铜，和具有任选至少一种硬质材料和任选至少一种固体润滑材料，和具有至少一种碲添加剂。本发明专利技术还涉及滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有承载层、轴承金属层和施加在轴承金属层上的滑动层，其中轴承金属层由这样的滑动轴承材料组成，以及由这样的滑动轴承复合材料制成的滑动元件或滑动轴承。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及具有基体材料的滑动轴承材料，所述基体材料由如下构成：0.5-5重量％的镍、0.25-2.5重量％的硅、<0.1重量％的铅和余量的铜。本专利技术还涉及滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有承载层、轴承金属层和施加在轴承金属层上的滑动层，以及涉及滑动元件，特别是以衬套或轴承套形式的径向滑动轴承。铜镍硅基无铅材料(下文也被称为CuNiSi合金)长期以来普遍已知并且一段时间以来也用作滑动轴承材料，特别是用作衬套或轴承套的滑动轴承复合材料。例如参考文献WO 2006/120016 A1，其中描述了具有上文提到的组成的材料。铜镍硅合金不仅可以通过铸造技术加工而且可以通过烧结技术加工或者经由轧制包层法施加在承载层上。其特征在于高的延展性、基础强度和基础硬度。可以通过热化学处理使这些参数在宽范围内适应于各个要求，因此所述材料的硬度、强度及其抱死行为能够媲美由于缺乏环境相容性的原因而需要替代的铅青铜。但是特别由于其高的基础强度和硬度，所述材料的可切削性比铅青铜明显更差。差的可切削性造成更短的工具寿命或迅速降低的加工精度和表面品质。德国铜研究所还特别系统地研究了铜材料的可切削性并且将结果公布于所谓的信息公报。下文参考2010年第18版信息公报(i.18)。其中铜材料的可切削性被分成三个不同的主类。具有相似可切削性的材料概括在一个主类中。对于铜材料，主要借助于形成的切屑形状以及工具的磨损进行评估。切削主类I包括具有极好可切削性的铜材料并且包括具有均相或多相结构的铅合金化、碲合金化或硫合金化的铜材料。在切削时形成短的脆薄切屑。工具磨损归入较低程度。切削主类I I包括可切削性适中至良好的铜材料。相比于切削主类I的材料，所述材料的加工造成更长的切屑，通常为中等长度的螺旋切屑。所述材料在加工时的工具磨损被称为“中等”。切削主类III中概括了相对于类别I和II具有更差可切削性的铜材料。在其加工时形成长的螺旋切屑、杂乱切屑或带状切屑。工具磨损较高。为了能够在主类内进一步区分标准化材料的凭经验获得的可切削性数据，还采用可切削性指数。第一主类的材料的可切削性指数在100和70之间，第二主类的材料的可切削性指数在60和40之间，第三主类的材料的可切削性指数在30和20之间。根据德国铜研究所的信息公报i.18，CuNiSi合金根据组成和热处理而具有在20和40之间的可切削性指数，因此分入切削主类III或最多分入切削主类II。文献US 2013/0028784 A1中描述了用于电子构件的具有1.5至7.0重量％Ni、0.3至2.3重量％Si和0.02至1.0重量％S的铜基锻造合金。本专利技术的目的是提供上述类型的滑动轴承材料，所述滑动轴承材料具有与已知CuNiSi合金相似的良好摩擦性能和机械性能，但是由于更长的工具寿命、更高的加工精度和表面品质而具有改进的可切削性。另一个目的是相比于已知材料提供具有进一步降低的抱死趋势(特别是在缺乏润滑的情况下)的材料。通过根据权利要求1所述的滑动轴承材料实现所述目的。根据本专利技术的滑动轴承材料具有基体材料，所述基体材料由如下构成：0.5-5重量％的镍、0.25-2.5重量％的硅、<0.1重量％的铅、熔融冶金造成的杂质和余量的铜，和具有任选至少一种硬质材料和任选至少一种固体润滑材料，其特征在于具有至少一种碲添加剂和余量的铜。可以确定的是，通过加入碲作为切屑元素可以改进切屑形状并且因此也改进所述基体合金的可切削性。Te的加入造成材料断裂伸长的降低。虽然不具有这种添加剂的CuNi2Si具有约20％的断裂伸长，但通过碲的加入可以将断裂伸长降低至2％。切屑因此不再形成长的带状切屑或流动切屑，而是破碎成细碎针状碎片，不同于长的切削，细碎针状碎片不阻碍材料的加工。特别出人意料地发现，碲的加入还明显降低滑动轴承材料的抱死趋势。根据一个有利的实施方案，添加剂总共以0.01至2.0重量％的含量分散在基体材料内，以滑动轴承材料计。优选地，添加剂总共以0.05至1.0重量％的含量，特别优选总共以0.1至0.3重量％的含量分散在基体材料内。只希望一定程度的降低断裂伸长的效果，因为过低的断裂伸长只允许CuNiSi材料在铸造之后发生有限变形，但是变形对于轴承的制备来说是必需的。因此断裂伸长绝对不能低于1％。当超过2重量％的含量时不再有所保证，并且可能影响基体材料的基本性能，例如强度、可变形性等。在低于0.01重量％的过低含量下，出现的切屑效果不足。特别地，在0.1至0.3重量％的加入量下切屑效果已经极好，而不会明显损坏基体材料的基本性能，因此所述用量范围表示极好的折中。碲添加剂在CuNiSi基体中以不溶形式存在，因此以分离的相存在。所述相主要存在于基体材料的晶界上，其在该处在更强的局部机械负载下(例如在切削加工中)造成基体结构中的裂缝转向，因此最终有利于切屑在持续负载下脱落。优选地，基体材料中的90％的可测量颗粒具有30μm，特别优选15μm的最大尺寸。“可测量”表示所有具有500nm的最小尺寸的颗粒。最小尺寸仅以“截止点”的形式用于指明，因此用于参数的明确性。当添加剂颗粒以所述尺寸级别形成时，添加剂以一定方式分散在CuNiSi基体中，使得明显提高滑动轴承材料的可切削性，而不影响或极少影响基体材料的其它机械性能和摩擦性能，或者在抱死趋势的情况下甚至出人意料地产生积极影响。这归因于如下事实：颗粒更精细的分布对基体结构的晶界造成更大面积的干扰，因此切屑更容易断裂。为了不造成过高的强度损失，切屑添加剂的含量必须保持在上述界限内。相反，当颗粒大于15μm并且因此在2重量％或更低的含量下仅在组织中零星局部出现时，不能产生整个材料中的足够的切屑效果。由于至少一种添加剂分散在基体内，滑动轴承材料有利地具有100-70的可切削性指数。由于100至70的可切削性指数，滑动轴承材料分入切削主类I。在切削加工的过程中形成短的脆薄切屑，所述脆薄切屑不妨碍材料的加工，因为其可以从加工区域中有效除去。其提高表面品质、加工精度并且减少工具的磨损。在另一个有利的实施方案中，在800MPa·m/s的负载速度和滑动速度的极限值以下，优选在850MPa·m/s以下，滑动轴承材料不出现粘附磨损。如例如下文参考图2所述，在抱死试验中确定最大负载速度和滑动速度的测量值。800MPa·m/s优选850MPa·m/s的极限值或最大值出人意料地明显高于在已知的CuNiSi材料中的情况。加入给定范围的碲因此不仅产生切屑作用，而且同时产生减少磨损的作用或润滑作用。因此对于根据本专利技术的轴承材料，只有在更高的负载和/或滑动偶件相对速度下材料才会受到抱死的损害，因此在缺乏润滑的情况下滑动轴承材料可以在更长时间内承受应力。优选地，滑动轴承材料具有在2.5和5之间的镍与硅的重量比例。所述重量比例促进形成有利于良好摩擦性能的镍硅结合。特别地，由此进一步改进滑动轴承材料的抱死趋势，因此加入碲的材料可以超越常规铅青铜的性能。优选地，滑动轴承材料还具有至少一种选自如下的硬质材料：硅化物、氧化物、碳化物和氮化物，特别是AlN、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、Mo2C、MoSi2、SiC、B4C、Si3N4和c-BN。还有利的是，滑动轴承材料具有至少一种选自本文档来自技高网...
【技术保护点】
滑动轴承材料，其具有基体材料，所述基体材料由如下构成：0.5‑5重量％的镍、0.25‑2.5重量％的硅、<0.1重量％的铅、熔融冶金造成的杂质和余量的铜，和具有任选至少一种硬质材料和任选至少一种固体润滑材料，其特征在于，具有至少一种碲添加剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 DE 102014207331.61.滑动轴承材料，其具有基体材料，所述基体材料由如下构成：0.5-5重量％的镍、0.25-2.5重量％的硅、<0.1重量％的铅、熔融冶金造成的杂质和余量的铜，和具有任选至少一种硬质材料和任选至少一种固体润滑材料，其特征在于，具有至少一种碲添加剂。2.根据权利要求1所述的滑动轴承材料，其特征在于，镍与硅的重量比例在2.5和5之间。3.根据权利要求1或2任一项所述的滑动轴承材料，其特征在于，添加剂以0.01和2.0重量％之间的总量分散在基体材料内。4.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承材料，其特征在于，添加剂以颗粒形式存在于基体材料中，其中90％的可测量颗粒具有30μm，优选15μm的最大尺寸。5.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承材料，其特征在于，在800MPa·m/s的极限值以下，优选在850MPa·m/s以下，不出现粘附磨损。6.根据前述权利要求任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·安德勒，H·施密特，H·戈比尔，
申请(专利权)人：联合莫古尔威斯巴登有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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