滑动轴承复合材料
专利汇可以提供滑动轴承复合材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 滑动 轴承 复合材料 ，用于制造 滑动轴承 元件、尤其是 发动机 应用的滑动轴承套和滑动轴承瓦，具有一个用 钢 制成的承载层和一个施加在该承载层上的 铜 基、尤其是铜－ 锡 或铜－锌基轴承 合金 层，并且具有一个喷 镀 在该轴承合金层上的 铝 基摩擦层；为了改善磨合特性，在喷镀的摩擦层上施加一个附加的磨合层，该附加的磨合层或者是一个构造在摩擦层的表面上的厚度为1－5μm的 磷酸 锌层，或者是一个喷镀在摩擦层上的、但比该摩擦层软的、由锡、铋、 银 或它们的合金构成的厚度为1－5μm的层，或者是一个厚度小于10μm的 聚合物 基滑动漆层。，下面是滑动轴承复合材料专利的具体信息内容。
1.滑动轴承复合材料，用于制造滑动轴承元件、尤其是发动机应用的滑 动轴承套和滑动轴承瓦，具有一个用钢制成的承载层和一个施加在该承载 层上的铜基、尤其是铜-锡或铜-锌基轴承合金层，并且具有一个喷镀在该轴 承合金层上的铝基摩擦层，其特征在于：在该喷镀的摩擦层上施加一个附 加的磨合层，该附加的磨合层或者是一个构造在该摩擦层的表面上的厚度 为1-5μm的磷酸锌层，或者是一个喷镀在该摩擦层上的、但比该摩擦层软 的、由锡、铋、银或它们的合金构成的厚度为1-5μm的层，或者是一个厚 度小于10μm的聚合物基滑动漆层。
2.根据权利要求1的滑动轴承复合材料，其特征在于：该轴承合金层是 铜-锌合金，该铜-锌合金具有10-32重量百分比的Zn、尤其是具有10-25重 量百分比的Zn并且尤其是具有1-8重量百分比的Ni。
3.根据权利要求1或2的滑动轴承复合材料，其特征在于：该轴承合金 层构造得不含铅。
4.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该轴承 合金层的硬度取值为110-150HV 0.002、尤其是110-140HV 0.002、特别是 110-130HV 0.002。
5.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该摩擦 层由铝-锡合金构成，该铝-锡合金具有20-30重量百分比的Sn、尤其是具有 20-26重量百分比的Sn。
6.根据权利要求5的滑动轴承复合材料，其特征在于：该铝-锡合金包 含各可达2重量百分比的Ni、Si、Mn和杂质引起的各可达0.5重量百分比 的、但总量不多于1重量百分比的组成部分。
7.根据权利要求5或6的滑动轴承复合材料，其特征在于：该铝-锡合 金具有成分AlSn(20-30)Cu(2.3-2.8)、尤其是AlSn(23-27)Cu(2.3-2.8)或 AlSn20Cu。
8.根据权利要求1至4中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该摩 擦层由铝-锌合金构成，该铝-锌合金具有3-6重量百分比的锌，必要时具有 1-5重量百分比、尤其是2-4重量百分比的铋。
9.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该滑动 漆层不含PTFE并且基于PAI基来构造。
10.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该滑 动漆层具有至多10μm、尤其是至多8μm、更尤其是至多6μm的厚度。
11.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该滑 动漆层包含5-15重量百分比的硫化锌或硫酸钡、5-15重量百分比的石墨和 5-15重量百分比的TiO2；硫化锌或硫酸钡和TiO2以≤0.7μm的颗粒大小存 在。
12.根据权利要求11的滑动轴承复合材料，其特征在于：硫化锌或硫酸 钡、石墨和TiO2各以7-13重量百分比存在。
13.根据权利要求11或12的滑动轴承复合材料，其特征在于：硫化锌 或硫酸钡和石墨各与TiO2按重量百分比计算的比例取值为0.6-1.4、尤其是 0.7-1.3。
14.根据权利要求11、12或13的滑动轴承复合材料，其特征在于：硫 化锌或硫酸钡和TiO2以≤0.6μm、尤其是≤0.5μm的颗粒大小存在。
15.根据权利要求11、12、13或14的滑动轴承复合材料，其特征在于： 硫化锌或硫酸钡和TiO2的颗粒大小D50-值处于200nm到500nm之间。
16.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该漆 层不含氟聚合物。
17.根据上述权利要求中一项的滑动轴承复合材料，其特征在于：该漆 层作为具有溶解的PAI的溶液被施加上、尤其是被喷洒上。
18.滑动轴承瓦，该滑动轴承瓦用根据上述权利要求中一项或多项的滑 动轴承复合材料来制造。
19.根据权利要求18的滑动轴承瓦的应用，该滑动轴承瓦在内燃发动机 中作为连杆轴承瓦或曲轴轴承瓦使用。
20.滑动轴承套，该滑动轴承套用根据上述权利要求1至17中一项或多 项的滑动轴承复合材料来制造。
21.根据权利要求20的滑动轴承套的应用，该滑动轴承套在内燃发动机 中作为连杆轴承套使用。
本发明涉及一种滑动轴承复合材料，用于制造滑动轴承元件、尤其是 发动机应用的滑动轴承套和滑动轴承瓦，具有一个用钢制成的承载层和一 个施加在该承载层上的铜基、尤其是铜-锡或铜-锌基轴承合金层，并且具有 一个喷镀在该轴承合金层上的铝基摩擦层。
上面所述类型的具有一个喷镀的铝基摩擦层的滑动轴承复合材料已经 多次公开，例如已由DE 10360818A公开。通过在进行承载的轴承合金层 上设置一个喷镀层实现滑动轴承复合材料以及用此制造的滑动元件的高的 硬度和耐磨损性。
当开头谈到滑动轴承套时，则对此原则上虽然理解为本身任意滑动轴 承应用的任何滚压的滑动轴承套。但所述滑动轴承复合材料尤其适用于制 造承受高负载的连杆轴承套，即用于在发动机连杆的小连杆孔中支承活塞 销的套。在那里，滑动轴承套经受极限温度和负载，但经受反而适度的滑 动速度。
当前面谈到发动机应用的滑动轴承瓦时，则对此理解为用于分体式支 承部位的通常弯曲成半圆形状的瓦，尤其是用于在内燃机中在曲柄销上支 承连杆或在曲轴箱中支承曲轴的瓦。在这些应用中工作温度比在连杆轴承 套中小。但滑动速度与此相比明显高。
虽然具有喷镀的滑动层或摩擦层的滑动轴承复合材料适用于内燃机工 作中的最高负载，但是对于磨合特性方面的改善仍然存在潜力，即如果由 滑动轴承元件和滑动方组成的副彼此相适应。即使在缺少润滑下的工作中 仍可改善。
因此，本发明的任务在于，改善具有硬的喷镀的摩擦层的滑动轴承复 合材料的磨合特性。
根据本发明，该任务在所述类型的滑动轴承复合材料中这样来解决： 在喷镀的摩擦层上施加一个附加的磨合层，该附加的磨合层或者是一个构 造在摩擦层的表面上的厚度为1-5μm的磷酸锌层，或者是一个喷镀在摩擦 层上的、但比该摩擦层软的、由锡、铋、银或它们的合金构成的厚度为1-5μm 的层，或者是一个厚度小于10μm的聚合物基滑动漆层。
因此，根据本发明提出，满足摩擦学上有利的表面性质的最高要求的 所述喷镀的摩擦层不是被设置直接用于与滑动方接触，而是在该硬的摩擦 层上设置一个附加的磨合层。滑动轴承中的磨合层本身已经公知；但其在 具有喷镀的摩擦层的高级滑动轴承中已被放弃，因为假定了喷镀的摩擦层 的高级性能由此会受到消极影响。
但是现在已经被证实，这没有表现出缺点并且对这种滑动轴承复合材 料或者用此制造的滑动轴承元件、尤其是内燃发动机中的连杆轴承套、连 杆轴承瓦和曲轴轴承瓦的工作特性没有消极影响，而是对其产生积极支持， 其方式是这些滑动轴承元件的磨合特性已被改善。
根据第一本发明方案，如果在喷镀的摩擦层上或在喷镀的摩擦层中构 造一个磷酸锌层，则这可通过将滑动轴承复合材料或者优选已经形成最终 形状的滑动轴承元件、尤其是滑动轴承套和滑动轴承瓦浸入到磷酸盐处理 溶液中来实现，这如基本上已由EP 0399425B1所公知的那样。
根据另一个本发明方案，作为磨合层可使用另一个喷镀的层，但该层 比摩擦层软，以便可执行作为磨合层的功能。
根据第三本发明方案，也可使用薄的聚合物基磨合层。该滑动漆层的 其它优选成分由从属权利要求中得到。
滑动漆层优选不含PTFE并且基于PAI(聚酰胺酰亚胺)基来构造。该 滑动漆层具有优选小于10μm、尤其是至多8μm、特别是至多6μm的厚度。
滑动漆层有利地包含5-15重量百分比的硫化锌、5-15重量百分比的石 墨和5-15重量百分比的TiO2，其中，硫化锌和TiO2以≤0.7μm的颗粒大小 存在。代替硫化锌也可使用硫酸钡。
根据本发明已经确定，本身在其摩擦学性能方面可靠的PTFE在PAI (聚酰胺酰亚胺)基漆层中恰恰在薄涂层的情况下使与轴承合金层的连接 变难或者不含PTFE的漆层即使当该漆层非常薄时也可明显更好地保持在 喷镀的摩擦层上，更确切地说即使在较强的负载下。此外，在承受负荷区 域中与PAI共同作用地各添加硫化锌、石墨和二氧化钛被证实是极其合适 的。硫化锌是良好的固体润滑材料，该固体润滑材料对干燥不敏感。而对 此较敏感的石墨具有良好的导热能力并且能够将产生的摩擦热量在朝轴承 合金层和金属支撑层的方向上导出。而二氧化钛赋予必需的耐磨损性。由 此，通过这些组分提供一个在摩擦学上考察即使是在混合摩擦的条件下(高 负载，产生的摩擦热量，干燥)也合适的系统。
已经被证实有利的是，硫化锌、石墨和TiO2各以7-13重量百分比存在。 被证实也符合目的的是，硫化锌和石墨各与TiO2按重量百分比计算的比例 在0.6到1.4之间、尤其是在0.7到1.3之间取值。在优选情况下提出，在 漆层中设置按重量百分比计算的大致相同量的硫化锌、石墨和TiO2。
在与轴承合金层良好连接方面被证实有利的是，漆层不含氟聚合物。
此外，被证实有利的是，PAI易于溶解，例如在NMP中(大约1∶1的 比例)，并且因此漆层可作为溶液被施加上、尤其是被喷洒上。
硫化锌和二氧化钛优选作为非常细的微粒存在，因为由此可实现这些 物质非常“紧密地”、匀质地分布在由PAI构成的母体中。它们优选具有 200nm到500nm之间的颗粒大小D50-值。上述微粒大小D-50值表示这样 的微粒大小：就该微粒大小而言，所涉及物质的50重量百分比以比该微粒 大小大的微粒大小存在并且50重量百分比以比该微粒大小小的微粒大小存 在。
虽然本发明不排除除了PAI之外作为漆层的形成母体的塑料组分之外 还允许包含一种或多种其它形成母体的塑料。但它们的含量取值不多于在 漆层中PAI含量的20重量百分比、尤其是不多于10重量百分比。优选母 体以100％的PAI构成。漆层有利地由权利要求11中描述的组分组成。
此外，由从属权利要求中得出轴承合金层和摩擦层的优选成分。
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