本发明专利技术提供了一种轴承衬，其具有设置有涂层的轴承背衬层（1），所述涂层包括第一覆层（4）和第二覆层（5），所述第一覆层设置在所述轴承背衬层和所述第二覆层之间，所述第一覆层和所述第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种轴承衬，其具有设置有涂层的轴承背衬层（1），所述涂层包括第一覆层（4）和第二覆层（5），所述第一覆层设置在所述轴承背衬层和所述第二覆层之间，所述第一覆层和所述第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。【专利说明】轴承衬
本申请涉及用于具有轴颈的心轴(journaled shafts)的轴承衬,特别涉及(例如)通过阴极溅射技术沉积于这类轴承上的被称作覆层(overlay)的涂层。
技术介绍
已知可通过阴极溅射在轴承衬的运行表面上沉积软的覆层合金组合物。美国专利文献US5045405中记载了这样的实例，其中描述了基于铜、铝或银基质的覆层，该覆层具有柱状晶粒和颗粒嵌入相，其中所述柱状晶粒的长轴垂直于滑动方向，并且所述颗粒比基质软并且不溶于基质金属。该文献中给出了覆层组合物AlSn20 (80重量％的铝基质与20重量％的锡)和AlPb30 (70重量％的铝基质与30重量％的铅)的实例。这种两相复合(悬浮)合金已知被用作锻造或铸造材料，并且如英国专利申请GB2130250中所述，提出了通过等离子体电弧喷涂工艺进行沉积。将这种两相合金用作覆层源于人们期望找到这样一种材料，与常规的电沉积铅和锡基合金相比，该材料具有更好的耐磨性以及更好的疲劳强度，同时保持了良好的适应性(接受废颗粒嵌入覆层的能力)和抗咬性。然而，如美国专利文献US5045405中所述，在发动机中新的芯轴运行的初始阶段，所期望的适应性的程度要高于已知两相合金所能提供的适应性。此外，随着覆层的磨损以及芯轴轴颈与轴承之间运行间隙(running clearance)的增加,期望提高覆层材料的耐磨损程度，而这些与美国专利文献US5045405中基本上均一的性能是不同的。随着覆层的磨损程度的增加，适应性变得不那么重要，而耐磨损性变得更加重要。欧洲专利文献EP0435980涉及这样一种覆层，其表面具有良好的适应性，并且远离表面的部分具有更高的耐磨性。其公开了 一种轴颈轴承，其包含牢固背衬材料，在该背衬材料上具有轴承材料和位于轴承材料层上的覆盖涂层(overlay coating),该覆盖涂层包含构成涂层基质的第一材料，并且该第一材料中具有第二材料的分散相，其中第二材料基本上不溶于第一材料，所述覆盖涂层是通过阴极溅射沉积的。所述第二材料的分散相在介于轴承材料层和涂层之间的界面处的含量相对较低，并且该含量在涂层表面处向相对较高的含量连续变化，所述覆盖涂层的总厚度在10 μ m到50 μ m范围内。欧洲专利文献EP0435980公开了一种覆盖涂层的示例性实施方案，该覆盖涂层包含:铝-锡复合材料，其具有基本上为纯铝的第一层，其厚度为约2 μ m ;与第一层相邻的为具有铝基质的中间层，在所述铝基质中分散有锡颗粒，其中，所述中间层具有这样的组成:在与第一层相邻的位置处具有铝和约10重量％的锡；锡的含量逐渐增加，并且在厚度为约22 μ m处，锡的含量增至约50重量％ ;该涂层具有基本上由纯锡构成的厚度为约2 μ m的层作为表层。已知，基质中软相的比例(例如，锡在铝中的比例)在朝向涂层表面的方向上增加会使分散在基质中的软相的粒度增加，这会使靠近表面处的涂层的硬度降低并提高适应性。然而，不利的是，制造这种轴承衬需要使用复杂的沉积装置来运行复杂的制造工序，其中，在沉积过程中需要实时精确地控制软相的沉积比例，这对成本、生产的可靠性和产率、以及各沉积装置的生产量而言都是不利的。或者，还已知的是，如美国专利文献US4916026所公开的那样，在涂层沉积过程中，可以通过增加溅射沉积时轴承背衬的温度来提高悬浮于铝基基质中锡颗粒的粒度。然而，不利的是，制造这种轴承衬需要使用复杂的沉积装置来进行复杂的制造工序，其中在沉积过程中需要实时精确地控制温度，这对成本、生产的可靠性和产率、以及各沉积装置的生产量而言都是不利的。另外，不利的是，热容量的差异会对沉积过程中轴承衬所需的温度控制产生影响，因此，具有不同尺寸的轴承衬需要使用不同的沉积工艺，即使对于采用了相同的沉积工艺的标称相同的轴承衬片，由于轴承衬的制造公差不同，因而所沉积的涂层的特性也是不同的。对轴承衬性能的特别挑战性来自于车辆引擎的节油起-停操作，其中，车辆每次停止时发动机也停止，而与此不同的是，在传统操作中，发动机在车辆的整个行程中都保持运行。与在车辆的整个行程中持续运行的传统配置的发动机相比，配置有起-停操作的发动机中发动机的重启频繁程度要高出约一百倍。配置有起-停操作的发动机存在特别问题的原因是，由于发动机轴承通常是由流体动力润滑的，而在发动机起动时，几乎不能或根本不能润滑轴承，从而导致在启动阶段产生特别显著的磨损。因此，在本领域中仍然需要一种改进的轴承衬涂层和相应的制造方法。
技术实现思路
根据本专利技术第一方面，提供了一种轴承衬，该轴承衬具有设置有涂层的轴承背衬层，所述涂层包括第一覆层和第二覆层，所述第一覆层设置在所述轴承背衬层和所述第二覆层之间，所述第一覆层和第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。根据本专利技术第二方面，提供了一种轴承衬，所述轴承衬可以通过以下制备轴承衬的方法得到，所述方法包括:在轴承背衬层上直接或间接地溅射沉积第一覆层；在所述第一覆层上直接溅射沉积第二覆层，所述第一覆层和第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。根据本专利技术第三方面，提供了一种车辆用发动机，所述车辆用发动机包括轴承衬，该轴承衬具有设置有涂层的轴承背衬层，所述涂层包括第一覆层和第二覆层，所述第一覆层设置在所述轴承背衬层和所述第二覆层之间，所述第一覆层和第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。根据本专利技术第四方面，提供了一种制备轴承衬的方法，所述方法包括:在轴承背衬层上直接或间接地溅射沉积第一覆层；在所述第一覆层上直接溅射沉积第二覆层，所述第一覆层和第二覆层各自包含基质材料和软相材料，该软相材料基本上不溶于所述基质并作为软相颗粒分散在所述基质中，其中，以重量计，所述第一覆层中所包含的粒度降低添加剂的比例高于所述第二覆层。根据本专利技术的第五方面，提供了一种粒度降低添加剂的用途，所述用途是用于降低轴承涂层中软相的粒度，所述轴承涂层含有分散于基质中的软相。有利的是，本专利技术可以提供能够通过简单的制造方法高度可靠地制造的轴承衬，而无需使用能够在沉积过程中进行复杂的实时控制的复杂沉积装置。以重量计，所述第一覆层和第二覆层中各自软相材料的比例可小于所述基质材料的比例。以重量计，第一覆层和第二覆层中各自的软相材料的比例可以不超过35%。第二覆层可以基本上不含粒度降低添加剂。所述粒度降低添加剂可以是选自由Co、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：塞德里克·马克·罗格·福蒂纳，若泽·瓦伦廷·利马·萨拉班达，
申请(专利权)人：马勒国际公司，马勒发动机零部件法国有限公司，
类型：
国别省市：
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