[发明专利]滑动轴承元件

说明书

本发明涉及一种滑动轴承元件(1)，包括由至少一种第一锡基合金构成的至少一个滑动层(4)和由至少一种另外的锡基合金构成的至少一个另外的层(5)，所述第一锡基合金和所述另外的锡基合金包含选自以下组中的至少一种元素，所述组包括：Cu、Ni、Ag、Sb、As、Pb、Bi、Te、Tl，和/或包含非金属颗粒。所述第一锡基合金具有至少为5并且最高为25的强度指数FI，并且所述另外的锡基合金具有至少为0.3并且最高为3的强度指数(FI)，所述滑动层(4)的强度指数至少是所述另外的层(5)的强度指数的五倍，所述强度指数FI通过公式来定义，公式中C表示元素Cu、Ni、Ag中的至少一种，S表示Sb和/或非金属颗粒，B表示元素Pb、Bi、Te、Tl中的至少一种，而ω表示锡基合金分别配设给字母C、S和B的组成成分的总份额。

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承元件、特别是径向滑动轴承元件。

背景技术

锡基合金作为所谓的运行层或滑动层在发动机工业的滑动轴承中的应用是长期以来就已知的。例如对此可以参考GB 566 360 A(Sn-Cu合计，具有75％至99.75％的Sn)、DE82 06 353 U1(白色金属，具有最多按重量2％的Cu以及必要时少量的As、Ni和Cd)、DE 19728 777 C2(按重量3％至20％的铜，其余为锡)、DE 199 63 385 C1(锡基质具有嵌入的Sn-Cu颗粒，所述Sn-Cu颗粒包括按重量39％至55％的铜并且其余为Sn)、AT 509 112 A1和dieAT 509 111 A1(锡基合金，具有最高按重量20％的Sb、最高按重量10％的Cu和总和最高为按重量1.5％的Pb和Bi，其中Sb和Cu的总份额在按重量2％至22％之间，并且β锡晶粒具有确定的定向或确定的粒度)。

在现有技术中还记载了其他用于构成所谓的亮锡(Zinn-Flash)的锡或锡合金。例如，US 6,000,853 A记载了，所述亮锡是滑动轴承上的一种厚度小于1μm的保护层，所述保护层用作防氧化的表面保护结构并且改进滑动面的视觉外观。亮锡在滑动轴承首次使用时从轴上除去，因为这种亮锡过软。通过亮锡可以实现对磨合特性的一定改进，但实际的磨合层是位于亮锡下面的滑动层，所述滑动层实现了摩擦副几何上的适配。与此不同，US 6,000,853 A记载了一种约5μm厚的由纯锡组成的功能层。这种功能层设置在铅基合金上。由此在接触面上形成具有相应明显降低的耐高温性的共熔合金。此外，通过与铅材料的直接接触还会出现铅的互扩散。

DE 100 54 461 C2记载了一种多层滑动轴承，具有由锡基合金连同强化金属和/或无机颗粒组成的覆盖层，这里，在关于厚度的中间区域的含量较高，而在表面区域中含量为零或小于中央的含量。

通常，由锡基合金构成多层滑动轴承能够令人满意地完成对其提出的任务。对于一些特殊的应用，如例如高速运行的发动机(约1000转/分钟至3000转/分钟)，例如载重汽车发动机、燃气发动机、用于矿山应用或船舶应用的发动机，以及对于中速运行的发动机(约300转/分钟至1000转分钟)，例如在船舶和发电应用中的发动机，就是说通常是高载荷的径向滑动轴承，由于高载荷，在径向内表面上使用强化的表面涂层。这里，通常在涂层之前，在涂层的表面上描绘表面状态。精钻沟纹或拉削沟纹此时会导致沿径向方向或轴向方向形成表面的波纹度。这种波纹度特别是对于强化的表面涂层会导致在运行开始时出现极高的局部载荷。由于表面的不平度，轴主要由沟纹顶端经由仅非常薄的、在一些情况下甚至破裂的油膜支承。同时，强化的涂层的高耐磨强度会导致，轴承表面与轴的希望的适配(磨合磨损)过慢或只能以不足的程度出现。在延长的磨合磨损阶段中，可能由于表面涂层因为不完整的承重比率(Traganteil)导致的过载而出现疲劳、裂缝和/或断裂形式的不可逆的损伤。

发明内容

本发明的目的在于，在高载荷的径向滑动轴承的磨合阶段降低或避免滑动层的局部过载。高载荷的径向滑动轴承特别是在高速运行和中速运行的马达(对应于前面说明的实施形式)中使用的径向滑动轴承。