[发明专利]轴承材料、轴承元件以及方法

说明书

一种轴承元件(100)，诸如用于发动机的轴承壳，具有形成抵靠钢轴颈等的轴承表面的覆盖物(106)。所述覆盖物(106)由包括聚酰胺‑酰亚胺(PAI)聚合物材料的聚合物基质，以及散布在所述聚合物基质内的三聚氰胺氰脲酸盐颗粒的轴承材料形成。还提供了包括轴承材料的轴承元件，三聚氰胺氰脲酸盐作为固态润滑剂在PAI聚合物轴承材料中的应用，以及形成轴承材料和轴承元件的方法。

技术领域

本发明涉及一种轴承材料、轴承元件、三聚氰胺氰脲酸盐在聚酰胺-酰亚胺(PAI)轴承材料中作为固态润滑剂的使用、形成轴承材料的方法以及形成轴承元件的方法。具体地，本发明涉及在形成滑动轴承的运转表面或滑动表面的覆盖物中使用的改进的塑料轴承材料。体现本发明的轴承材料和元件尤其适合用于汽车环境中，包括用于支撑可旋转或可滑动的发动机部件，以及用作诸如止推垫圈和凸缘轴承组件的其他可旋转或可滑动部件，或作为所述其他可旋转或可滑动部件的一部分。

背景技术

在内燃机中，主轴承组件通常分别包括一对保持能够绕轴线旋转的曲柄轴的半轴承。每个半轴承为大致半圆柱状的轴承壳，并且通常至少一个为设置有在每个轴向端部向外(沿径向)延伸的半环形止推垫圈的凸缘半轴承。

轴承壳的轴承表面通常具有分层的结构，其中包括结实的背衬材料的基底涂覆有一个或更多具有优选的摩擦学特性的层，从而提供在使用中面对诸如曲柄轴轴颈的协作的移动部件的轴承表面。在已知的轴承壳中，基底包括涂覆有衬套层的背衬，并且基底转而涂覆有由轴承材料形成的覆盖物。覆盖物通常为6至25μm厚，并且可以由基于塑料聚合物的复合层或金属合金层(例如基于锡的合金覆盖物)形成。

覆盖物的作用为提供相对软、适应的层，所述层能够容纳较硬的钢曲柄轴轴颈与轴承壳之间的任何小的偏斜，以及接纳并使可能在供油中循环并进入轴承的尘埃颗粒嵌入，以便防止轴颈的破坏或刻痕。覆盖物的这些作用分别被称为适应性和可嵌入性。

通常已知的是轴承材料或覆盖物的磨损能够导致施加有覆盖物材料的衬套层的暴露。这能够导致由于突然发作(seizure)而引起的滑动部件的故障。

基于聚合物的轴承材料在近些年已经流行用作覆盖物，并且对滑动部件的研究已经引起大范围的聚合物轴承材料的合成物。

由于起停发动机(stop start engine)的到来以及朝向发动机小型化的趋势，期望发动机轴承(尤其是连杆和主轴承)在逐渐苛刻的环境下运转。起停周期(在所述起停周期中油膜被用尽)的增加数量意味着轴承覆盖物的摩擦特性以及覆盖物使用寿命为轴承性能的关键。

发明内容

如现在应参考的所附的独立权利要求所限定的，本发明提供了轴承材料、轴承元件、三聚氰胺氰脲酸盐在聚酰胺-酰亚胺(PAI)轴承材料中作为固态润滑剂的使用、形成轴承材料的方法以及形成轴承元件的方法。在从属权利要求中提出了本发明的优选或有益的特征。

根据本发明的第一方面，提供有包括聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物材料和三聚氰胺氰脲酸盐的轴承材料。

所述轴承材料可以包括聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物材料的聚合物基质，以及散布在所述聚合物基质内的三聚氰胺氰脲酸盐颗粒。

在本发明中，发明人已经选择聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物材料用作聚合物基质，因为已经发现PAI能够提供强健和有效的轴承材料。

在当前内燃机的侵蚀性条件下，起停操作要求通常的发动机经受明显增加的起停操作数量。发动机每次再起动，全部的流体动力学润滑剂可能没有在适当的位置，并且所以诸如曲柄轴轴承的轴承需要能够幸免于非流体动力学润滑的起动操作的增加的数量。PAI基的轴承材料通过合适的填充物材料而具有在这样的条件下相比于其他聚合物材料优秀的性能。

聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物材料在本发明的轴承材料中的使用因此可以有益地提供具有良好性能(包括适应性和可嵌入性)的轴承材料。