[發(fā)明專利]具有不含鉛的鋁制支承金屬層的滑動支承元件有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201080018709.4 | 申請日： | 2010-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN102428196A | 公開（公告）日： | 2012-04-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | T·格羅特伯爾;K-H·林德納;K-H·萊賓 | 申請（專利權(quán)）人： | 聯(lián)合莫古爾威斯巴登有限公司 |
| 主分類號： | C22C21/14 | 分類號： | C22C21/14;C22C21/16;F16C33/12 |
| 代理公司： | 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038 | 代理人： | 董華林 |
| 地址： | 德國威*** | 國省代碼： | 德國;DE |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 不含鉛 鋁制 支承 金屬 滑動 元件 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種滑動支承元件，具有支撐層、基于鋁合金的優(yōu)選不含鉛的中間層和基于鋁合金的優(yōu)選不含鉛的支承金屬層。
背景技術(shù)
這種支承件為眾多出版文獻的主題。例如參閱公開文獻EP?0?672?840A2、EP?1?522?750A1或US專利5,470,666。形式為軸瓦的滑動支承元件具有鋼制支撐瓦，箔狀支承金屬層或摩擦層通過滾壓鍍覆法涂覆到該支撐瓦上。由于基于鋁的通常錫含量高的支承金屬層眾所周知不能以充分的附著鍍覆到鋼支撐層上，因此支承金屬層首先與中間層通過滾壓鍍覆法預鍍覆成箔復合體。在此起初使用純鋁制的中間層，其使得能夠非常良好地附著在鋼支撐層上。該箔復合體然后共同在多個滾壓步驟中利用或不利用中間熱處理地在減小層厚的情況下涂覆到鋼支撐層上。完成的復合材料接著通過沖壓或切割加工成板坯，并根據(jù)完成的成品通過彎曲或滾軋變形(Roll-Umformen)加工成徑向支承件。
前述公開文獻基于以下認識：盡管能夠改善鋁基的支承金屬層在鋼支撐層上的附著，但純鋁中間層的材料特性不能確保在運行中復合材料有足夠的疲勞強度。因此EP?0?672?840A2提出，代替純鋁箔，構(gòu)造基于可硬化的、必要時具有自潤滑特性(Notlaufeigenschaft)的鋁合金的中間層。這樣形成的中間層的硬度的值設(shè)置為約60HV?0.5，并因而比工作層的約35至40HV?0.5的硬度高。沿支承金屬層或摩擦層的方向減小的硬度應(yīng)對疲勞強度并因而對滑動支承件的加載能力和使用壽命起有利的作用。
US?5,470,666實現(xiàn)了類似的效果。滑動支承層的硬度也經(jīng)過中間層向金屬支撐層增加，其中中間層的硬度設(shè)置在25HV到60HV之間。中間層的厚度為支承金屬層和中間層的總厚度的50％至90％。就是說，中間層至少與支承金屬層一樣厚或明顯厚于支承金屬層。中間層由具有0.3至5重量百分比的合金組分總和的鋁合金形成，所述合金組分選自包括Mn、Cu、Zn、Si、Mg和Fe的組。中間層硬度的上限60HV由形狀適配性確定，這種形狀適配性是必需的，以補償邊緣支座效應(yīng)即軸與支承軸線之間的不可避免的定向誤差(Fehlausrichtung)。
但本發(fā)明人已確定，在已知的支承件中在運行中的高的單位載荷下在中間層中形成較高的變形度，從而沿軸向方向擠壓中間層材料。中間層在一定程度上軸向從滑動軸瓦的端面擠出。該現(xiàn)象在圖2中示意性示出。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的滑動軸瓦在主載荷區(qū)域中(例如在其頂點/最高點附近)以軸向剖視圖局部地示出。該滑動軸瓦具有在其徑向外側(cè)上的鋼支撐層20、在該鋼支撐層上的鋁基中間層22和在該鋁基中間層上的支承金屬層24。由于在主載荷區(qū)域中出現(xiàn)的特別高的單位載荷，中間層22沿軸向方向(與在滾壓鍍覆法中類似)開始流動，并越過鋼支撐層20的軸向端面26從支承件中擠出。支承金屬層24也與中間層22一起部分地從支承件中擠出。支承金屬以及支承金屬層與支撐層之間的連接在此保持不受損害且不會出現(xiàn)功能故障。然而，在端面26附近可以看到在鋼支撐層20與中間層22之間的裂縫28。所述裂縫在繼續(xù)運行時與支承金屬層和中間層的擠出材料結(jié)合增大了支承件分散/脫落以及由此導致的完全失效的風險。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，改善這種結(jié)構(gòu)的由分別基于鋁合金的支承金屬層和中間層以及鋼支撐層組成的復合體，從而基本上避免上述類型的塑性的材料變形。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的滑動支承元件實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的特別是構(gòu)造為軸瓦的形式的滑動支承元件具有支撐層、基于鋁合金的中間層和基于鋁合金的支承金屬層，其特征在于，所述中間層的鋁合金具有這樣的組成，該組成至少具有如下組分：按重量3.5％至4.5％的銅，按重量0.1％至1.5％的錳和按重量0.1％至1.5％的鎂。
特別是由于高的銅含量，可以在與優(yōu)選由鋼組成的支撐層的連接強度方面無損失地調(diào)整中間層的硬度。這種調(diào)整在滾壓鍍覆過程中并由于在滾壓工序之前和/或在滾壓工序之間和/或在滾壓工序之后的適當?shù)募訜崽幚韺崿F(xiàn)。
優(yōu)選地，被滾軋至最終尺寸(Endmaβ)的所述滑動支承元件的所述中間層具有從30μm至250μm的厚度d2，并且根據(jù)軸瓦的壁厚具有從50μm至250μm、特別優(yōu)選地80μm至175μm、非常優(yōu)選地150μm至175μm的厚度d2。
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