[发明专利]滑动轴承复合材料，滑动轴承复合材料的使用，以及制造滑动轴承复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的滑动轴承复合材料。本发明还涉及滑动轴承复合材料的使用以及制造这种滑动轴承复合材料的方法。

背景技术

从DE4004703A1可知的是滑动轴承元件层材料，包括金属支撑层和铝基础轴承材料。铝合金包括1-3wt％镍，0.5-2.5wt％锰，0.02-1.5wt％铜，0.5-20wt％锡以及剩余的含杂质铝。轴承合金进一步包括一定的≤5μm大小的硬质微粒。

在这个层材料中，可以选择纯铝的中间层作为选项以提高在钢背和轴承材料间的粘合性。滑动轴承复合材料有很好的疲劳强度值，可以承担80MPa的负载，以及有很好的防磨损和腐蚀安全值。

以纯铝为中间层的滑动轴承复合材料在高负载(超过80MPa负载)使用的情况下，在层厚度＞80μm时，材料特别是中间层会发生侧向偏离，这通过轴承宽度的增大而导致在轴承壳或者轴衬部位干扰性的轴向凸出，以及甚至因此导致电机的故障。

从DE3640328A1已知的是滑动轴承元件的层材料由铝合金构成，其与DE4004703A1中的铝合金是不同的，它省略了锌部分。

这种铝轴承合金用于轴承材料，使得其在疲劳破裂前的允许负载能力上升到80MPa，这在轴承材料层上可以检测到。

US2002/0104876A1描述了层复合材料由钢背，60-120μm厚的铝基础中间层以及由铝合金轴承金属层构成。轴承金属层包含铅或锡，26％的硅，2％的镁、锰、镍、锡、铜或者铬。更好的中间层包括纯铝或者铝合金比如AlMnCu1。层复合材料的疲劳强度最大值是100MPa。中间层通过热轧制覆层工艺与轴承金属层连接。

所有的层复合材料的生产技术的缺点在于，中间层的材料以及轴承层的材料不能在同一个铸造系统中生产而没有花费提高。

发明内容

本发明的目的在于一种滑动轴承复合材料，其至少与已知的滑动轴承复合材料有相同的疲劳强度值，就制造技术而言更容易生产制造。

本发明通过一个由金属支撑层，铝合金中间层和铝合金轴承层形成的滑动轴承复合材料实现，除了轴承层中附加的软相部分外，其中间层以及轴承层的铝合金成分一致。

两个铝合金成分的一致使得能够在同样的铸造系统中加工两种合金，在从一种合金换成另一种合金时，无需耗时的清洁工艺。

如果除了轴承层附加的软相部分外，加在中间层和轴承层的铝合金中铝的成分的量相同的话，在同一铸造系统的制造方法是特别简单的。铝合金的铝部分负担轴承层中的软相部分。因此，中间层的材料可以首先铸造，为了制造轴承层材料，只有附加的软相部分必须加在迄今已经加工的铝合金上，并且铝部分被削减同样的部分。

铅，锡和/或铋是首选的软相部分材料。

软相部分最好占全部铝合金的5-20wt％，特别是8-15wt％以及特别是≥8-12wt.％。

当在软相部分使用锡时，首选范围是9-11wt.％。

下述铝合金是制造中间层和轴承层的首选材料：

1.0-3wt.％Ni、0.5-2.5wt.％Mn、0.02-1.5wt.％Cu，剩余部分是含通常可允许的杂质的铝，这里，轴承层的铝合金附加地包含软相部分；

0.5-2.5wt.％Cu、0.1-1.5wt.％Mn，剩余部分是含通常可允许的杂质的铝，这里，轴承层的铝合金附加地包含软相部分；

2.0-3.0wt.％Si、0.3-1.0wt.％Cu、0.1-0.3wt.％Cr，剩余部分是含通常可允许的杂质的铝，这里，轴承层的铝合金附加地包含软相部分；

0.2-2.0wt.％Si、Cu、Mn和/或Ni，剩余部分是含通常可允许的杂质的铝，这里，轴承层的铝合金附加地包含软相部分；

1-6wt.％Si，可选地0.05-5wt.％的至少如下元素中的一种：Ni、Mn、Cr、Cu、Ti，剩余部分是含通常可允许的杂质的铝，这里，轴承层的铝合金附加地包含软相部分。

这里显示了滑动轴承复合材料的疲劳强度高于80MPa，且中间层正如纯铝中间层的情况中那样不会侧向积压出来。

如果中间层中包含直径1-10μm的硬质微粒，以及轴承层包括1-15μm的硬质微粒，这是非常有优势的。这种情况下，在中间层有直径直至10μm的硬质微粒的部分达到95％，在轴承层有直径直至15μm的硬质微粒的部分达到95％。

硬质微粒包括Si微粒以及以由AlNi、AlNiMn或AlMn构成的金属间相。