[发明专利]一种由铜锌合金制成的滑动元件

说明书

本发明涉及一种由铜锌合金制成的滑动元件，其中铜锌合金包含以下成分(以重量百分比计)：60.0％至64.0％的Cu，0.2％至0.5％的Si，0.6％至1.2％的Fe，可选地最多1.5％的Sn，可选地最多0.25％的Pb，可选地最多0.08％的P，其余为锌和不可避免的杂质，铜‑锌合金具有含有α相和β相的晶体结构，并且α相的体积含量至少为90％，其中铁硅化物嵌入晶体结构中。

本发明涉及一种由铜锌合金制成的滑动元件。

由铜-锌合金构成的滑动元件，例如可用在内燃机中连杆的两个轴承位置。随着现代发动机的发展，对滑动元件的材料的技术要求变得越来越高。法律要件还要求将材料中铅的比例降至最低。同时，降低滑动元件成本的压力正在增加。

已知的用于滑动元件的铜锌合金是CuZn31Si1。可以向合金中加入高达0.8％重量的铅，以改善材料的切削加工性。该合金中高含量的铜使滑动元件价格昂贵。此外，当该合金在以后承受现代发动机中普遍存在的应力的情况下，则耐磨微观结构组分的接触面积比太低。

从文献EP1 158 062 B1中获知一种无铅铜锌铝锻造材料，其对于滑动元件具有非常有利的机械性能。然而，其低导热性妨碍了连续铸造的速度经济性。

此外，文献DE 10 2007 029 991 B4公开了一种用于高应力滑动元件的铜锌合金。该材料具有耐磨微观结构，该微观结构具有由α相组成的基质，其中嵌入岛状β相和硬质混合硅化物。该材料具有优异的组合性能，但其复杂的微观结构需要复杂和谨慎的工艺条件。

特定形式的滑动元件是滑动轴承衬套。在滑动轴承衬套中，基于不同的生产路线区分轧制衬套和车削衬套。

通过适当尺寸的条带形成空心圆柱体并连接邻接的条带边缘，轧制衬套由带状半成品部件制成。初始材料优选通过带铸法生产。这里，相对薄的条带以铸造的形式被铸成。在没有热成型的情况下通过几个冷成型步骤将其轧制成最终尺寸，如果需要，可以进行中间热处理。因此使用的合金必须易于浇铸并且能够非常容易地冷成形。此外，它必须能因冷成形而快速硬化，由此才能使用很少的冷成形获得足够的强度和硬度。

通过从杆状或管状半成品切削加工来生产车削衬套。为了制造半成品部件，铸造出销状铸造样式，并且通过热压操作从其挤压压制管或杆。半成品部件通过一系列拉伸操作从相应的压制产品获得，并且滑动轴承衬套由该半成品部件制成。对于这种生产途径，所用的合金必须易于热成型和冷成形。此外，合金必须能够容易地进行切削加工。

本发明的一个目的是提供一种滑动元件，该滑动元件与钢摩擦能够耐磨损，并且比现有技术中已知的滑动元件便宜。成本的降低应主要通过廉价生产制造滑动轴承的半成品部件来产生。在轧制滑动轴承衬套和车削滑动轴承衬套的生产中都应该能够实现成本优势。滑动元件必须满足技术和法律要件。

本发明由权利要求1的特征限定。其他从属权利要求涉及本发明的有利实施方式和进一步的改进。

本发明包括一种由铜锌合金制成的滑动元件，其中铜锌合金包含以下成分(以重量百分比计)：

60.0％至64.0％的Cu，

0.2％至0.5％的Si，

0.6％至1.2％的Fe，

可选地，最多1.5％的Sn，

可选地，最多0.25％的Pb，

可选地，最多0.08％的P，

余量为锌和不可避免的杂质，

铜锌合金具有含有α相和β相的微观结构，并且α相的体积比例至少为90％，其中铁硅化物嵌入微观结构中。