滑动轴承复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造滑动轴承复合材料(10)的方法，该滑动轴承复合材料具有特别是由钢制成的支承层(14)，具有由无铅、含镁的铝基合金制成的轴承金属层(18)，并且具有摩擦层(22)，其中铝基合金最后包括0.5‑5.5重量百分比的镁，必要时还包括由锌、铜、硅、铁、锰、铬、钛、锆、钒、镍、钴、铈和取决于杂质的合金成分构成的组中的一种或者多种合金成分，其中取决于杂质的合金成分在总和上不超过1重量百分比，并且剩余是铝，其中铝基合金是无铜的或者包括最高3重量百分比的铜，并且其中锌、铜和镍的总含量在总和上不超过8重量百分比，并且所有的合金成分的总含量在总和上不超过12重量百分比，其中轴承金属层(18)或者直接轧制到支承层(14)上，或者先前利用由铝合金或者由技术上的纯铝构成的中间层(38)进行滚压包层，并且然后在中间布置该中间层(38)的情况下如下地轧制到支承层(14)上，即使得中间层(38)随后是最高100μm厚、特别是最高50μm厚，其中因此获得的、由支承层(14)和轴承金属层(18)构成的复合结构在280℃和350℃之间的温度时软化退火2至10小时，从而使得该复合结构的轴承金属层具有50‑80HB 1/5/30的布氏硬度，并且其中随后将摩擦层(22)电镀地或者通过PVD方法施加到轴承金属层(18)上。

Sliding bearing composite

The invention relates to a method for manufacturing a composite sliding bearing (10) method, the sliding bearing composite has particular bearing layer made of steel (14), has a bearing metal layer made of aluminum alloy by lead, magnesium containing the (18), and has a friction layer (22), including aluminum finally based alloy consists of 0.5 5.5 weight percent of magnesium, when necessary, including one or more alloy components by zinc, copper, silicon, iron, manganese, chromium, titanium, zirconium, vanadium, nickel, cobalt, cerium and alloy composition depends on the impurities in a group, which depends on the alloy composition the impurity in sum of not more than 1 weight percent, and the remaining one is aluminum, aluminum alloy or copper is not including the highest 3 weight percent of copper, and the total content of zinc, copper and nickel in the sum of not more than 8 weight percent, and all the The total content of gold content of not more than 12 weight percent of the total, in which the bearing metal layer (18) or directly to the rolling bearing layer (14), or by using the previous Aluminum Alloy or the middle layer is composed of pure aluminum technology on the rolling cladding (38), and then in the middle of the layout of the middle layer (38) under the condition of the rolling bearing layer (14), even if the middle layer (38) is the highest followed by 100 m thick, especially the top 50 mu m thick, which thus obtained, by the support layer (14) and bearing metal layer (18) temperature of composite structure between 280 degrees and 350 degrees of softening annealing 2 to 10 hours, which makes the Brinell hardness of bearing metal layer of the composite structure with 50 80HB 1/5/30, and then the friction layer (22) plating or by PVD method is applied to the bearing metal layer (18).

【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用于制造滑动轴承复合材料的方法，该滑动轴承复合材料具有特别是由钢制成的支承层，具有由含镁的铝基合金制成的轴承金属层，并且具有摩擦层(Laufschicht)。此外，本专利技术还涉及一种这样的滑动轴承复合材料和由此制成的滑动轴承件。
技术介绍
这种类型的滑动轴承复合材料是已知的。典型的应用是在机动车
中，典型地在内燃机周边领域中，例如在制造曲轴轴承轴瓦(Kurbelwellenlagerschalen)和/或连杆轴承轴瓦时(Pleuellagerschalen)。典型的滑动轴承复合材料具有由钢制成的支承层，其确保滑动轴承复合材料的机械稳定性和形状保持能力。在支承层上典型地设置有轴承金属层，其尤其烧结、电镀或者浇注在支承层上。在轴承金属层上常常布置有摩擦层。在滑动轴承应用中，由滑动轴承复合材料构成的并且在弯曲辊工艺(Biegerollverfahren)中变形的滑动轴承件的摩擦层与滑动副偶件(Gleitpartner)接触。WO2010/125026A1公开了一种开头所述类型的滑动轴承复合材料。其提出，为了形成轴承金属层而使用具有3.5至4.5重量百分比的相对高的铜含量和0.1至1.5重量百分比的镁的、能硬化的铝基合金，以便实现优选70至110HV0.01的硬度(维氏硬度)。这能通过高的铜含量并且以待接受的方式在高温时通过固溶退火和随后的淬火实现。不仅轴承金属层还有在其上施加的摩擦层进行滚压包层(walzplattiert)并且相应地变厚。EP0672840A1公开的是，通过滚压包层将对滑动副偶件暴露的、在铝锡基上的摩擦层施加到轴承金属层上，其中涉及AlZn4SiPb、AlZn4.5Mg、AlSi11CuMgNi和AlMgSi1。因此获得的滚压包层复合结构在另外的滚压包层步骤中被轧制到由钢制成的支承层上。在该滑动轴承复合材料中，其中能硬化的铝合金具有60HV0.5的硬度，需要考虑的问题是，该层在较强的负载时从轴承位置上被轴向地压出。前述的WO2010/125026A1利用通过添加更多铜量的进一步硬化来对此做出反应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种用于制造滑动轴承件的滑动轴承复合材料，其应该具有良好的滑动特性和良好的机械稳定性以及持久的高负载能力。这些特性尤其在现代机动车技术中的应用方面是至关重要的，尤其是在具有启停自动控制装置的机动车中。根据本专利技术，该目的通过一种用于制造开头所述类型的滑动轴承复合材料的方法实现，其中，铝基合金最后包括0.5-5.5重量百分比的镁，必要时还包括由锌、铜、硅、铁、锰、铬、钛、锆、钒、镍、钴、铈和取决于杂质的合金成分构成的组中的一种或者多种合金成分，其中，取决于杂质的合金成分在总和上不超过1重量百分比，并且剩余是铝，其中，铝基合金是无铜的或者包括最高3重量百分比的铜，并且其中锌、铜和镍的总含量在总和上不超过8重量百分比，并且所有的合金成分的总含量在总和上不超过12重量百分比，其中，轴承金属层或者直接轧制到支承层上，或者先前利用由铝合金或者由技术上的纯铝构成的中间层进行滚压包层，并且然后在中间布置该中间层的情况下如下地轧制到支承层上，即使得中间层随后是最高100μm厚，特别是最高50μm厚，其中，因此获得的、由支承层和轴承金属层构成的复合结构在280℃和350℃之间的温度时软化退火2至10小时，从而使得该复合结构的轴承金属层具有50-80HB1-5-30、特别是60-80HB1-5-30的布氏硬度并且其中，随后将摩擦层电镀地或者通过PVD(物理气化沉积)方法施加到轴承金属层上。有利的是，轴承金属层具有典型的、0.2mm至0.8mm的层厚度。支承层典型地设计具有0.5mm至4mm的层厚度。金属的摩擦层的厚度最高为30μm，尤其最高为25μm，尤其最高为20μm，并且至少为5μm，尤其至少为10μm，尤其为10-20μm。在根据本专利技术制造的滑动轴承复合材料中以令人惊讶的方式确定的是，轴承金属层利用根据本专利技术的成分和处理而具有特别高的持久负载能力。因此，轴承金属层的合金成分对于在滑动轴承复合材料中的应用来说是有利的。结合电镀地或者以PVD方法施加的、薄的摩擦层，轴承金属层的、通过本专利技术确保的更合适的硬度使得滑动轴承复合材料抗疲劳且抗咬，并因此适合于在现代机动车技术中的内燃机周边的应用，尤其适合于制造曲轴轴承轴瓦和连杆轴承轴瓦。根据本专利技术认知的是，轴承金属层的通过添加铜进行的强烈的硬化会导致脆化，其会损害疲劳强度。此外，当在滑动副偶件侧已经轧制了更软的摩擦层时，在滚压包层时使用能硬化的铝基合金被证明是有问题的。在使用根据本专利技术的方法的情况下，首先将轴承金属层轧制到支承层上。在此之后不执行在高温时的固溶退火和随后的淬火以及硬化，而是对这样获得的复合结构在280℃和350℃之间、尤其是在300℃和350℃之间的温度时进行软化退火。在此，形成相对大的沉淀(Ausscheidung)，典型地在1-10μm的范围中，并且实现仅仅在要求的范围中的、合适的硬度。还显示出的是，以这样的方式软化退火的材料复合结构保持持久的稳定和高负荷能力，并且通过仅仅合适的硬度而具有对于在油流中的污垢颗粒的、小的敏感性。铝基合金的镁含量有利地为1.5-5.5重量百分比，特别为2.0-5.5重量百分比。镁至少部分地保持溶解在晶格中并且部分地形成沉淀。通过由此实现的张力来实现适当的硬化和强度提升，但是其在软化退火的状态中是持久稳定的。因为在如此获得和处理的复合结构上电镀地或者通过PVD方法以及此外以相对于滚压包层方法更小的厚度来施加金属摩擦层，因此通过根据本专利技术的方法获得的构造不会进一步受到损害，而是保持其以根据本专利技术的方式设定的特性。在此示出的是，在根据本专利技术制造的轴承金属层上电镀地或者通过PVD方法、尤其是溅射方法(Sputter-Verfahren)施加的、在锡基或者铝基上的薄的摩擦层也具有高的负载能力和耐久性。如此生产的轴承金属层因此形成用于摩擦层的、非常好的基础。压碎或者压出、也就是在轴向方向上的流动也在根据本专利技术制造的滑动轴承复合材料的高负载的情况下不被观察到。在本专利技术的一个改进方案中能够证明有利的是，铝基合金包括0.05-7.5重量百分比的锌、直至3重量百分比的铜、特别是直至2重量百分比的铜、特别是直至1重量百分比的铜、0.05-6重量百分比的硅、0.05-0.5重量百分比的铁、0.05-1重量百分比的锰、0.05-1重量百分比的铬、0.05-0.5重量百分比的钛、0.05-0.5重量百分比的锆、0.05-0.5重量百分比的钒、0.1-3重量百分比的镍、0.1-1重量百分比的钴和/或0.05-0.5重量百分比的铈。在所述的含量说明范围中添加上述成分中的一种或者多种可以在对根据本专利技术的滑动轴承复合材料的强度和耐磨性进行期望的设定方面证明是有利的。在滑动轴承复合材料的一个有利的设计方案中，铝基合金是AlMg(2-3)合金或者AlMg(3-4)合金或者AlMg(4-5)合金，必要时具有0.15-0.35重量百分比的铬和/或0.2-0.5重量百分比的锰，必要时具有在总和上不超过1重量百分比的另外的合金成分。铝基合金的给出的组成成分对于根据本专利技术的滑动轴承复合材料的强度和耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造滑动轴承复合材料(10)的方法，所述滑动轴承复合材料具有特别是由钢制成的支承层(14)，具有由无铅、含镁的铝基合金制成的轴承金属层(18)，并且具有摩擦层(22)，其中，所述铝基合金最后包括0.5‑5.5重量百分比的镁，必要时还包括由锌、铜、硅、铁、锰、铬、钛、锆、钒、镍、钴、铈和取决于杂质的合金成分构成的组中的一种或者多种合金成分，其中，取决于杂质的合金成分在总和上不超过1重量百分比，并且剩余是铝，其中，所述铝基合金是无铜的或者包括最高3重量百分比的铜，并且其中锌、铜和镍的总含量在总和上不超过8重量百分比，并且所有的合金成分的总含量在总和上不超过12重量百分比，其中，所述轴承金属层(18)或者直接轧制到所述支承层(14)上，或者先前利用由铝合金或者由技术上的纯铝构成的中间层(38)进行滚压包层，并且然后在中间布置所述中间层(38)的情况下如下地轧制到所述支承层(14)上，即使得所述中间层(38)随后是最高100μm厚、特别是最高50μm厚，其中，因此获得的、由所述支承层(14)和所述轴承金属层(18)构成的复合结构在280℃和350℃之间的温度时软化退火2至10小时，从而使得所述复合结构的所述轴承金属层具有50‑80HB 1/5/30的布氏硬度，并且其中，随后将所述摩擦层(22)电镀地或者通过PVD方法施加到所述轴承金属层(18)上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 EP 14181001.01.一种用于制造滑动轴承复合材料(10)的方法，所述滑动轴承复合材料具有特别是由钢制成的支承层(14)，具有由无铅、含镁的铝基合金制成的轴承金属层(18)，并且具有摩擦层(22)，其中，所述铝基合金最后包括0.5-5.5重量百分比的镁，必要时还包括由锌、铜、硅、铁、锰、铬、钛、锆、钒、镍、钴、铈和取决于杂质的合金成分构成的组中的一种或者多种合金成分，其中，取决于杂质的合金成分在总和上不超过1重量百分比，并且剩余是铝，其中，所述铝基合金是无铜的或者包括最高3重量百分比的铜，并且其中锌、铜和镍的总含量在总和上不超过8重量百分比，并且所有的合金成分的总含量在总和上不超过12重量百分比，其中，所述轴承金属层(18)或者直接轧制到所述支承层(14)上，或者先前利用由铝合金或者由技术上的纯铝构成的中间层(38)进行滚压包层，并且然后在中间布置所述中间层(38)的情况下如下地轧制到所述支承层(14)上，即使得所述中间层(38)随后是最高100μm厚、特别是最高50μm厚，其中，因此获得的、由所述支承层(14)和所述轴承金属层(18)构成的复合结构在280℃和350℃之间的温度时软化退火2至10小时，从而使得所述复合结构的所述轴承金属层具有50-80HB1/5/30的布氏硬度，并且其中，随后将所述摩擦层(22)电镀地或者通过PVD方法施加到所述轴承金属层(18)上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝基合金具有如下的合金成分中的一种或者多种，所述合金成分包括0.05-7.5重量百分比的锌、直至3重量百分比的铜、0.05-6重量百分比的硅、0.05-0.5重量百分比的铁、0.05-1重量百分比的锰、0.05-1重量百分比的铬、0.05-0.5重量百分比的钛、0.05-0.5重量百分比的锆、0.05-0.5重量百分比的钒、0.1-3重量百分比的镍、0.1-1重量百分比的钴和/或0.05-0.5重量百分比的铈。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铝基合金包括1.5-5.5重量百分比、特别是2.0-5.5重量百分比的镁。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述铝基合金是AlMg(2-3)合金或者AlMg(3-4)合金或者AlMg(4-5)合金，必要时具有0.15-0.35重量百分比的铬和/或0.2-0.5重量百分比的锰，必要时具有在总和上不超过1重量百分比的另外的合金成分。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的方法，其特征在于，所述摩擦层(22)是通过PVD方法施加的层，该层利用5-40重量百分比的锡形成在铝基上，并且必要时还包括0.1-5重量百分比的铜、0.1-6重量百分比的硅、0.05-1重量百分比的锰、0.05-1重量百分比的铬、0.05-0.5重量百分比的钛、0.05-0.5重量百分比的锆、0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：京特·比尔克勒，马里奥·威特，斯特潘·克里斯塔，
申请(专利权)人：KS滑动轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE