滑动轴承及其制作方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种用于多层材料的铝基合金中间层，特别是粘结层，所述的多层材料具有不同成分的层，特别是摩擦轴承中的中间层。该合金含加入量的至少一种选自Ｓｃ、Ｙ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｌａ、镧系和锕系的元素，其含量最大为１０ｗｔ％，优选为４ｗｔ％，特别是０．０１５－３．２５ｗｔ％，所述含量均是相对于１００％重量的合金，其余是铝和与熔炼相关杂质。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,尤其是粘结层的制作方法
本专利技术涉及铝基的中间层，以增强不同成分的金属物质的机械性能，还涉及由其制成的多层材料以及制备该多层材料的方法，如权利要求1、11和20的前序部分所指出的。多层材料已普遍应用，特别是用于制备高速旋转部件如发动机轴的普通轴承，这种多层材料具有包括基底层-粘结层-轴承层的结构，尤其是当轴承层是由轻金属合金制成时。粘结层具有重要的作用，特别是当轻金属合金含诸如锡、铅或者类似的软性组分时。通常使用工业纯的纯铝如Al 99.5作为粘结层。在研究过程中，设计用作现代发动机和机械装置的轻金属轴承合金需要承受增加的载荷，并且快速使多层材料联结变弱。例如，已经发现，在动态强度和耐热性方面，纯铝比新一代的轻金属轴承合金明显要差。已经提出很多建议以减轻这些问题。例如DE 4037746 Al和DE4312537 Al提出使用可硬化铝合金作为粘结层。但是，由于结合各层的制造方法也包括热处理，这些可硬化材料的强度相应于其组织为最高水平。除了对所需的延展性有不可接受的有害影响外，当轴承点经受热和动态载荷时，还存在过时效的可能，从而降低最终产品的使用寿命，这是不希望的。一种完全不同的方法是在基底层上镀覆镍、铜或者类似层，而无需使用铝基粘结层。由于轻金属轴承合金与镍、铜或者类似金属之间的冶金亲和力低，粘合和结合程度限制了结合强度，无论是否使用包括轻金属粘合层/轻金属轴承层的组合，通过热处理和扩散在粘合面上所产生的粘结力改进了增加数量的各层得到强度，这事实上体现了冶金扩散和反应区的特征。本专利技术的下述目的是提供铝基中间层，提供更有效地将各层彼此结合而改进粘合材料的质量如机械性能。通过权利要求1特征部分所给出的特征获得了该目的。其优点是可提供用于粘结铝合金材料的中间层，其不呈现任何明显的硬化性能，而由于弥散分布A3M相呈现出高的延展性，尽管在制造方法中由于热处理而发生固化材料的破裂，但是能保持高强度。结果，可制得具有好的热稳定性、静态稳定性和动态稳定性。这种中间层非常适合于普通轴承，并且这种普通轴承的抗磨损层可由新型高强材料制成。其优点是这种中间层或者用于制备该中间层的材料具有高的再结晶温度，这意味着可在高温度下进行热处理或者形变加工，而不会降低硬度。其他优点是由于可以使用各个元素的组合，特别是权利要求1特征部分中所给定的元素，可以在具体范围内自由地调整材料特性，因此可控制中间层的制造成本。但是另一方面，能够在合金中同时引入放射性元素或者同位素如U235，这说明为了试验的目的可在合金中加入示踪剂以在不同试验机上检测材料的性能。权利要求2-7确定了本专利技术中间层的其他优选实施方案。通过使用这些元素或者作为大量可能组合的结果，特别是当使用该中间层作为轴承的粘结层时，该层可满足具体要求，尤其是构成摩擦轴承的其他层的性能。通过下面的详述，通过加入这些权利要求中的具体元素可得出这种效果。其他的优点是权利要求8-10所给出的技术方案，即提供了硬度高至可使其与高强度材料如新型轴承材料结合的中间层，由于可以在较高温度进行热处理，可缩短中间层的制备工艺。通过权利要求11所给出的多层材料也获得了本专利技术的目的。其优点是，由于使用中间层，可制备用于摩擦轴承的由不同成分的层制成的多层材料，由于改进了多层材料的机械性能或者质量，延长了其使用寿命。结果，可延长维护周期，如果这种多层材料用于轴承应用，其所支承的轴可使用更长的时间，而无需担心对轴表面的损害，这是由于摩擦力很小。通过本说明书可看出本专利技术权利要求12-19所述技术方案的优点。通过权利要求20所给出的制造多层材料的方法也获得了本专利技术的目的。结果，可制备多层材料，使其一方面具有适合于用作轴承的表面以使轴高速旋转，另一方面具有涂层以将传送至多层材料的力传递。权利要求21所给出的方法的技术方案的优点是由于铝基多层材料的原有性质而改进了粘结质量。权利要求22的方法的优点是在每一成型步骤之后能够释放出存在的不希望的张力。权利要求23给出了另一个优选方法，其中使用多种可能的方法制备该多层材料，并且该方法非常适合于所希望的多层材料。最后权利要求24给出了另一个实施方案，其中通过在镀覆工艺中可选择性地控制各个方法步骤，从而可控制所需的制造成本或者时间。为了更清楚地说明本专利技术，下面参照附图详述本专利技术。附图说明图1是用于在摩擦轴承产生粘合作用的本专利技术的粘结层的示意图。图2是具有弥散分布的Al3Sc析出物的中间层的晶粒图样。图3是说明摩擦轴承使用过程中的轴承性能的图，该轴承具有镀覆于钢上的不同铝合金制成的抗摩擦和中间层，该图是轴承载荷与使用时间的关系图。首先，应该指出的是，在不同实施方案中所述的相同部件使用相同的标号和相同的部件名称，本说明书中所述的具有相同标号或者相同部件名称的术语可以相互替换使用。另外，所说明或者指出的不同实施方案的各个特征或者这些特征的组合是本专利技术所提出的独立的解决方案。图1说明了本专利技术的以摩擦轴承形式的多层材料1。尽管本说明书涉及抗摩擦轴承2作为该多层材料1的应用例子，但是并不意味着限制多层材料1的用途，而且与之相反，事实上多层材料1适合于大量的可想得到的和不同的实施方案和应用，例如其中使用钢壳的或者用其他材料代替钢基壳的场合，例如用于制造推力轴承或推力垫圈以及用于承受径向或轴向载荷的摩擦轴承2。多层材料1(特别是摩擦轴承2)通常包括第一圆周层3(下面称作抗摩擦层4)、中间层5以及第二圆周层6(下面称作基层7)。再次指出，并不限于此结构，特别是，在抗摩擦层4和基层7之间可插入几层相同成分和/或不同成分的层，这可根据具体应用来改变具体分层结构。多层材料1的各层的硬度优选不同，并且特别是从第一圆周层3向第二圆周层6逐渐增加。但是，显然地是，也可以以相反的方向布置不同硬度的各层，或者使用相同硬度的两层或者多层。但是如果多层材料1用于摩擦轴承2，已经证明当抗摩擦层4具有最低硬度而基层7具有最高硬度时是较好的。从图2可看出，轴承部件设计为半壳型。显然地是，也可使用本专利技术的多层材料1制成全壳型，如图1的虚线所示。支承部件如摩擦轴承2通常用于支承旋转部件如机器、发动机等的轴。由于这些轴通常以高速旋转(除了启动和关闭阶段外)，这必须防止在轴承和轴之间传动摩擦。一种可能的方式是，除了设计使用高锡含量的铝合金作为抗摩擦层4之外，在抗摩擦层4上开一凹槽8，在该凹槽中放置并导入合适的润滑剂如油。凹槽8可以是平面凹槽(具有侧壁10，该侧壁10在端面9的方向上变宽)和/或环状面的凹槽，如图1中的点-短划虚线所示。当然还可使用其他的导入润滑剂的方式，如提供端孔。凹槽8还可用于接纳在抗摩擦层4上摩擦所产生的任何固体颗粒，并且可由润滑剂带走。还一种可能的方式是相对于表面11的至少一个抗摩擦层4的边缘是不连续的，从而能够将所不希望的固体颗粒带到侧面。例如通过镀覆、轧制、焊接、粘结、镶嵌等，将多层材料1(特别是摩擦轴承2)的各个层联结在一起，以防止任何移动，以保证可靠地传递载荷。在选择联结方法时，应该注意的是应能够承受高载荷，特别是在升高温度的高载荷。基层7可由金属物质如钢或者类似物制成，并且能够吸收从轴传递至抗摩擦层4上的部分力。尽管下述说明涉及具有三层结构的摩擦轴承2，当然也可用于具有二层的摩擦轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多层材料的铝基合金中间层，特别是粘结层，所述的多层材料具有不同成分的层，特别是摩擦轴承中的中间层，其特征在于该合金含加入量的至少一种选自Ｓｃ、Ｙ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｌａ、镧系和锕系的元素，其含量最大为１０ｗｔ％，优选为４ｗｔ％，特别是０．０１５－３．２５ｗｔ％，所述含量均是相对于１００％重量的合金，其余是铝和与熔炼相关杂质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R摩根，M马尼尔，
申请(专利权)人：米巴格来特来格股份公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]