[发明专利]轴承材料、轴承和方法

说明书

在用于诸如曲轴主轴承的滑动轴颈轴承的轴承零件中，轴承壳4支撑滑动层或覆盖层12。覆盖层是聚酰胺‑酰亚胺聚合物，其中聚合物的胺含量包括至少一种氟化二胺和至少一种非氟化二胺。制备轴承材料的方法包括使酸酐单体、氟化二胺和非氟化二胺共聚以形成轴承滑动表面的聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料的步骤。所述滑动表面还可以在聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料的基质内包括填充材料。

技术领域

本发明涉及轴承材料、制备轴承材料的方法以及包括轴承材料的轴承或轴承元件。尤其，本发明涉及用于形成滑动轴承的运行表面或滑动表面的改进的塑料轴承材料。采用本发明的轴承材料和元件尤其适用于汽车环境，包括用于支撑旋转或滑动的发动机部件，以及用作其它可旋转或可滑动部件(例如止推垫圈和法兰轴承组件)或这些部件的一部分。

背景技术

通常已知轴承元件，其包括钢背、基底层和滑动层(或覆盖层或运行层)。这些通常用于诸如内燃机的发动机中，例如作为曲轴和/或凸轮轴支撑轴承、连接杆中的大端轴承和小端衬套。它们也可用作止推垫圈(轴向轴承)。

例如，用作内燃机中的曲轴轴颈轴承的滑动轴承通常为半圆柱形并具有分层结构。这种结构通常包括：由诸如钢的强背衬材料制成的背衬，厚度在约1mm以上的区域；第一轴承材料的衬层，其粘附到背衬上，厚度约0.1至0.5mm；以及第二轴承材料层，其粘附到第一轴承材料的表面并具有小于约40μm厚度。第二轴承材料的表面与配合的轴颈表面形成实际的运行或滑动表面。

背衬在例如安装在主轴承壳体或连杆大端时提供了轴承壳体的强度和抗变形能力。

如果第二轴承材料的层因任何原因而被磨损，并且防止轴颈表面与强背衬材料接触，则第一轴承材料层可以提供合适的轴承运行特性。它还粘合到背衬上，支撑并结合到第二轴承材料。第一轴承材料通常可以是铝基合金或铜基合金。诸如青铜的铜基合金通常用于更高负载的轴承中以为第二轴承材料层提供额外的支撑。

与轴颈配合的第二轴承材料层也可以称为覆层或覆盖层。通常，这是由相对柔软的金属层形成的，以提供一致性(轴承适应轴承的表面和轴颈之间小的不对准的能力)和嵌入性(防止可能在润滑油中循环的碎屑或污垢颗粒因这种碎屑嵌入到轴承表面中而划痕或损坏轴颈表面)。

最近，已经使用了包括塑料聚合物材料的基质的轴承覆盖层。在WO2004/113749和WO2010/066396中描述了实施例。这种覆盖材料通常基于含有各种填料的聚酰胺-酰亚胺(PAI)基质，例如硬质增强颗粒，固体润滑剂材料的软颗粒和其它组分，如金属颗粒。硬质增强颗粒可以包括陶瓷或金属氧化物颗粒。固体润滑剂可以包括诸如石墨或二硫化钼的材料。金属颗粒可以包括铝颗粒，例如铝薄片。

PAI材料已被证明能够提供坚固有效的轴承材料，包括在现代内燃机的侵蚀性条件下为减少燃料消耗，停机-启动操作需要典型的发动机经历大量增加的停机-启动操作。每当发动机重新启动时，全液力润滑可能不到位，因此，诸如曲轴轴承这样的轴承需要能够承受更多数量的非流体动力学润滑的启动操作。已证明具有合适填料的PAI轴承能够在这种条件下生存，但较软的塑料材料不能提供足够的耐磨性以用作轴承覆盖材料。

因此，PAI轴承材料提供良好的性能，包括适应性和可嵌入性，但是本发明的申请人已经发现，有利地可以提高PAI轴承材料和包括这些材料的轴承的性能。

发明内容

本发明提供了一种轴承材料、轴承元件和用于制备轴承材料的方法，如所附独立权利要求限定的，现在应参考。本发明的一些优选或有利的特征在从属权利要求中列出。

在第一方面，本发明因而可以提供轴承材料，其包含聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料，其中在聚合物的胺含量方面，聚合物包含一种或多种氟化二胺和一种或多种非氟化二胺。