用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法，其中，轴承壳套在承载金属面上通过金刚砂颗粒进行喷砂，以在轴承壳套的经喷砂面部上产生残余压应力。另外，本发明专利技术还涉及使用这种方法制造的轴承壳套。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法
本专利技术涉及一种用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法。本专利技术还涉及使用这种方法所制造的轴承壳套。
技术介绍
众所周知，在汽车的发动机中使用的例如双组分铝轴承壳套会经受疲劳。这样的轴承壳套包括钢底和通过辊压接合工艺施加于钢底上的轴承金属层，该轴承金属层可例如由铝锡合金构成。还可以在钢底与轴承金属层之间插入中间金属层，以提高轴承壳套的机械性能。然而，由于这种复合材料的制造工艺以及轴承金属的机械性能，以这种方式构造的轴承壳套对于高达约70兆帕的发动机中的负载的应力能力会受到限制。为了在轴、齿轮、弹簧或连杆中产生增加的疲劳强度，根据本领域的
技术介绍
，可以通过钢珠、陶瓷珠和/或玻璃珠来轰击(所谓的“喷丸”)其表面。由此，在近表面区域中产生可通过应变硬化而引起增加的疲劳强度的残余压应力。DD259021A1公开了一种往复式压缩机驱动齿轮的径向轴承。这里描述了设计成复合式轴承的径向轴承，其针对几何形状进行构造，从而通过安装到壳体中和相应的变形而在滑动层中产生限定的压缩预张力。以此方式，轴承的韧性得以提高。备选地，DE102007028888A1公开了曲轴(即由轴承所支承的部件)的区域中的目标性机械应变硬化，目的是以此方式增加该部件的强度。因此，这种效果基本上类似于DD259021A的效果，然而与轴承壳套相比，此效果还与由轴承所支承的部件的应变硬化有关。DE102005055708A1涉及一种通过喷砂用磨料颗粒形成腔体的方法。DE3715323A1构成本申请的现有技术。DE102007042833A1、WO2010/017984A1和DE102005023541A1进一步构成现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在开发一种用于提高滑动轴承壳套的轴承金属的疲劳强度的方法。该目的可通过以下方法得到解决。一种用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法，其中，所述轴承壳套在承载金属面上通过金刚砂颗粒进行喷砂，以在所述轴承壳套的经喷砂面上产生残余压应力，所述轴承壳套的轴承金属通过所述颗粒的冲击来压缩。因此，在承载金属面上通过金刚砂颗粒对其它方面已完工的轴承壳套进行喷砂，所述承载金属面即是轴承壳套的在使用过程中与由轴承所支承的部件相对的面。优选地，这里使用了由80％-99％的氧化铝构成的喷砂用金刚砂。根据莫氏硬度指标，其硬度接近于10。特别地，在通常为弯曲的轴承壳套中，“承载金属面”是凹面。通过喷砂，在轴承壳套的经喷砂的材料中产生了残余压应力。通过这样的方法，可通过颗粒冲击来压缩滑动轴承面上的轴承壳套(基本上即轴承壳套的轴承金属)。颗粒会撞击表面并且由此被反射。以此方式，颗粒至少将一些冲量和动能释放到轴承壳套上，这会压缩在表面附近的轴承壳套材料。而且，轴承金属中局部地建立了应力，与此同时轴承金属的表面粗糙度略微增加。通过由于喷砂而产生的残余压应力，提高了轴承壳套的疲劳强度。通过金刚砂进行喷砂的特殊优点来自于金刚砂的高硬度(莫氏硬度9)。以此方式，颗粒将由于轴承上的冲击而仅略微变形，这尤其带来如下优点：相比于较小硬度的颗粒的情况而言，这种颗粒可以将大出许多量的动能传递到轴承壳套，这带来对所处理的轴承壳套的硬化的改善。使用喷砂用金刚砂的一个优点是耐磨性强，即它可以很容易地再次使用。下面描述了优选实施方案。优选地，使用位于2.5巴(bar)与5巴之间的压力向轴承金属喷射颗粒。上述压力是指将空气(或其他气体)输送到含有金刚砂的喷嘴中的压力。以此方式，实现了极为良好的表面压缩，由此可以非常有效地产生残余压应力，同时相应地使压力足够低，以避免由于颗粒过高的冲击速度而造成的对轴承壳套的损坏或过于粗糙的表面粗糙度。本专利技术目标的另一个解决方案由根据本申请的轴承壳套来提供。该轴承壳套具有根据上述用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法的方法步骤所产生的优点。优选地，在近表面区域中的轴承金属当不喷砂时具有约115Hv0.01或更小的硬度，然而，在喷砂区域中的轴承金属具有约130Hv0.01或更高的硬度。相对于未经喷砂的区域的硬度而言，这相当于使硬度增加了超过10％，即约13％。以此方式，通过喷砂得到了显著增加的轴承金属强度，而没有必要再使用另外的、缺少成本效益的材料来作为轴承材料。而且，已经证明，轴承壳套由两个或多个层构成是有利的。这具有如下优点，即几种材料的有利特性可以以此进行组合。特别地，具有高表面强度和疲劳强度的性质的金属可例如用作轴承金属，而那种硬度尽可能大并且使用寿命尽可能长的材料可以用于基底材料。此外，优选地将铝合金(优选为铝锡合金)用作轴承金属，并且轴承金属优选地通过轧制包覆施加到钢底上。使用铝合金作为轴承金属的优点在于：这种材料(特别是铝锡合金)具有作为轴承金属的良好特性且轮廓明确。而且，已知并掌握用于制备复合材料(即带状物)的工艺、以及用于制造轴承壳套及其表面处理的工艺。通过轧制包覆将轴承金属施加到钢底上是有利的，因为这是一个以钢底与镀层材料之间的良好连接为特征的、具有成本效益的方法，而钢的特点是高强度、易于加工性和低成本。此外，已经证明：当轴承壳套由三层构成并且中间层优选地由高级铝或具有Mn、Cu、Ni和/或Si的少数几种合金元素的铝合金构成时是有利的。这样的合金中间层使用在对疲劳强度具有特别高要求的情况中。特别地，中间层也有助于轴承金属和基底金属之间的改善性连接。本专利技术还涉及一种包括用于一个或多个轴承壳套的一个或多个夹持件的装置，以及一种适于将金刚砂喷射在夹持件中所夹持的轴承壳套上的喷砂装置。这是有利的，因为其可以执行具有针对上述用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法所述的优点的方法。而且，由于具有用于执行该方法的特定装置，可以比不具有这种装置时获得更高的效率。具体实施方式在用于轴承壳套的喷砂装置(下文将进一步描述)中，对具有AlSn的轴承金属层的轴承壳套(下文将进一步描述)进行喷砂，所述喷砂装置具有从喷嘴中射出的金刚砂颗粒。这里，将喷嘴连接到空气供应机构(例如鼓风机)，该空气供应机构在位于2.5巴(bar)至5巴之间的气压下释放空气，优选地在3.0巴至4.0巴的气压下释放空气。金刚砂颗粒被送入喷嘴，其由气流携带并随后由气流喷射向轴承壳套。喷射向轴承壳套的颗粒具有10μm至60μm的平均直径。金刚砂颗粒撞击基本上垂直于喷砂方向布置的轴承壳套的轴承金属，当然喷砂方向与轴承壳套之间的其它任一角度也是可以的。在处理过程中，轴承壳套相对于金刚砂颗粒的颗粒束基本上固定地被夹持住。如前所述，将具有AlSn轴承金属层的轴承壳套用作轴承壳套。轴承金属层可含有合金元素，例如Ni、Mn、Si、Cu、Cr、Zr、V或Mg。然而，这些对于实际效果(即在表面产生残余压应力)而言都不是必需的。这种轴承壳套的典型尺寸例如是60mm的直径以及20mm的轴承宽度。然而，该方法也可以应用于与此不同的轴承尺寸。特别地，轴承壳套由三层构成，即具有大约1.2mm厚的C-10型或C-22型钢的钢底，其中在该钢底上采用了用作轴承金属且厚度例如为0.15mm-0.3mm的AlCuMgSi中间层和AlSnNiMn层。将轴承壳套弯曲，使得铝锡合金位于内侧，即位于轴承壳套的凹面侧。对轴承金属进行喷砂处理，直至其具有约130Hv0.01的硬度，而未经喷砂的轴承金属具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法，其中，所述轴承壳套在承载金属面上通过金刚砂颗粒进行喷砂，以在所述轴承壳套的经喷砂面上产生残余压应力，其中铝合金用作所述轴承壳套的轴承金属，其特征在于，所述轴承壳套的轴承金属通过所述颗粒的冲击来压缩；所述承载金属面是轴承壳套的在使用过程中与由轴承所支承的部件相对的面；所述轴承壳套的未经喷砂的轴承金属具有115Hv 0.01的最大硬度，而喷砂的区域具有130Hv 0.01的最小硬度，和/或相对于所述未经喷砂的区域而言，在所述喷砂的区域处的硬度通过喷砂而局部地增加超过10％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.07 DE 102011087880.71.一种用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法，其中，所述轴承壳套在承载金属面上通过金刚砂颗粒进行喷砂，以在所述轴承壳套的经喷砂面上产生残余压应力，其中铝合金用作所述轴承壳套的轴承金属，其特征在于，所述轴承壳套的轴承金属通过所述颗粒的冲击来压缩；所述承载金属面是轴承壳套的在使用过程中与由轴承所支承的部件相对的面；所述轴承壳套的未经喷砂的轴承金属具有115Hv0.01的最大硬度，而喷砂的区域具有130Hv0.01的最小硬度，和/或相对于所述未经喷砂的区域而言，在所述喷砂的区域处的硬度通过喷砂而局部地增加超过10％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在位于2.5巴和5巴之间的压力下，将所述颗粒喷射向所述承载金属面。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在位于3巴和4巴之间的压力下，将所述颗粒喷射向所述承载金属面。4.一种根...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·安德勒，
申请(专利权)人：菲特尔莫古威斯巴登有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE