[發明專利]銅合金構成的滑動元件

有效

• 申請號: 201810034321.1
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108506331B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 漢斯-阿希姆·庫恩;喬治·西格
• 申請（專利權）人: 威蘭德-沃克公開股份有限公司
• 主分類號: F16C9/00
• 分類號: F16C9/00;C22C9/06;C22F1/08
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;曾海艷

本發明涉及由銅合金構成的滑動元件，其包含以下成分(以重量％計)：2.0％至3.0％的Ni；0.45％至1.0％的Si；最多1.5％的Ti和/或Cr；其中，Ni含量[Ni]和Ti含量[Ti]的總和：[Ni]+[Ti]≥0.2％；任選地0.05％至1.5％的Co；任選地在每種情況下0.05％至0.1％的Mg，Al，Fe；任選地0.01％至0.1％的Pb，任選地0.002％至0.01％的P，剩余部分為Cu和不可避免的雜質；其特征在于，Ni含量[Ni]，Ti含量[Ti]和Cr含量[Cr]的總和與Si含量[Si]的比率為：4.3≤([Ni]+[Ti]+[Cr])/[Si]≤6.5。

技術領域

本發明涉及銅合金構成的滑動元件。

背景技術

例如，在內燃機中的連桿或曲軸的軸承中使用由銅合金構成的滑動元件。隨著現代發動機的發展，滑動元件的材料必須滿足的技術要求也越來越高。法律規定還要求將材料中的鉛含量降到最低。同時，降低滑動元件成本的壓力也在增加。

已知的用于滑動元件的銅鋅合金是CuZn31Si1。為了提高材料的切削加工性，合金中可以添加高達0.8重量％的鉛。這種合金中銅的比例高，使得滑動元件昂貴。此外，該合金中耐磨微結構組分的接觸面積百分比太低，以至于不能承受現代發動機中普遍存在的應力。

文件EP2128282A1公開了一種用于電氣和電子部件的具有優異強度和成形性的銅合金。銅合金含有1.5重量％至4.5重量％的鎳(Ni)和0.3重量％至1.0重量％的硅(Si)。其任選還包含一種或兩種以下物質：0.01重量％至1.3重量％的錫(Sn)和0.005重量％至0.2重量％的鎂(Mg)，0.01重量％至5重量％的的鋅(Zn)；一種或兩種以下物質：0.01重量％至0.5重量％的錳(Mn)和0.001重量％至0.1重量％的鉻(Cr)；總計0.1重量％或更少的選自由B，C，P，S，Ca，V，Ga，Ge，Nb，Mo，Hf，Ta，Bi和Pb組成的第一組元素中的至少一種組分，在每種情況下，重量為0.0001重量％至0.1重量％；和總計1重量％或更少的選自由Be，Al，Ti，Fe，Co，Zr，Ag，Cd，In，Sb，Te和Au組成的第二組元素中的至少一種組分，在每種情況下，重量為0.001重量％至1重量％；其中第一組元素和第二組元素的總量為1重量％或更少，其余為銅和不可避免的雜質。

此外，文件EP2463393A1公開了一種銅合金，其含有1.5重量％至3.6重量％的Ni和0.3重量％至1.0重量％的Si，余量由銅和不可避免的雜質組成。另外，銅合金可以任選含有總量為0.01重量％至3.0重量％的選自Fe，Mn，Mg，Co，Ti，Cr和Zr中的一種或更多種元素。

銅合金具有平均晶粒尺寸為5μm至30μm的晶粒。具有不小于平均晶粒尺寸兩倍的晶粒的面積比不小于3％；具有立方取向的晶粒的面積與晶粒尺寸不小于平均晶粒尺寸兩倍的晶粒的區域的面積比不小于50％。

另外，文件WO2009/082695A1公開了一種銅基合金，其具有電子應用的屈服點和電導率的改進組合。銅合金基本上由1.0重量％至6.0重量％的Ni，至多約3.0重量％的Co，0.5重量％至2.0重量％的Si，0.01重量％至0.5重量％的Mg，至多1.0重量％的Cr，至多1.0重量％的Sn和至多1.0重量％的Mn構成，余量為銅和雜質。對合金進行處理，使其屈服點至少約為945MPa，電導率至少為約25％國際退火軟銅標準(IACS)。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗鋼鐵摩擦磨損的滑動元件，并進一步開發一種銅合金。

本發明包括由銅合金構成的滑動元件，其包含以下成分(以重量％計)：

2.0％至3.0％的Ni，

0.45％到1.0％的Si，

最多1.5％的Ti和/或Cr，其中，Ni含量[Ni]和Ti含量[Ti]的總和：[Ni]+[Ti]≥0.2％，