[发明专利]制造滑动轴承的方法

说明书

本发明涉及一种使滑动轴承电镀有掺入到金属基体内的硬微粒的复合层的方法，并且更特别地但不排他地涉及轴承壳和止推垫圈。

背景

轴颈发动机轴承(journaled engine bearing)的轴承壳通常包含强力钢背衬层、内衬层以及提供轴颈轴的运行表面的覆盖层，例如中空的通常半圆柱形的钢背衬层、铜基合金内衬层、以及在内表面上的锡、锡基合金或复合覆盖层。

提供轴承内衬中的层特别是覆盖层的增加的耐磨损性和改善轴承内衬中的层特别是覆盖层的疲劳强度是期望的。对轴承覆盖层性能的特别挑战通过交通工具发动机的配置来提供，以通过使用停止-启动运行节省燃料，其中每次交通工具停止，发动机会停止，这与其中在交通工具的全部行程中发动机被保持运行的常规的发动机运行相反。与在全部的每个交通工具行程中连续地运行的常规配置的发动机比较，被配置用于停止-启动运行的发动机可以更频繁地超过100倍地重新启动其发动机。被配置用于停止-启动运行的发动机所呈现的特定的问题产生，因为发动机轴承通常是流体动力学润滑的，当发动机启动时最初几乎没有或没有润滑被提供到轴承，在启动阶段期间导致特别明显的磨损。

已经提出通过使硬的无机微粒结合到轴承覆盖层内以增加发动机轴承的耐磨损性，所述硬的无机微粒实质上不溶于电镀电解质。示例性的材料为使氧化铝、氮化硅、碳化硅或碳化硼硬微粒结合到锡基合金基体内。然而，通过常规的电镀技术生产具有高浓度的硬微粒的这样的复合层是困难的，特别是在锡基合金基体中(例如至少50％重量的锡)，并且最特别地是在纯的锡基体的情况下。

公开内容概述

根据第一方面，提供了制造滑动轴承的方法，所述方法包括：在电解质中提供基材作为阴极，硬微粒被悬浮在所述电解质内；以及通过向所述基材应用重复周期的偏压脉冲来沉积被嵌入金属基体中的硬微粒的复合层，其中每个周期包括高阴极偏压部分和另外的偏压部分，所述另外的偏压部分选自由以下组成的组：低阴极偏压部分、零阴极偏压部分以及阳极偏压部分。

根据第二方面，提供了根据第一方面的方法来制造的滑动轴承。

根据第三方面，提供了包括滑动轴承的发动机，所述滑动轴承根据第一方面来制造。

所述方法还可以包括搅动电解质以便以悬浮体的方式保持硬微粒。

另外的偏压部分可以是低阴极偏压部分。

高阴极偏压部分可以具有低阴极偏压部分的至少125％的偏压。

另外的偏压部分可以是零阴极偏压部分。

另外的偏压部分可以是阳极偏压部分。

阳极偏压部分的绝对值可以在高阴极偏压部分的绝对值的0.25倍和3.0倍之间(即在量值的0.25倍和3.0倍之间，但具有相反的极性)。

重复周期可以具有锯齿状曲线，其中每个周期包括单调递增的阴极偏压。

脉冲周期可以具有5ms至200ms的时长，并且优选地具有10ms至100ms的时长。

高阴极偏压部分可以由脉冲周期的10％至95％组成。

高阴极偏压部分可以具有0.5A/dm²至10A/dm²的峰值电流密度。

周期的平均阴极电流密度低于5A/dm²。

硬微粒可以选自由以下组成的组：TiCN、SiC、NbC、Si₃N₄、Al₂O₃、TiN、以及B₄C。

悬浮体可以包含每升电解质20g至200g的硬微粒，并且优选地每升40g至100g。

金属基体可以是除去附带杂质的纯金属。

金属基体可以是除去附带杂质的纯Sn。

金属基体可以是除去附带杂质的金属合金。

金属基体可以是除去附带杂质的Sn基合金。

电解质可以是甲磺酸锡电解质。

电解质可以包含15g/l至80g/l的Sn。

电解质可以包含增白剂(brightener)。

滑动轴承可以是轴承壳或止推垫圈。

附图简要说明

本发明的实施方案在下文中参照附图被进一步描述，附图中：

·图1示出轴承壳的示意图；

·图2示出第一偏压脉冲曲线；

·图3示出具有结合到Sn金属基体内的B₄C硬微粒的覆盖层的滑动轴承的截面的SEM显微照片；并且

·图4示出第二偏压脉冲曲线；并且

·图5示出第三偏压脉冲曲线。