滑动轴承元件制造技术

本发明专利技术涉及滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件(1)包括支撑层(2)和滑动层(3)，其中滑动层(3)由银组成或者由银和最大含量为5重量％的其它金属组成，所述其它金属选自Cu、Sb、Mo、Co，其中滑动层(3)具有包括粒子(6、7)的微结构并且具有滑动层厚度(12)，其中在滑动层厚度(12)上的微结构从滑动层(3)的接近支撑层(2)的第二表面(9)的区域中的粒子(7)的球形形貌转变成滑动层(3)的远离支撑层(2)的第一表面(8)的区域中的粒子(7)的具有纵向伸长(10)的至少接近柱形形貌。

Sliding bearing element

The present invention relates to a sliding bearing element (1), which comprises a supporting layer (2) and a sliding layer (3) consisting of a silver or other metals with a silver and a maximum content of 5 weight%, selected from Cu, Sb, Mo, and Co, in which the sliding layer (3) has a microstructure including particles (6, 7), and the sliding layer (3) has a microstructure that includes particles (6, 7), and the sliding layer (3) has a microstructure including particles (6, 7), and the sliding layer (3) has a microstructure including particles (6, 7) and And has a sliding layer thickness (12), in which the microstructures on the sliding layer thickness (12) change from the spherical morphology of particles (7) in the region of the second surface (9) of the sliding layer (3) to the sliding layer (3) of the particles (7) in the region of the first surface (8) of the support layer (2) (8) (7) having a longitudinal extension (10) at least close to the columnar shape. \ Morphology.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑动轴承元件本专利技术涉及滑动轴承元件，所述滑动轴承元件包括支撑层和滑动层，其中滑动层由银组成或者由银和最大含量为5重量％的其它金属组成，所述其它金属选自Cu、Sb、Mo、Co，其中滑动层具有包括粒子的微结构并且具有滑动层厚度。本专利技术还涉及滑动轴承元件的制备方法，所述滑动轴承元件包括支撑层和具有包括粒子的微结构的滑动层，其中具有滑动层厚度的滑动层由银制成或者由银和最大含量为5重量％的其它金属制成。在开发马达和传动装置时，升高功率密度的趋势对耐磨运动层的开发提出越来越大的挑战。耐磨性通常与高灰尘相容性和良好磨合行为的需求相关联。材料开发和方法开发中的另一种趋势是摒除危害环境的材料或过程，但是需要保留或超越现有常规滑动轴承材料的摩擦性能和机械性能。为了紧跟这种开发，在滑动轴承技术中将滑动轴承的所需性能分配给多个层。因此可以优化单个层的性能情况。然而还已知具有所谓梯度层的滑动轴承。其中性能(特别是层的硬度)在层厚度上变化。通常通过形成合金成分的浓度梯度来实现。因此可以例如在滑动轴承的层厚度上实现不同混合相或金属间化合物的沉积，这又造成滑动层内不同的硬度。但是其缺点主要在于，金属间化合物通常较脆，因此存在滑动层断裂的风险。本专利技术所基于的任务在于提供满足上述对马达或传动装置的更高功率密度的要求的滑动轴承元件及其制备方法。通过前文所述的滑动轴承元件以如下方式实现本专利技术的目的：在滑动层厚度上的微结构从滑动层的接近支撑层的第二表面的区域中的粒子的球形形貌转变成滑动层的远离支撑层的第一表面的区域中的粒子的具有纵向伸长的至少接近柱形形貌。还通过前文所述的方法以如下方式实现本专利技术的目的：在制备滑动层的过程中改变温度，由此使得在滑动层厚度上的微结构从滑动层的接近支撑层的第二表面的区域中的粒子的球形形貌转变成滑动层的远离支撑层的第一表面的区域中的粒子的具有纵向伸长的至少接近柱形形貌。在此有利地，滑动层可以相对简单地仅由单种金属(至多1重量％的其它金属为银的常见杂质)制成，尽管如此该滑动层仍然显示出良好的磨合行为。滑动层因此不仅可以在滑动轴承开始运行时充当运动层，而且可以在磨合阶段之后在正常滑动轴承运行过程中充当滑动层。仅由一种金属组成的结构消除了金属间相的形成。由于滑动层具有“运动层”的额外功能，不需要出于该目的额外施加的层，因此滑动轴承元件的结构相对简单，因此滑动轴承元件的制备方法可以更简单地设计。另一方面，滑动层由于球形粒子也相应较硬，由此可以满足对马达或传动装置的耐磨性的高要求。换言之，滑动层在一个表面区域中具有相应的灰尘颗粒嵌入性，并且在另一个表面上具有所需的疲劳强度，无论其仅由单种金属组成还是由具有至多5重量％的至少一种其它金属的合金组成。根据一个实施方案变体，滑动层可以具有介于10μm和100μm之间的滑动层厚度。低于10μm，难以充分保证滑动层的双功能性。另一方面，当滑动层厚度进一步增加超过100μm时，不再造成长期稳定性的明显改进。根据滑动轴承元件的另一个实施方案变体可以提出的是，滑动层的第一表面的柱形微结构达到滑动层的至少10％并且至多95％的深度。因此能够实现滑动轴承元件在相对长的时间内保持其滑动性和灰尘颗粒嵌入性的性能。当粒子的球形部分具有小于10％的层厚度时，其上形成的由柱形粒子组成的软质层不再能够得到充分支撑。另一方面，当粒子的球形部分具有大于95％的层厚度时，滑动层已经相对较硬，因此在磨合阶段之后在较短时间内上述性能就已经降低。还可以提出的是，滑动层直接设置在金属支撑层上并且与其结合，因此可以通过紧邻金属支撑层的球形粒子改进对于柱形粒子的支撑作用。因此可以通过具有柱形形貌的粒子的更厚的子层赋予更长的寿命。此外将滑动层直接设置在支撑层上还可以通过减少用于形成滑动轴承元件的层结构的方法步骤实现方法简化。为了进一步改进与滑动层的正常运行中的磨合行为和运行行为相关的上述效果，有利的是，具有柱形形貌的粒子的纵向伸长至少几乎垂直于滑动层的第一表面定向或者粒子的纵轴与所述垂直定向偏离至多30°。当具有柱形微结构的粒子的纵向伸长至少为具有柱形微结构的粒子的横向伸长的两倍时，也可以观察到与滑动层的正常运行中的磨合行为和运行行为相关的上述效果的改进。通过这种设计，具有柱形形貌的粒子可以在滑动轴承元件的周向方向和轴向方向上更好地相互支撑。为了形成支撑层和滑动层之间或者滑动层和滑动轴承元件的设置在滑动层下方的层之间的改进的结合区域，可以提出的是，具有球形形貌的粒子的平均直径为具有柱形形貌的粒子的纵向伸长的长度的至多20％。通过更小的粒子还可以使具有球形粒子的滑动层区域具有更高的硬度，因此在强度和耐磨性方面具有更好的长期行为。根据所述方法的一个实施方案变体可以提出的是，在制备滑动层的过程中升高温度。因此可以更容易地形成希望的结构。为了更好地理解本专利技术，将借助下述附图详细解释本专利技术。附图在简化示意图中分别显示了：图1显示了滑动轴承半壳形式的滑动轴承元件的侧视图；图2显示了滑动层在其层厚度上的微结构变化的示意图。首先应理解，在所描述的不同实施方案中，相同部件用相同附图标记或相同元件符号表示，其中在整个说明书中包含的公开可以按照含义转用至具有相同附图标记或相同元件符号的相同部件。在本说明书中选择的位置说明，例如上方、下方、侧面等基于直接描述和描绘的图，并且在位置变化时所述位置说明按照含义而转用至新位置。图1显示了滑动轴承半壳形式的多层滑动轴承元件1(多层滑动轴承)的侧视图。显示的是滑动轴承元件1的优选的两层实施方案，所述滑动轴承元件1由金属支撑层2和直接设置在支撑层2上的滑动层3形成。滑动层3是待安置构件在其上滑动的层。应注意的是，可以设置其它层，例如介于滑动层3和支撑层2之间的轴承金属层4，如图1以三层变体用虚线所示，其中轴承金属层4直接设置在支撑层2上并且滑动层3直接设置在轴承金属层4上。同样可以在滑动层3和轴承金属层4之间和/或在支撑层2和滑动层3或轴承金属层4之间设置粘合剂层和/或扩散阻挡层或者在滑动层3上设置运动层。还可以在支撑层2的反面上设置耐磨层。滑动轴承元件1还可以以不同于图1所示的方式实施，例如以轴瓦的形式实施。例如止推环、轴向移动滑瓦等的实施方案也是可能的。覆盖不同于180°的角度范围的滑动轴承元件1也是可能的。支撑层2也可以任选是孔被滑动层3直接涂布的连杆。通常地，为了形成滑动轴承元件1，可以将滑动层3直接施加在构件上，例如直接施加在飞机传动装置的齿轮上。因此滑动轴承元件1不是狭义上的常规滑动轴承(例如滑动轴承半壳)。相反，滑动轴承元件1被理解为具有滑动层3的元件。在直接涂布的情况下，元件本身变成支撑层2。支撑层2由赋予滑动轴承元件1所需结构强度的材料组成。然而在优选的实施方案变体中，滑动轴承元件1由钢组成。当设置轴承金属层4时，可以使用所述
已知的各种合金。然而轴承金属层4优选由青铜特别是铅青铜组成。可以通过滑动轴承技术中常规已知的方法将轴承金属层4沉积或设置在支撑层2上。例如可以通过轧制轴承金属层3从而制备支撑层2和轴承金属层3的双金属材料。同样可以在支撑层2上浇铸轴承金属层4。任选对双金属材料进行变形和/或切削加工。如果存在粘合剂层或扩散阻挡层，其可以由常规已知材料组成。滑动层3由10本文档来自技高网...

【技术保护点】
滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件(1)包括支撑层(2)和滑动层(3)，其中滑动层(3)由银组成或者由银和最大含量为5重量％的其它金属组成，所述其它金属选自Cu、Sb、Mo、Co，其中滑动层(3)具有包括粒子(6、7)的微结构并且具有滑动层厚度(12)，其特征在于，在滑动层厚度(12)上的微结构从滑动层(3)的接近支撑层(2)的第二表面(9)的区域中的粒子(7)的球形形貌转变成滑动层(3)的远离支撑层(2)的第一表面(8)的区域中的粒子(7)的具有纵向伸长(10)的至少接近柱形形貌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.06 AT A50582/20151.滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件(1)包括支撑层(2)和滑动层(3)，其中滑动层(3)由银组成或者由银和最大含量为5重量％的其它金属组成，所述其它金属选自Cu、Sb、Mo、Co，其中滑动层(3)具有包括粒子(6、7)的微结构并且具有滑动层厚度(12)，其特征在于，在滑动层厚度(12)上的微结构从滑动层(3)的接近支撑层(2)的第二表面(9)的区域中的粒子(7)的球形形貌转变成滑动层(3)的远离支撑层(2)的第一表面(8)的区域中的粒子(7)的具有纵向伸长(10)的至少接近柱形形貌。2.根据权利要求1任一项所述的滑动轴承元件，其特征在于，滑动层(3)具有介于10μm和100μm之间的滑动层厚度(12)。3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，滑动层(3)的第一表面(8)的柱形微结构达到总滑动层厚度(12)的至少10％并且至多95％的滑动层(3)的深度(13)。4.根据权利要求1至3任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，滑动层(3)直接设置在支撑层(2)上并且与其结合。5.根据权利要求1至4任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，具有柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·纳格尔，C·于布莱斯，
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