[发明专利]制造无铅镀铝滑动轴承的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造铝铁硅合金滑动轴承的方法。本发明还进一步涉及一种具有铝铁硅合金的滑动面的滑动轴承。

背景技术

在滑动轴承特别是用于内燃机的连杆轴承的生产过程中，必需使用具有高耐磨性能的材料。此外，这种合金具有极易获得且价格低廉的特性，可以方便地使用。而且，该滑动轴承的材料有合适的硬度，能够理想地确保发动机中硬粒子（污染物）良好的可嵌入性。

     在过去，合金曾被频繁的使用于滑动轴承，随着越来越多合金元素的添加，滑动轴承的化学成分也越来越复杂。关于应用于发动机的一对滑动组件，DE10 2005 047 0037A1的德国专利公开了一种用于液压系统或内燃机的铝基合金滑动元件，其需要在混合/边界摩擦条件下和/或流体力学的摩擦状况下运行，也包括空运行，能有这样的特点在于它在材料的体积上和/或铝基合金的摩擦表面上含有至少质量分数为80%的铝。

US2003/0185701A1描述了一种铝铁钒硅合金产品的制造方法，所述方法得到的合金能够具有高强度和高耐磨性。在这个申请中，对主要金属间相进行改性，同样对枝晶间硅化物相进行改性，加入镁元素或含镁合金对熔体进行改性。DE 10 2004 025 557 A1和US 2009-0245702 A1阐述了进一步的现有技术。

发明内容

本发明意在提供一种滑动轴承的制造方法，其所使用的合金与传统的镀层无铅铝材料相比，具有更简单的化组成分和简洁的制造方法，同时滑动性能还得以改善。

该主旨将通过权利要求1所述的方法得到解决。

根据前述，一种滑动轴承通过将铝铁硅合金轧制到钢背上制造得到。铝铁硅合金密度低，这对于生产的组件是有利的，因为这也就意味着组件的重量轻。此外，铝铁硅合金具有适中的硬度，这对于应用于滑动轴承是有利的，因为这意味着与滑动轴承接触的材料损耗很少。而且，所述材料价格便宜，所述合金因其组成也容易生产。

权利要求2-11描述了本发明所述方法的优选实施方式。

优选的是，所述合金包含高达10%的铁和高达3%的硅。所有文本中所涉及的%为重量百分含量。通过所述方法，使得所得到的合金的最终硬度可以调整。

按照本发明，铁和硅的比例为2:1至4：1。最终可以形成铁硅化物和铝-铁化合物，这取决于所需要的最终硬度，材料所需的最终硬度是可以选择性的调整的。

优选的是，所述铝-铁-硅合金包含高达20%，更优选的是高达15%的锡。从而，对于使用的滑动轴承的滑动性能和机械性能可以调整。

优选的是，所述铝-铁-硅合金包含高达1%的锶和/或钠；更优选的是，包含0.2%的锶和/或钠，再优选的是0.02-0.05%的锶和/或钠。铁硅化物和铝-铁化合物的沉淀行为可以因此得到改善。特别是在铸造过程中，沉淀物的形状和尺寸可以得到调节。而且，还能得到铁硅化物粒子和铝-铁化合物粒子尽可能均一的分布，这样会使材料具有均一的机械性能。然而当量大生产时，钠的添加会产生更精细的沉淀物（例如，见FOSECO公开的“Schmelzbehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen mit MTS”）。此外，可以获得的高导热系数大约能接近于纯铝的导热系数，这会使得在混合摩擦条件下有更好的散热。

优选的是，所述钢背优选包含C10或C22钢。在这类材料上轧制（电镀）铝-铁-硅合金的材料价格便宜，易于得到，并且具有良好的机械性能特别是高强度的优点。

所述方法的另一个优选实施例包含下列步骤：

（A）   熔化铝-铁-硅合金材料，

（B）   对步骤（A）得到的材料进行铸造，

（C）   对步骤（B）得到的材料进行加热，

（D）   对步骤（C）得到的材料进行轧制，

（E）    将步骤（D）轧制得到的材料轧制到钢支架上然后形成至少一部分钢背，

（F）    对步骤（E）得到的材料进行加热，

（G）   可选择地：对步骤（F）得到的材料进行塑形。

本发明所述方法的一个优点是，可以通过该方法步骤，轻易地控制生产的材料的后续硬度。如上所述，需要合适的硬度，因此按照这种方法生产的材料能够很好的适应所需。此外，所有的步骤在工业应用中很容易实施，这也就意味着实施该方法所需的成本相对很低。

优选的是，通过连续的铸造过程，步骤（B）中的材料被铸造成绞线。其优点是这样的绞线能够很好地应用于工业生产。