用于生产包括CuNi2Si、CuFe2P或CuSnX化合物的滑动轴承的方法技术

本分案申请涉及滑动轴承，所述滑动轴承的轴承表面包括其中使用基于CuSnX(0.01

Method for producing sliding bearings including CuNi2Si, CuFe2P or CuSnX compounds

【技术实现步骤摘要】
用于生产包括CuNi2Si、CuFe2P或CuSnX化合物的滑动轴承的方法本申请为申请号为201280059997.7、申请日2012年11月29日，专利技术名称为“用于生产包括CuNi2Si、CuFe2P或CuSnX化合物的滑动轴承的方法”的分案申请。
本专利技术涉及用于生产滑动轴承的方法。
技术介绍
关于滑动轴承，它们可以被经济合算地生产同时具有长的服务时间并且使用期间磨损程度低是十分重要的。此外，滑动轴承应具有面对由轴承支持的元件的低的摩擦力。已进行过数次尝试来生产这样的滑动轴承。例如，US6498127B1公开了一种滑动轴承材料，其中多孔铜锡合金施用于镀铜的钢底，并且该材料被合成树脂层覆盖。如在此所用的铜锡合金，使用包括10％(按重量计)的锡和0.2％(按重量计)的磷的铜合金。US4404263中描述了另一种滑动轴承材料。在此，将铝合金的金属基质施用于背面，其中使用20％(按重量计)的锡和在0和3％之间(按重量计)的铜，Al2O3颗粒以细微分散的方式存在于合金中。此外，US5624887描述了一种多层滑动轴承，其中将青铜材料用于轴承表面。最后，在EP2341258A1中描述了滑动轴承材料，其中将聚四氟乙烯(PTFE)施用于被烧结过的0.3mm厚的磷-青铜层上。此外，所谓的“GLYCODUR”材料CuSn10已知是一种用于滑动轴承的无铅材料，“Glycodur”是一个被保护的商标。这种材料被描述于例如US5686176中。US6498127B1、DE102009017362A1和EP2341258A1构成本领域的相关技术。
技术实现思路
从本领域的现有技术出发，产生了对于一种特征在于与已知的Glycodur材料CuSn10相比具有改良的热导率和较低的原材料成本的材料的需求。该目标通过权利要求1所述的方法来解决。在此，生产滑动轴承，其中轴承表面(即在使用期间对着由轴承支持的部件的滑动轴承的表面)包括基于合金材料的材料，其反过来基于CuNi2Si、CuFe2P或CuSnX(0.01≤X≤9)。在此和在本申请的其他部分，对合金使用一种记号，其在DIN1310中描述。前面所说的合金的优势在于，与CuSn10相比，它具有显著更好的热导率，而原材料成本更低。高热导率由构成合金材料的青铜材料具有高传导性，即至少60W/mK，导致它可能避免温度峰值这一事实引起。得到的多孔轴承金属层的硬度、机械性能和滑动性能可通过设定锡含量来改进。这是真的，尤其是在如在下面进一步描述的，轴承材料被浸渗聚四氟乙烯(PTEE)或其他合成材料的情况下，例如如US5686176所述。优选的实施方式在从属权利要求2至8中描述。例如，优选合金材料基于CuSnX，其中X小于8，优选小于6。已发现锡的浓度尽可能低，尤其是低于所指出的极值，能实现高的热导率。在此范围的另一优势是当该材料所基于的原合金材料被粉碎时，产生锡含量减少的粉末，其具有更多的球形颗粒。因此，锡含量低于前面所说的值可以生产粉末，所述粉末的颗粒具有良好的球形形状。这反过来提供从烧结过程得到的烧结基质以及其孔结构和孔分布更加均一的优势。合金材料包括按重量计总共在0.01和30％之间的铝、镁、硅、钛、锆、铬、锌、锰、铁、钴和/或镍也是有利的。这些材料使得将所述滑动轴承的机械性能和滑动性能以有利的方式设定是可能的。此外，这些添加剂使得改进抗腐蚀性是可能的：总重量的1％的含量的前面所述的元素导致抗腐蚀性的改善，然而，抗腐蚀性并不随着进一步提高的含量而显著改善，即最大的抗腐蚀性在1％处实现。如果使用更高的含量，机械性能会额外地受影响。为了设置滑动轴承的机械弹性，还证明了将硬颗粒(氧化物、碳化物、氮化物、硅化物和磷化物)，例如Al2O3、SiC、Si3N4、Fe3P、MoSi2、AlN、MoC2、SiO2等结合入滑动轴承中是有利的。这些材料提高滑动轴承的承载能力，在磨损轴承的青铜层的情况下，改善其紧急运转性能。这是因为由硬颗粒的磨光性能导致的磨损的减少。防止青铜转移到由轴承支撑的部件，即硬颗粒防止由轴承支撑的部件的材料粘附到轴承材料，并防止轴承中由轴承支撑的部件的咬死。此外，优选合金材料由烧结过的粉末构成。通过此可产生在低重量下具有高承载能力并且也可以用简单而灵活的方式(尤其是无论滑动轴承的各自的形状如何)生产的材料。如果在上一段提到的硬颗粒已经存在于烧结过的粉末中是对此尤其有利的。通过这种方式，简化了滑动轴承的生产，因为不必分开添加硬颗粒。此外，本方法的后一种变化形式的一个优势在于，不必将硬颗粒分开地混合至将要使用的粉末中，并且不必为此将它们研磨。此外，这种方法更容易操作，并且不发生聚集：硬颗粒以均一分布的方式存在于烧结层中。在烧结层的生产期间，优选地使用其中颗粒的平均直径为>80μm的这些粉末含量。通过这种方式，实现了多孔性，其尤其适合于用合成材料浸渗。为了进一步改善滑动轴承的滑动性能，将固体润滑剂例如六方氮化硼、碳和/或硫化钼(MoS2)结合入合金材料(粉末)和/或任选地将它们混合入将要被烧结的粉末中也是有利的。这导致滑动轴承和由轴承支撑的部件之间的摩擦力较低，这提供了磨损较少的优势。在前面所述的材料中，六方氮化硼的特征在于，耐高温，其是化学惰性的，并在高达900℃的空气中是稳定的。进一步优选将至少一种合成材料施用于合金材料上，所述合成材料具有比聚四氟乙烯更低的熔点。由此轴承的滑动性能被进一步改进。在本文中，优选将例如氧化物、碳化物、氮化物和磷化物的硬颗粒包埋在合成材料中，在此尤其优选例如Al2O3、SiC、Si3N4、Fe3P、MoSi2、AlN、MoC2或SiO2的材料。由此滑动轴承的滑动能力被提高。还证明为有利的是，将固体润滑剂例如六方氮化硼、硫化钼、白垩或碳包埋在至少一种合成材料中。这也提供了改进轴承的滑动性能的优势。根据本专利技术，通过粉碎原合金材料，然后将粉碎后的、现在为粉末状的原合金材料施用于钢底上，随后烧结来生产合金材料。本专利技术可以很容易地实施，并且节省成本。可以用于这样的方法的空气粉碎器尤其是公知的，这就是滑动轴承可以被成本节省地生产并且具有相同的质量的原因。此外，通过选择相应的参数，最好设置颗粒的尺寸以得到有开孔的最佳结构。根据本专利技术，还发现粉碎的原合金材料根据颗粒尺寸分布，只有具有大于或小于优选为80μm的预定值的颗粒尺寸的这些粉末颗粒被用于生产轴承材料。这提供了粉碎的原合金材料的所有组分都可以使用，即通过粉碎的合金材料仅仅产生少到几乎没有的废料的优势。此外，通过选择性地使用仅仅一种类型的粉末颗粒，可以生产在合金材料中具有准确限定的结构的滑动轴承。限定的结构和均一的孔结构对于合成材料的均匀分布是重要的。这对于保证滑动轴承的良好的机械性能和摩擦力学性能是尤为有利的，例如面对由轴承支撑的部件的摩擦力低。理想情况下，在使用期间，青铜层从不与由轴承支撑的部件接触，因为聚合物层是作为滑动层。如果由轴承支撑的部件通过聚合物层，那么青铜层的“紧急运转性能”很重要。使用筛子分离方法来分散粉末颗粒在此是与本专利技术一致的。此方法可以很容易地实施，并且产生高质量的所得到的筛分过的粉末材料。此外，想要的开孔可以最好由此设置，当粉末随后被烧结时，其会产生更均匀的烧结基质。如果所需的开孔通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产滑动轴承的方法，其中，轴承表面具有其中使用合金材料的材料，所述合金材料基于CuSnX、CuNi2Si或CuFe2P，在此0.01<X<9，其中，合金材料通过将原合金材料粉碎，将粉碎后的、现在为粉末状的原合金材料施用于钢底上，随后烧结来生产，其中，粉碎后的原合金材料依照颗粒尺寸来分布，其中只有颗粒尺寸大于或小于预定值的粉末颗粒被用来生产合金材料，并且其中，粉末颗粒通过筛分来分布，其中将PTFE或具有比PTFE的熔点低的熔点的合成材料施用于合金材料上，滑动轴承的开孔通过针对性地混合不同颗粒尺寸的颗粒来设置。

【技术特征摘要】
2011.12.06 DE 102011087798.31.一种用于生产滑动轴承的方法，其中，轴承表面具有其中使用合金材料的材料，所述合金材料基于CuSnX、CuNi2Si或CuFe2P，在此0.01<X<9，其中，合金材料通过将原合金材料粉碎，将粉碎后的、现在为粉末状的原合金材料施用于钢底上，随后烧结来生产，其中，粉碎后的原合金材料依照颗粒尺寸来分布，其中只有颗粒尺寸大于或小于预定值的粉末颗粒被用来生产合金材料，并且其中，粉末颗粒通过筛分来分布，其中将PTFE或具有比PTFE的熔点低的熔点的合成材料施用于合金材料上，滑动轴承的开孔通过针对性地混合不同颗粒尺寸的颗粒来设置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金材料基于CuSnX，在此X<8，优选X<6。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述合金材料包括按重量计总共在0.01和30％之间的Al、Mg、Si、Ti、Zr、Cr...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔格·施密特，丹尼尔·迈斯特，大卫·M·萨克斯顿，
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