[发明专利]滑动轴承复合材料

说明书

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。