[发明专利]滑动轴承复合材料

说明书

本发明涉及金属滑动轴承复合材料(2)，含有承载层(4)，特别是钢承载层，含有锡或铝或镍或锌或其组合的铜基层(6)以及含有朝向滑动偶件的喷镀的摩擦层(8)，特别是基于铝的摩擦层；为了能够经济地制备材料，本发明建议，铜基层(6)是喷镀的层并且具有至少20μm的厚度，铜基层(6)直接喷镀到承载层(4)上或喷镀到直接施加在承载层(4)上的厚度为小于20μm的中间层上。此外，本发明涉及制备滑动轴承复合材料的方法。

本发明涉及金属滑动轴承复合材料，包括承载层，特别是钢承载层，含有锡或铝或镍或锌或其组合的铜基层以及包括朝向滑动偶件的喷镀的摩擦层，特别是基于铝的摩擦层。

这种滑动轴承复合材料是已知的。其典型地用于机动车工业中的发动机和接近发动机的场合中，例如用于制造曲柄轴承瓦和联杆轴承瓦和套。

由具有喷镀的摩擦层的滑动轴承复合材料制成的滑动轴承特别是在高负荷下使用时证明是有利的。由于在前面描述的结构，滑动轴承也称为所谓的“三元金属轴承”，虽然其可以具有其它的极薄的大部分基于镍的中间结合层和/或扩散阻挡层。在典型的前述的滑动轴承复合材料中，布置在承载层和摩擦层之间的铜基层通常称为轴承金属层；它具有大多高于150μm的显著的厚度并且烧结、镀覆或浇注在承载层上。在这种轴承金属层上，根据其组成，可以施加厚度仅有几个μm的薄的扩散阻挡层。在这种扩散阻挡层上喷镀通常基于铝的摩擦层。如果在此说到喷镀，则将其理解为涂敷过程，其中通过用离子射击从固体(靶)击打出原子，该原子在一定程度上转变成气相和然后沉积在待涂敷的基体上。喷镀经常也称为阴极雾化，因为固体在此过程中是连接在阴极。喷镀层或经喷镀的层由此通过在基体上尽可能均匀的沉积而构建。

本发明基于的任务是，以简单经济的方式制备前述类型的滑动轴承复合材料。

该任务通过一种滑动轴承复合材料得以解决，根据本发明其特征在于，铜基层是喷镀的层并且具有至少20μm的厚度和铜基层直接喷镀到承载层上或喷镀到直接施加在承载层上的厚度为小于20μm，特别是小于10μm的中间层上。

通过本发明令人意外地发现，在前述的滑动轴承复合材料中相对较厚的烧结、镀覆或浇注上的基于铜的轴承金属层可以舍弃掉或用相对较薄的喷镀上的铜基层代替。由此在可以使用的合金组成方面也绕过了迄今使用的烧结、浇注和镀覆方法的限定性限制。与滑动轴承复合材料范围中典型喷镀层的厚度相比，喷镀上的铜基层以至少20μm，优选至少25μm，更优选至少30μm是出乎寻常地厚。铜基层已经具有20μm-80μm，特别是25μm-70μm，更特别是30μm-70μm，尤其是30μm-60μm，更尤其是30μm-50μm的优选厚度。但是，与前述的烧结、镀覆或浇注上的轴承金属层相比，喷镀上的铜基层的层厚度更低。

通过本发明确认到的是，铜基合金与铝基合金相比，可以更快地以喷镀方法构造并且其在本发明意义上可以用于极其经济地制造所要求结构的滑动轴承复合材料。如果在构造成多室设备的喷镀设备中制备所述两个被喷镀的层，这样提供了如下的可能性，即可以在等待时间最小化情况下制备滑动轴承复合材料，是通过在大致喷镀摩擦层相同的时间内在喷镀设备的初步整理的室中施加与其相比明显更厚的铜基层。由此在执行喷镀过程中不会导致不希望的等待时间。如果提供合适的多室设备，铜基层的施加也可以在两个可以相互并联驱动的室中执行，它们交替地进行装填或清空并初步整理后面的室用于喷镀摩擦层。由此也可以设想在适当选择层厚度和喷镀时间情况下连续的无等待时间的制备。根据本发明，可以完全舍弃传统的烧结、镀覆或浇注上的厚的轴承金属层，这带来了显著的材料节省并且也明显降低了制造成本。此外，意外地发现，与传统的镀覆的、烧结的或浇注上的轴承金属层相比相对较薄的喷镀的铜基层具有良好的颗粒相容性和良好的匹配性以及良好的防摩擦性能，这不是容易想到的。

根据本发明的一个优选实施方案，形成CuSn(3-10)Ni(0-18)-合金，特别是CuSn(3-10)Ni(5-18)-合金，尤其CuSn(5-7)Ni(8-10)-合金或CuSn(7-10)Ni(13-16)–合金的铜基层，特别是形成CuSn6Ni9或CuSn8Ni15-合金的铜基层。在本发明的替选实施方案中，形成CuAl(4-10)-合金或CuZn(10-35)-合金的铜基层。