带有金属的支撑层和金属的轴承金属层的滑动轴承复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种带有金属的支撑层(4)和金属的轴承金属层(6)的滑动轴承复合材料，其中，所述轴承金属层(6)是烧结层(10)，该烧结层由铜‑锡基的青铜粉末(8)构成，其中，所述青铜粉末(8)包括金属的不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂(12)比如特别是铋，并且在粉末式的状态下覆设到所述支撑层(4)上，然后烧结到所述支撑层(4)上；根据本发明专利技术提出，所述青铜粉末(8)由粉末成分构成，这些粉末成分带有所述固体润滑剂(12)的不同份额，其中，第一粉末成分的固体润滑剂份额为第二粉末成分的固体润滑剂份额至少2倍大。

Sliding bearing composite with metal support layer and metal bearing metal layer

The invention relates to a sliding bearing composite material with a metal support layer (4) and a metal bearing metal layer (6), wherein the bearing metal layer (6) is a sintering layer (10), the sintering layer is composed of a bronze powder (8) based on copper \u2011 tin, wherein the bronze powder (8) comprises a solid lubricant (12) such as bismuth, which is metal insoluble or almost insoluble in copper, and The bronze powder (8) is composed of powder components with different shares of the solid lubricant (12), wherein the solid lubricant share of the first powder component is at least 2 times larger than that of the second powder component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有金属的支撑层和金属的轴承金属层的滑动轴承复合材料
本专利技术涉及一种带有金属的支撑层和金属的轴承金属层的滑动轴承复合材料，其中，轴承金属层是烧结层，该烧结层由铜-锡基的青铜粉末构成，其中，青铜粉末包括金属的不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂比如特别是铋，并且在粉末式的状态下覆设到支撑层上，然后烧结到支撑层上。
技术介绍
前述类型的滑动轴承复合材料是已知的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，改善滑动轴承复合材料的承载能力和耐磨性。根据本专利技术，该目的的实现方式为：青铜粉末由粉末成分构成，这些粉末成分带有所述固体润滑剂的不同份额，其中，第一粉末成分的固体润滑剂份额是第二粉末成分的固体润滑剂份额至少2倍大。申请人已发现，在铜锡基的青铜粉末中含有的固体润滑剂在形成轴承金属层的金属颗粒形成紧密结合时会表现出问题，因为固体润滑剂在烧结过程期间至少部分地从青铜颗粒中排出。固体润滑剂积聚在青铜颗粒的表面上，并且也倾向于填满这些颗粒之间的空腔。但由于固体润滑剂也润湿了青铜颗粒的表面，所以固体润滑剂难以使得各个青铜颗粒彼此烧结。因此适宜的是，影响各青铜颗粒的紧密的三维的致密的材料配合的连接，这又影响到并且有损于滑动轴承复合材料的耐磨性和承载能力。申请人已发现，通过根据本专利技术的措施，采用具有固体润滑剂的不同份额的粉末成分(Pulverfraktionen)可以明显改善青铜颗粒的可烧结性。在第二粉末成分的颗粒表面上，第二粉末成分情况下的固体润滑剂份额明显小于第一颗粒成分的情况，且第二粉末成分优选具有很小的固体润滑剂份额，或者优选也可以设计成无固体润滑剂，颗粒表面被固体润滑剂润湿的程度小很多，从而在整体上改善烧结复合物，即各颗粒相互间的材料配合的连接，这又积极地影响到滑动轴承复合材料的耐磨性和承载能力。因此提出，第一粉末成分的固体润滑剂份额为第二粉末成分的固体润滑剂份额的至少4倍、尤其至少6倍、特别是至少10倍大。第二粉末成分优选无固体润滑剂。对于根据本专利技术的滑动轴承复合材料，于是在青铜颗粒的标度上产生了轴承金属层的局部不同的组分。已证实，由此在工作中实现了改善的颗粒兼容性和适应性，这又在较高承载能力的方向上又积极影响，因为能够局部更好地吸收干扰颗粒。在本专利技术的意义下也可考虑的是，青铜颗粒还包括其它的粉末成分，其中，被视为有益的是，青铜粉末由第一和第二粉末成分构成。如开篇已述，金属的、不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂优选是铋。由于铋不可溶解于铜中，且由于很高的烧结温度以及与此关联的在铜基质内部的可运动性，铋形成了局部的相和沉积物，但如已述，也倾向于相对于青铜颗粒渗析出来，于是，这不利地影响到颗粒的由申请人确定的可烧结性。但根据本专利技术，将采用不同铋份额的粉末成分来克服此点。在本专利技术的改进中提出，粉末成分也具有不同的锡含量。在此表明有利的是，具有高固体润滑剂份额的第一粉末成分也具有比第二粉末成分大的锡含量。这一方面是因为，随着烧结温度的降低，锡含量出现增加。烧结虽然是在两种粉末成分的烧结温度较高情况下进行；但对于具有较高的锡和固体润滑剂份额的另一粉末成分来说，这于是意味着形成的烧结桥的质量更好的结果。尽管如此，较高的锡含量还意味着，相关的颗粒较硬。如果该颗粒也具有较高的固体润滑剂份额，则该较硬的颗粒在固体润滑剂渗析之后也被更多的固体润滑剂包围，这表明在摩擦方面有利。此外提出，第一粉末成分具有8-11重量％的锡含量，并且第二粉末成分具有3-8重量％、特别是3-6重量％的锡含量。此外，表明有利的是，第一粉末成分具有4-20重量％、特别是6-16重量％、尤其是8-12重量％的铋含量，并且第二粉末成分具有至多2重量％、特别是至多1重量％、进一步尤其是至多0.1重量％的铋含量。第二粉末成分优选无固体润滑剂，因而也没有铋。此外表明有利的是，第一粉末成分由CuSn(8-12)Bi(6-10)合金、特别是CuSn(9-11)Bi(7-9)合金、尤其是CuSn(10)Bi(8)合金构成，第二粉末成分由CuSn(4-6)合金、尤其是CuSn(5)合金构成，其中，合金附加地可以任选地包括0.5-5重量％的锌、特别是0.5-4重量％的锌、尤其是0.5-3重量％的锌、进一步可选地0.5-6重量％的镍、特别是0.5-5重量％的镍、尤其是0.5-4重量％的镍、特别是0.5-3重量％的镍、进一步可选地0.1-1重量％的银、特别是0.1-0.5重量％的银。CuSn(10)Bi(8)Zn(3)合金对于第一粉末成分来说是优选的，CuSn(5)Zn(1)合金或者CuSn(4.5)Zn(0.8)Ni(0.6)Ag(0.4)合金对于第二粉末成分来说是优选的。本专利技术的主题也是一种具有权利要求10的特征的用于制造滑动轴承复合材料的方法。据此，因而提供两种粉末成分，并且完全地即彼此均匀地混合，然后撒到金属的支撑层上，并在该支撑层上以及相互地烧结。在此，烧结上或烧结可以包括预先烧结、然后是压实、随后是再烧结、之后是辊压。表明有利的是，轴承金属层经过压实，从而在青铜粉末的相互烧结的各颗粒之间基本上不再有留空的孔隙。充其量在显微照片中能看到在烧结且压实的这些青铜颗粒之间的铋相。孔隙度尤其小于0.1％。此外，可以在烧结上之后，特别是在再烧结之后，尤其在辊压之前和/或之后，进行热处理，目的是，对金属的支撑层和轴承金属层予以硬度调节。本专利技术的其它细节、特征和优点可由所附的权利要求、附图和对本专利技术的滑动轴承复合材料的后续说明得到。附图说明在附图中：图1为本专利技术的滑动轴承复合材料(烧结之后，但在压实之前)的极其示意性的剖视图；图2为由本专利技术的滑动轴承复合材料制成的滑动轴承部件的示意图，其形式为用于支撑内燃机曲轴的滑动轴承轴瓦。具体实施方式本专利技术的滑动轴承复合材料2包括金属的、特别是钢制成的支撑层4和金属的轴承金属层6，该轴承金属层的形式为由铜锡基的青铜粉末8构成的烧结层10。青铜粉末8在粉末式的状态下覆设并且烧结到支撑层4上。铜锡基的青铜粉末8附加地包括金属的不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂。在烧结过程中，这种固体润滑剂的一部分排出来，并且积聚在青铜粉末8的各颗粒之间的中间腔12中，且在那里形成围绕相关颗粒的一定的润滑袋槽。图1示意性地示出在青铜粉末烧结之后、但在压实过程之前的滑动轴承复合材料。它因而还有一定空隙度，即在青铜粉末8的各颗粒之间的留空的孔隙。优选地，如此得到的轴承金属层6按一个或多个步骤被压实，从而在青铜粉末的相互烧结的各颗粒之间基本上不再有留空的孔隙。轴承金属层6因而被压实烧结。根据本专利技术，青铜粉末8由粉末成分构成，该粉末成分带有不同份额的金属的优选铋形式的固体润滑剂，就像前面介绍过的那样。由此实现改善的烧结复合物。图2示出轴瓦22形式的滑动轴承部件20，该轴瓦在弯曲-滚轧过程中由一部分根据本专利技术的滑动轴承复合材料2制成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有金属的支撑层(4)和金属的轴承金属层(6)的滑动轴承复合材料，其中，所述轴承金属层(6)是烧结层(10)，该烧结层由铜‑锡基的青铜粉末(8)构成，其中，所述青铜粉末(8)包括金属的、不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂比如特别是铋，并且在粉末式的状态下被覆设到所述支撑层(4)上，然后被烧结到所述支撑层(4)上，其特征在于，所述青铜粉末(8)由粉末成分构成，这些粉末成分带有所述固体润滑剂的不同份额，其中，第一粉末成分的固体润滑剂份额是第二粉末成分的固体润滑剂份额的至少2倍大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.16 DE 102017105602.51.一种带有金属的支撑层(4)和金属的轴承金属层(6)的滑动轴承复合材料，其中，所述轴承金属层(6)是烧结层(10)，该烧结层由铜-锡基的青铜粉末(8)构成，其中，所述青铜粉末(8)包括金属的、不可或者几乎不可溶解于铜中的固体润滑剂比如特别是铋，并且在粉末式的状态下被覆设到所述支撑层(4)上，然后被烧结到所述支撑层(4)上，其特征在于，所述青铜粉末(8)由粉末成分构成，这些粉末成分带有所述固体润滑剂的不同份额，其中，第一粉末成分的固体润滑剂份额是第二粉末成分的固体润滑剂份额的至少2倍大。2.如权利要求1所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，所述第二粉末成分设计成无固体润滑剂。3.如权利要求1或2所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，所述第一粉末成分的固体润滑剂份额是所述第二粉末成分的固体润滑剂份额的至少4倍、尤其至少6倍、特别是至少10倍大。4.如权利要求1、2或3所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，所述固体润滑剂是铋。5.如前述权利要求中的一项或多项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，所述粉末成分具有不同的锡含量。6.如权利要求5所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，所述第一粉末成分具有比所述第二粉末成分大的锡含量。7.如权利要求5或6所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，第一粉末成分具有8-11重量％的锡含量，并且第二粉末成分具有3-8重量％、特别是3-6重量％的锡含量。8.如前述权利要求中的一项或多项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，第一粉末成分具有4-20重量％、特别是6-16重量％、尤其是8-12重量％的铋含量，并且第二粉末成分具有至多2重量％、特别是至多1重量％、进一步尤其是至多0.1重量％的铋含量。9.如前述权利要求中的一项或多项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，第一粉末成分由CuSn(8-12)Bi(6-10)合金、特别是CuSn(9-11)Bi(7-9)合金、尤其是CuSn(10)Bi(8)合金构成，第二粉末成分由CuSn(4-6)合金、尤其是CuSn(5)合金构成，其中，合金附加地能够任选地包括0.5-5重量％的锌、特别是0.5-4重量％的锌、尤其是0.5-3重量％的锌、进一步可选地包括0.5-6重量％的镍、特别是0.5-5重量％的镍、尤其是0.5-4重量％的镍、特别是0.5-3重量％的镍、以及进一步可选地包括0.1-1重量％的银、特别是0.1-0.5重量％的银。10.一种用于制造根据前述权利要求中的一项或多项的滑动轴承复合材料(2)以及随后的滑动轴承部件(20)的方法，其特征在于，提供一种青铜粉末(8)，其方式为，提供具有不同份额的、金属的不可或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔纳·舒伯特，
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