由锡基白色金属构成的滑动轴承合金制造技术

本发明专利技术涉及由锡基白色金属制成的滑动轴承合金，该白色金属含有锑作为主要合金元素以及１～１０重量％的铜。为了在高度环境友好时获得好的强度特性并不损害摩擦性能，本发明专利技术建议，该白色金属除了不可避免的杂质以外不含镉、铅、砷和铬，且包含：４～３０重量％的锑作为主要合金元素；至少一种选自由钴、锰、钪和锗构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为０．２～２．６重量％；以及，至少一种选自由镁、镍、锆和钛构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为０．０５～１．７重量％，其中，锑和铜的总含量最多为３５重量％，且锑含量相当于铜含量的至少三倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由锡基白色金属(Weiiimetall)制成的滑动轴承合金，该白色金属含 有锑作为主要合金元素以及1 10重量％的铜。
技术介绍
基于锡的滑动轴承合金是已知的(GB 2 146 354 A)，该合金可以具有2 15重 量％的锑、1 10重量％的铜、最多达15重量％的铅和其他合金元素，如镉、镍、银、碲、钴、 镁、锰和砷，其中0. 005 0. 5重量％的钛含量细化了轴承工件的显微组织并因此改善了 滑动轴承的允许负荷(Tragfdhigkeit)。为了提高环境友好(0kologischen)的白色金属合金(Wei Pmetalllegierungen)的负载能力(Belastbarkeit)，已经建议(DE 101 45 389 C2)，除了 6 15重量％的锑和3 10重量％的铜之外，还使用含量为0. 1 18重量％的 铋。尽管采取了这个措施，但是这种已知的、不含对环境有害的合金成分的滑动轴承合金并 不能满足更高的强度要求，从而在对承载能力和耐磨性和耐扯性要求更高的情况下常常会 选择铝基轴承金属，尽管在使用这种轴承金属时，必须放弃锡基轴承金属合金的出色的紧 急开动特性(Notlaufeigenschaft)。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提高本文开始所描述的由锡基白色金属制成的滑动轴 承合金的强度，而不必须使用对环境有害的轴承合金元素如镉、铅、砷和铬。本专利技术通过以下方式实现了这个目的该白色金属除了不可避免的杂质以外不含 镉、铅、砷和铬，且包含4 30重量％的锑作为主要合金元素；至少一种选自由钴、锰、钪和 锗构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为0. 2 2. 6重量％ ；以及，至少一种选自由 镁、镍、锆和钛构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为0. 05 1.7重量％，其中，锑 和铜的总含量最多为35重量％，且锑含量相当于铜含量的至少三倍。在两种情况下，最小 含量表示有效界限值，最大含量防止了广泛的、由于其尺寸和数量已经造成损害的析出物 (Ausscheidungen)。通过钴、锰、钪和/或锗的合金化，以有利的方式实现了析出的金属间相的细化和 圆化(Abrimdimg)。此外，锗与游离的铜形成了金属间化合物，这对合金强度具有积极的影 响，然而前提条件是，单独的析出物的尺寸保持在较低的水平上。通过这种高熔点元素的初 次结晶，在白色金属凝固时，形成了许多结晶晶核(Kristal 1 isationskeimen)，其显著地细 化了铜和锑的金属间相的析出物，由此大大改善了锡基质的强度，而不明显损害白色金属 的可变形性(Verformbarkeit)。以摩擦学不利的针形析出的铜-锡相和可能存在的不利的 立方形锡-锑相被有利地弄圆。此外，裂纹形成的倾向也显著减少。在本文中要注意的是， 必须确保合金熔融体的凝固足够快，从而防止较长的针形的金属间铜_锡相和锡_锑相的 形成。特别在锑含量较高时，镁、镍、锆和钛中的元素固定(abbinden) 了金属间相中的一部分锑，这抵消了因锑含量较高引起的脆化。镁另外具有强力的脱氧作用。但是镁含量 太高增加了腐蚀发生的可能性，其中特别是点蚀。镍可存在于铜-锡晶体中，并增加了其硬 度。但是镍对本专利技术合金的滑动性能没有负面影响。此外，镍改善了耐腐蚀性，并减少了偏 析现象的发生。但是，含量超过5重量％会因为析出又大又硬的相而引起脆化。以所述含 量添加锆对基质具有增强作用，并起到细化晶粒的作用。钛的添加促进了晶粒细化，由此改 善了滑动轴承合金的承载能力，但是保持其硬度几乎保持不变。高的铜含量增强了合金，因 为锑和铜之间形成了金属间相。但是，由于会形成过量的针形铜-锡相，所以铜含量不允许 超过所给的限定比例。对于由这种滑动轴承合金制成的轴承金属层而言，特别有利的负载条件是，白色 金属的锑含量为10 22重量％，铜含量为3 7重量％。就此而言，一个优化方案是，锑 含量为13 18重量％，铜含量为3. 5 5. 5重量％。添加较多的铜会以对轴承金属有害 的程度形成针形的铜-锡相，为了防止这个风险，可以向白色金属中另外合金化0.6 1.8 重量％、优选0. 7 0. 9重量％的锌。锌的作用是通过形成额外的结晶晶核来细化铜-锡 相和锡-锑相。由此防止这些相生长到有害的尺寸。在低于0.6重量％时，锌没有积极作 用，在高于1重量％时，锌不再溶于锌混合晶体中，且在锡和锌之间形成了低熔点的共晶相 (Tm约200°C )。这降低了耐热性，也降低了耐腐蚀性。类似的作用可以这样来实现向白色金属中合金化至少一种选自银、金、钒和铁的 元素，其中这些合金元素的单独的含量不超过4重量％。这些合金元素的总含量必须限定 为不超过8重量％。铝促进了基于锑和铜的金属间相的细化。因此，白色金属的铝含量可为0.05 2. 5重量％。铝含量的上限受到限制，以防止必须接受对白色金属的孔隙度的负面影响。 硅对白色金属具有类似的作用。过量的硅与锆和钪结合成金属间相，从而防止形成损坏 轴的初生硅晶体。基于这个原因，硅和铝优选以亚共晶的组合物(imtereutektischer Zusammensetzung)添加，以避免初生硅晶体的形成。因此，铝和硅应当作为不均勻相混合物 存在，其中铝含量相当于硅含量的7 45倍。为了通过金属间化合物提高白色金属的强度特性，还可以合金化含量为0.05 1.6重量％的锂。添加至少一种选自稀土元素的金属可以最终改善白色金属合金的浇铸性 能，并减少偏析(Seigerimg)的发生。除此之外，这些稀土元素还具有细化晶粒的作用。但 是，如果要抑制不利的影响，那么所使用的稀土元素的总浓度不允许超过1. 3重量％。具体实施例方式下面描述了本专利技术滑动轴承合金的一些实施例。实施例1 由10. 1重量％的锑、3. 1重量％的铜、0.5重量％的锰、0.08重量％的钪、0.05重 量％的锆和0. 1重量％的镁和余量的锡制成的滑动轴承合金显示了好的可变形性，铸件硬 (Gussharte)为 30. OHBff 2. 5/15,625/15。实施例2:为了提高强度，滑动轴承合金由15.4重量％的锑、4.6重量％铜、0.3重量％的锰、 0. 07重量％的钴、0. 1重量％的镁、0. 05重量％的镍以及0. 7重量％的锌和余量的锡制成。这种滑动轴承合金的铸件硬度为36. 1HBW2. 5/15,625/15。通过冷轧硬度降低，但是通过热 处理硬度又增加至37. 6HBW2. 5/15,625/15,也就是该硬度超过铸件硬度。权利要求由锡基白色金属制成的滑动轴承合金，该白色金属含有锑作为主要合金元素以及1～10重量％的铜，其中，该白色金属除了不可避免的杂质以外不含镉、铅、砷和铬，且包含4～30重量％的锑作为主要合金元素；至少一种选自由钴、锰、钪和锗构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为0.2～2.6重量％；以及，至少一种选自由镁、镍、锆和钛构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为0.05～1.7重量％；其中，锑和铜的总含量最多为35重量％，且锑含量相当于铜含量的至少三倍。2.根据权利要求1的滑动轴承合金，其中，所述白色金属的锑含量为10 22重量％， 且铜含量为3 7重量％。3.根据权利要求1或2的滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
由锡基白色金属制成的滑动轴承合金，该白色金属含有锑作为主要合金元素以及１～１０重量％的铜，其中，该白色金属除了不可避免的杂质以外不含镉、铅、砷和铬，且包含：４～３０重量％的锑作为主要合金元素；至少一种选自由钴、锰、钪和锗构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为０．２～２．６重量％；以及，至少一种选自由镁、镍、锆和钛构成的组的元素，该组所用的元素的总浓度为０．０５～１．７重量％；其中，锑和铜的总含量最多为３５重量％，且锑含量相当于铜含量的至少三倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大埃伯哈德，法尔科兰贝因，
申请(专利权)人：米巴滑动轴承股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]