[發明專利]滑動軸承和方法

有效

• 申請號: 201680024987.8
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN107636330B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 羅杰·戈杰斯;約翰·卡賴;阿尼爾·拉托德;斯特凡·克爾納
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司;馬勒發動機系統英國有限公司;馬勒有限公司
• 主分類號: F16C33/12
• 分類號: F16C33/12
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國明

滑動軸承包括在由軸承基底支撐的軸承的運行表面上的軸承覆蓋層(2)。中間層(8)位于軸承覆蓋層和軸承基底之間，并且包括六方氮化硼。中間層可以通過由包含六方氮化硼顆粒的電解質電解沉積形成。

技術領域

本發明涉及滑動軸承及滑動軸承的制造方法。

背景技術

滑動軸承用于許多應用中，例如用于內燃機中的曲軸軸頸軸承?；瑒虞S承通常為兩個半柱形軸承殼的形式，通常具有分層結構。分層結構經常包括；由諸如鋼的強背襯材料制成的背襯，其厚度在約1mm或更大的區域；粘附到背襯上的第一軸承材料的襯套，厚度通常在約0.1至0.5mm的范圍內；以及由該襯套支撐并且具有小于約40μm的厚度的覆蓋層(或滑動層或運行層)。覆蓋層的表面通過配合的軸頸表面形成運行或滑動表面。

背襯在例如安裝在主軸承殼體或連桿大端中時提供軸承殼的強度和抗變形性。

軸承襯套的目的是提供合適的軸承運行性能，以防止由于任何原因覆蓋層被磨損，并防止軸頸表面與強背襯材料接觸。襯套通?？梢允卿X基合金或銅合金。銅合金(例如青銅或黃銅)通常用于更高負載的軸承中以為覆蓋層提供額外的支撐。

覆蓋層通常由諸如鉛或鉛錫合金的相對軟的金屬層形成。使用相對軟的覆蓋層以提供一致性(軸承能夠適應軸承表面和軸頸之間的小的不對準性的能力)和嵌入性(通過使這樣的碎屑嵌入軸承表面中來防止在潤滑油中循環的碎屑或污垢顆粒劃傷或破壞軸頸表面的能力)。

許多傳統的覆蓋層材料是基于鉛的合金。鉛是一種有毒金屬，其在內燃機中的應用是不可取的。

可提供無鉛覆蓋層材料，通?；阱a或鉍合金。然而，當錫或鉍用于覆蓋層并沉積在包含銅合金的軸承襯套時，產生的問題是，在發動機工作條件的升高溫度下，錫或鉍不利地趨向于擴散出覆蓋層而進入襯套合金，和/或與襯套中的銅形成金屬間化合物。

這個問題通常是通過這樣來解決的：用鎳中間層涂覆襯套表面高達約3μm厚度，然后在中間層上形成覆蓋層。

有時被稱為阻擋層或鎳壩的鎳中間層，其在覆蓋層和襯套之間提供擴散阻擋層。然而，使用鎳中間層會導致新的問題。

如上所述，在具有鉛覆蓋層的常規軸承中，如果覆蓋層由于任何原因而被磨損，襯套的重要功能是提供合適的軸承運行性能。但是，如果在鎳中間層上形成覆蓋層，在使用期間覆蓋層被穿透以暴露鎳，則鎳不能提供合適的軸承運行特性。

在實踐中，在包括鉛覆蓋層和銅襯套的軸承中，如果軸承的一部分中的覆蓋層被穿透以暴露襯套，則軸承可以繼續操作，即使軸承性能降低。例如，軸承摩擦力可能升高，但軸承可能不會卡住，從而允許有時間更換軸承。(覆蓋層的穿透和下面層的暴露有時稱為磨損事件。)

相比之下，在包含無鉛覆蓋層、鎳中間層和銅襯套的軸承中，如果覆蓋層穿透并且鎳暴露，則軸承更易于快速卡住。卡住例如引起對內燃機造成嚴重破壞。

這是高負載軸承應用中的一個特殊問題，其中指定和使用滑動軸承的設計人員和工程師更傾向于使用帶鉛基的覆蓋層的軸承，盡管鉛污染問題，對可替代的無鉛軸承有長期需求。

發明內容

本發明的目的是解決這個問題。

本發明提供了一種滑動軸承和用于制造滑動軸承的方法，如現在參考的所附獨立權利要求中限定的。本發明的優選或有利的特征在從屬權利要求中列出。

因此，在一個優選的方面，本發明可以提供一種滑動軸承，其包含軸承基底、軸承覆蓋層和在軸承基底和軸承覆蓋層之間的中間層，所述中間層包括六方氮化硼(h-BN)。h-BN優選為顆粒形式，例如嵌入或并入中間層。顆粒的直徑小于中間層的厚度，因此它們嵌入在中間層材料的厚度內(盡管顆粒的一部分可在中間層的表面)。中間層優選包含鎳，例如電沉積的鎳，其結合有h-BN顆粒。