AT14431U1 - Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers (1) umfassend die Schritte Bereitstellen einer metallischen Stützschicht (2) und Aufspritzen einer weiteren metallischen Schicht aus einem Spritzwerkstoff direkt oder nach dem Auftrag zumindest einer metallischen Zwischenschicht auf die Stützschicht (2), wobei die weitere metallische Schicht aus einer Zinnbasislegierung mit einer zinnreichen Matrix hergestellt wird, in die Hartpartikel (10) eingelagert werden, die härter sind als die Matrix, und/oder in die Weichpartikel (11) eingelagert werden, die weicher sind als die Matrix. Es wird ein Spritzwerkstoff (5) verwendet, in dem die Hartpartikel (10) für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Hartpartikeln (10) hergestellt wird, und/oder in dem die Weichpartikel (11) für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Weichpartikel (11) hergestellt wird, bereits enthalten sind, wobei die Hartpartikel (10) und/oder die Weichpartikel (11) während des Aufspritzens in der festen Form belassen werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers umfassend die Schritte Bereitstellen einer metallischen Stützschicht und Aufspritzen einer weiteren metallischen Schicht aus einem Spritzwerkstoff direkt oder nach dem Auftrag zumindest einer metallischen Zwischenschicht auf die Stützschicht, wobei die weitere metallische Schicht aus einer Zinnbasislegierung mit einer zinnreichen Matrix hergestellt wird, in die Hartpartikel eingelagert werden, die härter sind als die Matrix und/oder in die Weichpartikel eingelagert werden, die weicher sind als die Matrix.

[0002] Die Verwendung von Zinnbasislegierungen für Gleitschichten von Mehrschichtgleitlagern ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt.

[0003] So beschreibt zum Beispiel die DE 82 06 353 U1 eine Gleitlagerschale bestehend aus einer Stahlstützschale, einer Tragschicht, eventuell einer oder mehrerer Bindungs- und/oder Sperrschichten, sowie einer galvanisch abgeschiedenen Gleitschicht aus einer Weißmetall-Lagerlegierung auf Zinnbasis mit maximal 2 Gew.-% Cu, 2 bis 18 Gew.-% Sb, 0 bis maximal 0,6 Gew.-% As, 0 bis maximal 0,5 Gew.% Ni und 0 bis maximal 1,5 Gew.% Cd.

[0004] Die DE 20 2007 018 616 LI1 beschreibt ein Gleitelement das ebenfalls eine galvanisch auf eine Trägerschicht aufgebrachte Gleitschicht aus einer Zinnbasislegierung mit 5-20 Gew.-% Sb, 0,5-25 Gew.-% Cu und maximal 0,7 Gew.-% Pb. Der Gesamtgehalt sonstiger Anteile beträgt weniger als 0,5 Gew.-%. Wesentlich dabei ist, dass die Zinn-Kristalle überwiegend globular geformt sind.

[0005] Obwohl in der erstgenannten DE 82 06 353 LH ausgeführt wird, dass ein höherer Kupferanteil nachteilig für die tribologischen Eigenschaften der Gleitschicht ist, wird in dieser DE 20 2007 018 616 LH ausdrücklich die entgegengesetzte Lehre vertreten.

[0006] Zur Vermeidung der Reduktion des Kupferanteils in der Gleitschicht beschreibt die GB 2 375 801 A ein Mehrschichtlager mit einer zweischichtigen Gleitschicht, wobei die äußere Teilschicht aus einer Zinnbasislegierung mit 0,5-10 Gew.-% Cu und gegebenenfalls bis 5 Gew.-% Zn, In, Sb oder Ag, und die darunter liegende, zweite Teilschicht aus einer Zinnbasislegierung mit 5-20 Gew.-% Cu gebildet ist.

[0007] Aus der DE 10 2007 030 017 B4 ist eine Gleitschicht mit einer Zinnbasislegierung für ein so genanntes Rillenlager bekannt, bei dem diese Zinnbasislegierung in den Rillen der Gleitschicht eingelagert ist und die bis 20 Gew.-% Cu und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Ag bzw. bis zu 15 Gew.-% Sb enthält.

[0008] Auch die DE 100 54 461 A1 beschreibt ein Mehrschichtgleitlager mit einer dreischichtigen Gleitschicht auf Zinnbasis, um damit die Beständigkeit gegenüber fressendem Verschleiß zu erhöhen. Diese Zinnbasislegierung weist zumindest ein Metall aus einer Gruppe umfassend Cu, Sb, Ag, In, Zn, Ni, Co und Fe in einem Anteil bis 30 Gew.-% auf. Weiter können Hartpartikel in Form von Nitriden oder Carbiden in einem Anteil von bis 25 Vol.-% enthalten sein. In der Mittelschicht der Gleitschicht ist ein höherer Anteil an diesen Zusatzstoffen enthalten als in der oberen bzw. unteren Teilschicht.

[0009] Aus der DE 197 28 777 A1 ist eine Gleitschicht für ein Mehrschichtgleitlager bekannt, die neben Zinn zwischen 3 und 20 Gew.-% Cu und gegebenenfalls bis je 20 Gew.-% Bi, Ag oder Ni enthalten kann.

[0010] Herkömmliche dreischichtige Lager mit zinnbasierenden Laufschichten, wie SnCu-Le-gierungen oder SnSb-Legierungen, zeigen zwar in Kontakt mit Motorölen befriedigende Korrosionsfestigkeiten, die weiche Zinnmatrix dieser Legierungen hält allerdings den höheren mechanischen Belastungen, wie sie z.B. in großen Dieselmotoren auftreten, die oft mit korrosivem bzw. abrasivem Schmieröl betrieben werden, nicht mehr Stand und ermüdet vorzeitig.

[0011] Es besteht daher ein Bedarf an Laufschichten, welche eine hohe Ermüdungsfestigkeit und niedrigere Verschleißraten aufweisen. Dabei sollen jedoch die tribologischen Eigenschaften mit jenen der bekannten Laufschichten aus den SnCu- bzw. SnSb-Legierungen zumindest vergleichbar sein.

[0012] Durch Kathodenzerstäubung hergestellte Laufschichten mit denen so genannte Hochleistungsgleitlager hergestellt werden, sind für diesen Zweck nur bedingt geeignet, da die aufgestäubten Laufschichten üblicherweise eine sehr hohe Härte aufweisen, um die erhöhte Tragfähigkeit zur Verfügung zu stellen, andererseits sind diese Lager in der Herstellung relativ teuer.

[0013] Aus der WO 2010/145813 A1 ist ein Gleitlager bekannt, das auf einer Stützschicht eine mittels Kaltgasspritzen aufgebrachte Laufschicht aufweist. Die Laufschicht besteht aus einer AI-, AICu-, AISn-, AlSnSi-, AlSnSiCu-, Cu-, CuAI-, CuSn-, CuSnNi-, CuSnBi- oder CuSnBiNi-Legie-rung. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften sind Festschmierstoffpartikel und/oder Weichphasenpartikel beigemengt. Die Festschmierstoffpartikel können durch Graphit, MoS2, BN oder PTFE, die Weichphasenpartikel durch Sn, Bi oder Mo gebildet sein. Weiter enthält die Laufschicht Hartpartikel. Die Hartpartikel sind durch SiC, CBN, Al203, B4C, Cr3C2, WC, Si3N4 oder MoSi gebildet. Das Kaltgasspritzen hat den Vorteil, dass der Spritzwerkstoff während des Auf-spritzens nicht aufgeschmolzen wird und damit die Oxidation der Partikel des Spritzwerkstoffes vermieden werden kann. Durch die Vermeidung der Bildung von Oxidschichten auf der Oberfläche der Partikel kann wiederum die Haftung der Partikel auf der Stützschicht, d.h. dem Substrat, verbessert werden. Diese WO 2010/145813 A1 vermeidet also bewusst das Aufschmelzen des Spritzwerkstoffes, wozu nicht nur das Kaltgasspritzen angewandt wird, sondern auch Legierungen eingesetzt werden, die einen relativ hohen Schmelzpunkt aufweisen.

[0014] Die WO 2012/097983 A1 beschreibt ein Gleitlager bei dem auf die Stützschicht die Laufschicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgetragen worden ist. Als Legierung für die Laufschicht werden Mo-, Ni-, Cr-, W-, Fe-, Co und Cu- Basislegierungen genannt. Wiederum können Festschmierstoffpartikel eingelagert sein, wobei die Festschmierstoffpartikel ausgewählt sein können aus einer Gruppe bestehend aus WS2, Graphit, MoS2, PTFE, Talkum, BN, CaF2, BaF2 und CeF3. Es soll damit der Festschmierstoff fester in die Laufschicht eingebunden werden, sodass die Schmierwirkung über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt.

[0015] Aus der AT 413 034 B ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes für ein Gleitlager aus zumindest einer ersten Randschicht und einer dieser gegenüber angeordneten zweiten Randschicht bekannt, nach dem mittels eines Kaltgasspritzverfahrens als erste Randschicht eine Legierung hergestellt wird bestehend aus einer Matrix und einer Weichphase und/oder einer Hartphase, wobei die Matrix durch ein Element aus einer Elementgruppe umfassend Aluminium, Chrom, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Nickel, Silizium, Zinn, Titan, Wolfram und Zink, die Weichphase durch zumindest ein Element aus einer Gruppe umfassend Silber, Aluminium, Gold, Wismut, Graphit, Kalzium, Kupfer, Indium, Magnesium, Blei, Palladium, Platin, Scandium, Zinn, Yttrium, Zink und die Lanthanoide bzw. durch MoS2, PTFE, Silikone, Bariumsulfat, sowie Mischungen daraus und/oder eine Hartphase durch zumindest ein Element aus einer Gruppe umfassend Bor, (Diamant), Kobalt, Hafnium, Iridium, Molybdän, Niob, Osmium, Rhenium, Rhodium, Ruthenium, Silizium, Tantal, Wolfram, Zirkonium, ZnS2, BN, WS2, Carbide, wie beispielsweise SiC, WC, B4C, Oxide, wie beispielsweise MgO, Ti02, Zr02, Al203 gebildet ist, wobei das Weichphasenelement und das Hartphasenelement ungleich dem Matrixelement ist, und wobei die Weichphasenelemente und/oder die Hartphasenelemente mit dem Matrixelement eine feste Lösung oder eine Verbindung bilden, und die Weichphase und/oder die Hartphase in der Matrix dispergiert vorliegt und nur im Bereich der Phasengrenze der Matrix zur Weichphase und/oder zur Hartphase die feste Lösung oder Verbindung ausgebildet.

[0016] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gleitlager mit guter Ermüdungsfestigkeit und niedriger Verschleißrate bereitzustellen.

[0017] Diese Aufgabe der Erfindung wird durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, bei dem ein Spritzwerkstoff verwendet wird, in dem die Hartpartikel für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Hartpartikeln hergestellt wird und/oder in dem die Weichpartikel für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Weichpartikel hergestellt wird, bereits enthalten sind, wobei die Hartpartikel und/oder Weichpartikel während des Aufspritzens in der festen Form belassen werden.

[0018] Von Vorteil ist dabei, dass mit diesem Verfahren einerseits die Körnigkeit des Gefüges einfach eingestellt werden kann, ohne dass zeitaufwändige und kostenintensive Adaptierungen des Verfahrens erforderlich sind. Zur Einstellung der Körnigkeit des Gefüges kann die Korngröße der eingesetzten Hartpartikel und/oder Weichpartikel verwendet werden, wobei deren Partikelgröße durch die Vermeidung des Aufschmelzens während der Herstellung der Beschichtung zumindest annähernd, insbesondere zur Gänze, unverändert bleibt. Es sind also mit dem Verfahren sowohl feinkörnige als auch grobkörnige Gefüge, wobei auch Mischungen von feinkörnigen und grobkörnigen Bestandteilen möglich sind, einfach realisierbar. Gleichzeitig werden die Hartpartikel und/oder Weichpartikel durch das Aufschmelzen des Matrixwerkstoffes, also der Zinnbasislegierung, fest in die Matrix eingebunden, wodurch die Dauerfestigkeit des Gleitlagers verbessert werden kann. Darüber hinaus kann durch die nicht aufschmelzenden Hartpartikel und/oder Weichpartikel aber auch deren Habitus vorgegeben werden, sodass diese also z.B. entweder eine runde oder eine spratzige Form in der fertigen weiteren metallischen Schicht aufweisen können, womit eine weitere einfache Einsteilbarkeit der tribologischen Eigenschaften des Gleitlagers möglich ist, indem die entsprechenden Formen der Partikel bereits im Spritzwerkstoff vorgesehen werden.

[0019] Bevorzugt ist die Zinnbasislegierung der weiteren Schicht durch ein Weißmetall gebildet. Neben den bekannten Vorteilen von Weißmetallen in der Anwendung für Gleitlager, wie hohe Verschleißfestigkeit, hohe statische und dynamische mechanische Belastbarkeit, Anpassungsfähigkeit an zu lagernde Wellen oder Achsen, Einbettfähigkeit von Fremdpartikeln, gutes Einlauf- und Notlaufverhalten, Korrosionsbeständigkeit und eine ausreichende Schmierstoffbenetz-barkeit, hat eine mit dem Verfahren nach der Erfindung aufgetragene Weißmetallschicht den Vorteil, dass diese selbst bei Nichtzugabe von Kornfeinern, wie dies im Stand der Technik bei Weißmetallgleitschichten üblich ist, keine ausgeprägte Neigung zur Gefügeversprödung aufweist. Es ist damit möglich, ein grobkörniges Gefüge herzustellen. Durch die grobkörnige Gefügeausbildung können Diffusionsprozesse entlang der Korngrenzen und damit auch Versagensmechanismen die damit verbunden sind, wie z.B. das Korngrenzenkriechen oder die Abnahme des Kupfergehalts, vermindert werden, wodurch ein längerer Betrieb der mit dem Verfahren hergestellten Gleitlager möglich ist.

[0020] Die Hartpartikel sind bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Metalloxide, Metallnitride, Metallcarbide, Metallboride, Metallsilizide. Es werden also bevorzugt keramische Hartpartikel eingesetzt, die einen im Vergleich zur Zinnbasislegierung relativ hohen Schmelzpunkt aufweisen. Aufgrund des großen Unterschiedes der Schmelzpunkte der Zinnbasislegierung und der Hartpartikel kann eine Vergröberung der Hartpartikel infolge von Diffusionserscheinungen besser vermieden werden, wodurch die Einsteilbarkeit von bestimmten gewünschten tribologischen Eigenschaften der weiteren metallischen Schicht verbessert werden kann.

[0021] Die Weichpartikel können ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Graphit, hexagonales BN, Metallsulfide, wie MoS2, WS2 und ähnliche. Von Vorteil ist dabei, dass insbesondere BN reaktionsträge ist und beim Aufspritzen nicht oxidiert. Graphit verbrennt zwar teilweise während des Auftragens, die Oxide werden aber nicht in die Schicht eingebaut sondern verflüchtigen sich gasförmig. Sulfide können oberflächlich angegriffen werden. Diesen Effekt kann der fachkundige Anwender entsprechend berücksichtigen.

[0022] Bevorzugt werden Hartpartikel verwendet, die einen Durchmesser zwischen 0,5 pm und 80 pm aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass kleinere Partikel, auch wenn sie aus dem Matrixverbund herausgelöst werden, keine Schäden am Gegenkörper verursachen. Zu kleine Partikel können hingegen keine Wirkung entfalten, die die Matrix stärkt.

[0023] Die Weichpartikel werden vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 2 pm und 50 pm eingesetzt. Weichpartikel können erst dann wirken, wenn sie eine Mindestgröße überschreiten. Werden sie aber zu groß im Verhältnis zur Dicke der gewünschten Schicht, dann liegen sie bereits frei, wenn nur wenig der Schicht verschlissen ist. Das kann die Lebensdauer der Schicht stark reduzieren.

[0024] Es sei darauf hingewiesen, dass mit dem Durchmesser der Partikel jeweils der maximale Durchmesser des jeweiligen Partikels gemeint ist.

[0025] Es ist weiter möglich, dass der Spritzwerkstoff drahtförmig eingesetzt wird, wobei die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel den Kern bilden, der von der Zinnbasislegierung ummantelt ist. Es ist damit keine teure Herstellung von Spritzpulvern erforderlich, sondern können die Drähte direkt aus der Schmelze erzeugt werden ohne dass diese im Wesentlichen eine weitere Nachbehandlung erfordern. Es wird damit eine entsprechende Kostenreduktion erreicht. Durch das Aufschmelzen der Zinnbasislegierung während des Spritzens werden die Partikel im Kern freigesetzt, wobei diese anders als bei der Verwendung von Spritzpulvern auf ein relativ kleines Volumen im Draht beschränkt sind, sodass der Ort des Auftreffens auf das Substrat besser eingestellt werden kann. Es ist damit eine höhere Homogenität, d.h. Gleichverteilung, der Hart- und/oder Weichpartikel auf dem Substrat bzw. in der weiteren metallischen Schicht erreichbar, da diese Partikel während des Spritzens weniger weit spreiten.

[0026] Sollte es zur Verbesserung der Haftfestigkeit erforderlich sein, kann die Lagemetallschicht vor Abscheidung der Laufschicht oberflächenbehandelt werden. Dazu kann können auf die Stützmetallschicht oder gegebenenfalls auf die zumindest eine metallische Zwischenschicht vor dem Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht metallische Partikel aufgespritzt werden. Es kann damit aufgrund der Ausbildung von Kavitäten die Haftfestigkeit der weiteren metallischen Schicht auf dem Substrat erhöht werden, wodurch die mechanische Belastbarkeit, bevor eine Delamination auftritt, verbessert werden kann. Neben der Erzeugung einer Oberflächenrauhigkeit durch die abgeschiedenen metallischen Partikel kann damit auch eine Aktivierung der zu beschichtenden Oberfläche erfolgen.

[0027] Vorzugsweise wird das Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht mit einem thermischen Spritzverfahren durchgeführt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Drahtflamm-spritzen oder Plasmaspritzen. Von Vorteil ist dabei, dass bei diesen Verfahren der preislich günstige Draht verwendet werden kann. Andere Verfahren, wie Kaltgasspritzen oder Hochge-schwindigkeits-Flammspritzen, z.B. HVOF (High-Velocity-Oxygen-Fuel) oder HVAF (High-Velo-city-Air-Fuel), sind denkbar, allerdings muss hier das Material in Pulverform vorliegen. Daher sind solche Verfahren preislich benachteiligt.

[0028] Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Weißmetallschicht mit einem Kupferanteil zwischen 5 Gew.-% und 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der weiteren metallischen Schicht hergestellt wird, wobei das Kupfer in der Weißmetallschicht im Wesentlichen homogen verteilt enthalten ist. Es kann durch den in Vergleich zu bekannten Weißmetallen höheren Kupferanteil der weiteren metallischen Schicht eine höhere Festigkeit verliehen werden, sodass diese höheren Belastungen ausgesetzt werden kann. Von Vorteil ist dabei die homogene Verteilung des Kupfers bzw. intermetallischer Phasen von Kupfer mit zumindest einem der weiteren Metalle der Zinnbasislegierung, da somit die verbesserte Festigkeit über den gesamten Querschnitt der weiteren metallischen Schicht bereitgestellt werden kann.

[0029] Trotz des relativ hohen Kupferanteils können dabei also Seigerungserscheinungen, wie dieses z.B. bei gegossenen Zinnbasislegierungen mit hohem Kupferanteil in Form von Cu5Sn6-Ausscheidungen auftreten, vermieden werden.

[0030] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0031] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0032] Fig. 1 ein Gleitlager in Form einer Gleitlagerhalbschale in Seitenansicht; [0033] Fig. 2 das Aufspritzen des Spritzwerkstoffes auf die Stützschicht des Gleitlagers; [0034] Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Gefüge einer nach dem Verfahren hergestellten weite ren metallischen Schicht des Gleitlagers.

[0035] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungs- formen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0036] Fig. 1 zeigt ein mehrschichtiges Gleitlager 1 (Mehrschichtgleitlager) in Form einer Gleitlagerhalbschale in Seitenansicht. Dargestellt ist eine Ausführungsform dieses Gleitlagers 1, nämlich eine zweischichtige Variante bestehend aus einer metallischen Stützschicht 2 und einer unmittelbar auf der Stützschicht 2 angeordneten weiteren metallischen Schicht, die eine Gleitschicht 3 bildet. Die Gleitschicht 3 ist dabei jene Schicht, auf der das zu lagernde Bauteil abgleitet.

[0037] Dieser prinzipielle Aufbau derartiger Gleitlager 1, wie sie z.B. in Kraftfahrzeugen oder auch in Großdieselmotoren, wie z.B. Schiffsdieselmotoren, Verwendung finden, ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen. Es sei jedoch erwähnt, dass weitere Schichten angeordnet werden können, also beispielsweise eine Lagermetallschicht 4 zwischen der Gleitschicht 3 und der Stützschicht 2, wie dies als dreischichtige Variante in Fig. 1 strichliert dargestellt ist, bei der die Lagermetallschicht 4 direkt auf der Stützschicht 2 und die Gleitschicht 3 direkt auf der Lagermetallschicht 4 aufgebracht ist. In diesem Fall kann die weitere metallische Schicht auch die Lagermetallschicht 4 bilden, wobei in diesem Fall die Gleitschicht 3 entweder durch eine andere, zu der weiteren metallischen Schicht unterschiedliche metallische Schicht oder durch eine Gleitlackschicht gebildet sein kann. Ebenso kann zwischen der Gleitschicht 3 und der Lagermetallschicht 4 und/oder zwischen der Stützschicht 2 und der Gleitschicht 3 oder der Lagermetallschicht 4 eine Haftmittelschicht und/oder eine Diffusionssperrschicht oder auf der Gleitschicht 3 eine Einlaufschicht angeordnet sein. Weiter kann auf der Rückseite der Stützschicht 2 eine Antifrettingschicht angeordnet sein.

[0038] Das Gleitlager 1 kann auch anders als Fig. 1 dargestellt ausgeführt sein, beispielsweise als Lagerbüchse. Ebenso sind Ausführungen wie Anlaufringe, axial laufende Gleitschuhe, oder dergleichen möglich. Es sind auch Gleitlager 1 möglich die einen von 180 0 abweichenden Winkelbereich überdecken, sodass das Gleitlager 1 nicht zwingend als Halbschale ausgeführt sein muss, wenngleich dies die bevorzugte Ausführungsform ist. Die Stützschicht 2 kann gegebenenfalls auch ein Pleuel sein, in dessen Auge die Gleitschicht 3 direkt abgeschieden wird.

[0039] Die Stützschicht 2 besteht aus einem Werkstoff, welche dem Gleitlager 1 die erforderliche Strukturfestigkeit verleiht, beispielsweise aus einem Messing oder einer Bronze. In der bevorzugten Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 besteht sie jedoch aus einem Stahl.

[0040] Sollte eine Lagermetallschicht 4 angeordnet sein, können hierfür unterschiedlichste Legierungen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Lagermetalle auf Aluminiumbasis, z.B. AISnßCuNi, AISn20Cu, AISi4Cd, AICd3CuNi, AISM1 Cu, AISn6Cu, AISn40, AISn25CuMn, Al-Si11 CuMgNi, AIZn4Si. Insbesondere besteht die Lagermetallschicht 3 aufgrund der höheren Dauerfestigkeit jedoch aus einer Bronze. Insbesondere kann die Lagermetallschicht 4 aus einer Bronze hergestellt werden, die neben Kupfer Blei in einem Mengenanteil von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% und/oder Zinn in einem Mengenanteil von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% und/oder Zink in einem Mengenanteil von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-% und/oder Aluminium in einem Mengenanteil von 1 Gew.-% bis 4 Gew.-% und/oder Nickel in einem Mengenanteil von 1 Gew.-% bis 4 Gew.-% enthält. Beispielsweise kann die Lagermetallschicht 3 durch CuPb4Sn4Zn4, CuPb5Sn5Zn5, CuPb7Sn7Zn4, CuPb9Sn5, CuPb10Sn10, CuPb15Sn7, CuPb22Sn2, CuPb20Sn4, CuPb22Sn8, CuPb24Sn2, CuPb24Sn, CuPb24Sn4, CuSn5Zn, CuAMONi, CuSn10 gebildet sein. Die Lagermetallschicht 3 kann aber auch durch die weitere metallische Schicht gebildet sein, wie dies voranstehend bereits ausgeführt wurde. In diesem Fall kann die Lagermetallschicht 4 entsprechend der nachfolgend beschriebenen Zusammensetzung der Gleitschicht 3 aufgebaut sein.

[0041] Die Lagermetallschicht 4 kann mit einem herkömmlichen, aus der Gleitlagertechnik bekannten Verfahren auf der Stützschicht 2 abgeschieden bzw. angeordnet werden. Beispielsweise kann ein Bimetall aus der Stützschicht 2 und der Lagermetallschicht 3 durch Aufwalzen der Lagermetallschicht 3 hergestellt werden. Ebenso kann die Lagermetallschicht 4 auf die Stützschicht 2 aufgegossen werden.

[0042] Gegebenenfalls wird dieses Bimetall umgeformt und/oder spanabhebend bearbeitet.

[0043] Auf der Lagermetallschicht 4 (oder gegebenenfalls auf der Stützschicht 2) kann eine die Zwischenschicht angeordnet werden. Bevorzugt besteht die Zwischenschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung oder Eisen oder einer Eisenlegierung, beispielweise einem Edelstahl.

[0044] Es ist auch möglich mehrere Zwischenschichten zwischen der Lagermetallschicht 4 und der Gleitschicht 3 vorzusehen. So kann es beispielsweise von Vorteil sein, wenn eine Zwischenschicht aus Edelstahl und darauf eine weitere Zwischenschicht aus Nickel angeordnet werden.

[0045] Die Gleitschicht 3 umfasst eine Zinnbasis-Legierung, in der Zinn bezogen auf die Menge den größten Anteil aller Legierungselemente aufweist. Bevorzugt besteht die Zinnbasislegierung aus einem Weißmetall. Neben Zinn sind insbesondere auch Antimon und Kupfer in der Zinnbasis-Legierung enthalten. Gegebenenfalls kann die Gleitschicht 3 zumindest ein Element aus einer ersten Gruppe bestehend aus Silizium, Chrom, Titan, Zink, Silber, Aluminium, Bismut, Nickel, und Eisen enthalten.

[0046] Der Anteil an Antimon kann zwischen 1 Gew.-% und 16 Gew.-%, insbesondere zwischen 3 Gew.-% und 13 Gew.-%, betragen. Bei einem Anteil unter 1 Gew.-% wird die Gleitschicht 3 zu weich, wodurch die Dauerfestigkeit verschlechtert wird. Andererseits wird die Gleitschicht 3 mit einem Anteil von mehr als 16 Gew.-% zu hart, sodass die Anpassungsfähigkeit der Gleitschicht 3 in der Einlaufphase zu gering ist.

[0047] Der Anteil an Kupfer kann zwischen 8 Gew.-% und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 10,5 Gew.-% und 20 Gew.-%, betragen. Bei einem Anteil von weniger als 8 Gew.-% verringert sich die Verschleißbeständigkeit so weit, dass das eingangs genannte Anforderungsprofil an das Gleitlager 1 nicht mehr erfüllt wird. Übersteigt der Anteil an Kupfer jedoch 20 Gew.-% kommt es zu einer zu grobkörnigen Ausscheidung der kupferreichen Phase, wodurch die gewünschten Eigenschaften ebenfalls nicht erreicht werden.

[0048] Der Anteil jedes der Elemente Silizium, Chrom, Titan Zink, Silber und Eisen kann zwischen 0,1 Gew.-% und 2 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,25 Gew.-% und 1,5 Gew.-%, betragen.

[0049] Silizium kann zur Verbesserung der Dauerfestigkeit und zur Verlangsamung von Diffusionseffekten, wodurch es zu einer Schichtaufweichung kommen kann, zugegeben werden.

[0050] Durch die Zugabe von Chrom kann eine Verlangsamung der Korngrenzendiffusion erreicht werden.

[0051] Titan und Eisen wiederum bilden mit Zinn Hartphasen, wodurch die Dauerfestigkeit der Gleitschicht 5 verbessert werden kann.

[0052] Durch die Zugabe von Zink oder Silber erfolgt eine Kornfeinung des Gefüges der Zinnbasislegierung, wodurch die Dauerfestigkeit und die Belastbarkeit der Gleitschicht 3 verbessert werden.

[0053] Anteile dieser Elemente außerhalb der genannten Grenzen führen zu einem Eigenschaftsprofil der Gleitschicht 3, das den voranstehenden Anforderungen nicht gerecht wird.

[0054] Der Anteil jedes der Elemente Aluminium, Bismut und Nickel kann zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1 Gew.-% und 3,1 Gew.-%, betragen.

[0055] Aluminium kann ebenfalls die Dauerfestigkeit der Gleitschicht 3 verbessern.

[0056] Durch die Zugabe von Nickel kann eine Kornfeinung des Gefüges erreicht werden, wodurch einerseits die Diffusion dergestalt gehemmt wird, dass kein Härteverlust im Betrieb auftritt, und andererseits damit die Dauerfestigkeit und die Belastbarkeit der Gleitschicht 3 verbessert wird.

[0057] Die Zugabe von Bismut verfeinert das Gefüge und behindert die Korngrenzendiffusion unter Temperatureinfluss.

[0058] Es wurde gefunden, dass Anteile an Aluminium, Bismut, Nickel außerhalb der angegebenen Mengenbereiche nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen.

[0059] Der Summengehalt aller Legierungselemente neben Zinn ist auf maximal 30 Gew.-%, vorzugsweise auf einen Anteil zwischen 10 Gew.-% und 25 Gew.-%, beschränkt. Es wurde gefunden, dass Summengehalte oberhalb der angegebenen Mengenbereiche zu Sprödigkeit, unterhalb zu geringer Härte und Dauerfestigkeit der Gleitschicht 3 führen.

[0060] Den Rest auf 100 Gew.-% bildet Zinn mit den üblichen, herstellungsbedingten Verunreinigungen.

[0061] Die weitere metallische Schicht, also die Gleitschicht 3 und/oder die Lagermetallschicht 3, wird bzw. werden auf die metallische Stützschicht 2 mit einem Spritzverfahren aufgespritzt, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

[0062] Sofern sowohl die Gleitschicht 3 als auch die Lagermetallschicht 4 aufgespritzt werden, unterscheiden sich diese beiden Schichten hinsichtlich ihrer Zusammensetzung.

[0063] Vorzugsweise weist die Stützschicht 2 bereits die endgültige Form auf, wenn die weitere metallische Schicht aufgespritzt wird. Beispielsweise wurde also die metallische Stützschicht 3 bereits in die Halbschalenform umgeformt. Es ist aber auch möglich, dass die weitere metallische Schicht auf ein ebenes Substrat, also die ebene Vorform der Stützschicht 3, aufgespritzt wird, und dieser Verbundwerkstoff erst danach in die endgültige Form umgeformt wird.

[0064] Die weitere metallische Schicht wird aus einem Spritzwerkstoff 5 mit einer Spritzvorrichtung 6 aufgespritzt.

[0065] Die Spritzvorrichtung 6 ist vorzugsweise ein so genannter Spritzbrenner, in dem die Zinnbasislegierung des Spritzwerkstoffes 5 aufgeschmolzen wird. Es ist aber auch möglich, dass die Zinnbasislegierung außerhalb, d.h. vor der Spritzvorrichtung 6 aufgeschmolzen wird, beispielsweise in einer Flamme, die an einer Düse der Spritzvorrichtung brennt. Dementsprechend kann der Spritzwerkstoff 5 über eine Zuführvorrichtung 7 in die Spritzvorrichtung 6 oder vor die Spritzvorrichtung 6 zugeführt werden.

[0066] Das Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht wird mit einem thermischen Spritzverfahren durchgeführt. Das thermische Spritzverfahren kann ein Lichtbogenspritzverfahren, ein Plasmaspritzverfahren, ein Flammspritzverfahren, ein Laserspritzverfahren, oder ein Kaltgasspritzverfahren sein. Vorzugsweise wird die weitere metallische Schicht mittels eines Flamm-spritzverfahrens oder eines Plasmaspritzverfahrens aufgebracht.

[0067] Beim Aufspritzen von Zinnpulver ist insbesondere darauf zu achten, dass die Temperatur gering bleibt, insbesondere geringer als 500‘O, um Oxidation zu vermindern. Für die Spritzparameter sei hinsichtlich der Spritzparameter auf die einschlägige Literatur verwiesen.

[0068] Das Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht kann unter Normalatmosphäre, d.h. Umgebungsatmosphäre, oder gegebenenfalls unter Schutzgas, wie z.B. Argon oder Stickstoff erfolgen. Falls ein Schutzgas verwendet wird, kann dieses wie ein gegebenenfalls verwendetes Brenngas der Spritzvorrichtung 6 oder zwischen dieser und dem zu beschichtenden Substrat zugeführt werden.

[0069] Die aus dem Spritwerkstoff 5 in oder vor der Spritzvorrichtung 6, d.h. zwischen dem Substrat und der Spritzvorrichtung 6, erzeugten Spritzpartikel werden in einem Gasstrom 8 in Richtung auf die Substratoberfläche beschleunigt und auf diese geschleudert. Das Substrat, also die Stützschicht 2 bzw. das Vorprodukt der Stützschicht 2, wird dabei nicht aufgeschmolzen. Die weitere metallische Schicht kann dabei lagenweise aufgebaut werden.

[0070] Nach dem Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht kann diese noch durch übliche Nachbearbeitungsschritte, wie z.B. Feinbohren, nachbearbeitet werden. Gegebenenfalls kann auf diese weitere metallische Schicht noch eine zusätzliche metallische oder nichtmetallische Schicht aufgebracht werden, wie beispielsweise die Gleitschicht 3 wenn die weitere metallische Schicht die Lagermetallschicht bildet, oder eine Einlaufschicht.

[0071] Als Spritzwerkstoff wird ein Werkstoff verwendet, der neben der voranstehend genannten Zinnbasislegierung auch noch Hartpartikel und/oder Weichpartikel enthält bzw. aus der Zinnbasislegierung, den Hartpartikeln und/oder den Weichpartikeln besteht. Die Zinnbasislegierung bildet dabei in der weiteren metallischen Schicht eine zinnreiche Matrix, in der die Hartpartikel und/oder Weichpartikel eingelagert bzw. eingebettet, insbesondere vollständig eingelagert bzw. eingebettet, sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Hartpartikel und/oder Weichpartikel, die im Bereich der Oberfläche der weiteren Schicht abgeschieden werden, teilweise über diese Oberfläche vorragen.

[0072] Mit dem Begriff „zinnreiche Matrix“ ist gemeint, dass der Zinnanteil der Matrix zumindest 60 Gew.-% beträgt.

[0073] Die Hartpartikel sind härter als die zinnreiche Matrix. Dementsprechend sind die Weichpartikel weicher als die zinnreiche Matrix. Vorzugsweise weisen die Hartpartikel eine Härte auf, die um zumindest um den Faktor 4 größer ist, als die Härte der zinnreichen Matrix. Es ist weiter bevorzugt, wenn die Weichpartikel eine Härte aufweisen, die um zumindest 10 % kleiner ist, als die Härte der zinnreichen Matrix.

[0074] Die zinnreiche Matrix kann eine Härte nach Vickers ausgewählt aus einem Bereich von 10 bis 45 aufweisen.

[0075] Zum Unterschied zu der Zinnbasislegierung werden die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel nicht aufgeschmolzen. Es kann damit verhindert werden, dass die Zusammensetzung der Hartpartikel und/oder der Weichpartikel durch das Aufspritzen verändert wird. Weiter ist es dadurch möglich, dass deren Korngröße und/oder deren Form durch entsprechende Auswahl bei der Herstellung des Spritzwerkstoffes 5 vorgegeben werden kann. Dies hat den Vorteil, dass je nach Bedarf feinkörnige Hartpartikel und/oder Weichpartikel relativ gleichmäßig in die weitere metallische Schicht verteilt eingebracht werden können. Andererseits kann aber ein entsprechend grobkörniges Gefüge eingestellt werden, indem für die Hartpartikel und/oder Weichpartikel entsprechende Korngrößen verwendet werden. Das grobkörnige Gefüge hat wiederum den Vorteil, dass auf die weitere metallische Schicht aufgebrachte Lasten besser in die Stützschicht 2 (oder gegebenenfalls in die Lagermetallschicht 4) und in weitere Folge in die Lageraufnahme eingeleitet werden können.

[0076] Vorzugsweise werden für den Spritzwerkstoff 5 Hartpartikel verwendet, die einen Durchmesser zwischen 0,5 pm und 80 pm, insbesondere zwischen 2 pm und 50 pm, aufweisen.

[0077] Die im Spritzwerkstoff 5 eingesetzten Weichpartikel weisen bevorzugt einen Durchmesser zwischen 0,5 pm und 80 pm, insbesondere zwischen 2 pm und 50 pm, auf.

[0078] Als Hartpartikel werden insbesondere keramische Partikel, vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe umfassend oder bestehend aus Metalloxide, Metallnitride, Metallcarbide, Metallboride, Metallsilizide, dem Spritzwerkstoff 5 beigefügt. Beispielsweise können die Hartpartikel Cr03, Fe304, ZnO, CdO, Al203, SiC, Si3N4, AIN,Si02, MnO, CaC2, Mo2C, WC, Cr3C2, Fe2B, Ni2B, FeB.

[0079] Es können aber auch andere Hartpartikel, wie z.B. Metallpartikel, wie beispielsweise Zn, Ag, Ba, Bi, Bronze, Cd, Co, Cu, Legierungspartikel von diesen Metallen, eingesetzt werden.

[0080] Darüber hinaus können eine Art von Hartpartikeln oder Mischungen aus mehreren unterschiedlichen Hartpartikeln im Spritzwerkstoff 5 verwendet werden.

[0081] Die Weichpartikel, die im Spritzwerkstoff 5 eingesetzt werden, sind vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe umfassend oder bestehend aus Graphit, hexagonales BN, Metallsul- fide, wie MoS2, WS2 und ähnliche.

[0082] Es können eine Art von Weichpartikeln oder Mischungen aus mehreren unterschiedlichen Weichpartikeln im Spritzwerkstoff 5 verwendet werden.

[0083] Der Anteil der Hartpartikel an dem Spritzwerkstoff 5 kann ausgewählt werden aus einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, insbesondere aus einem Bereich von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%.

[0084] Der Anteil der Weichpartikel an dem Spritzwerkstoff 5 kann ausgewählt werden aus einem Bereich von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere aus einem Bereich von 3 Gew.-% bis 15 Gew.-%.

[0085] Der Spritzwerkstoff 5 kann pulverförmig eingesetzt werden. Dazu werden die einzelnen Bestandteile des Spritzwerkstoffes 5, also insbesondere eine pulverförmige Zinnbasislegierung, die pulverförmigen Hartpartikel und/oder die pulverförmigen Weichpartikel miteinander vermischt und vorzugsweise das gemischte Pulver des Spritzwerkstoffes 5 in den Bereich zwischen der Spritzvorrichtung 6 und der Substratoberfläche zugeführt. Dabei wird das Pulver der Zinnbasislegierung aufgeschmolzen während die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel im festen Zustand verbleiben.

[0086] In der bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird der Spritzwerkstoff 5 jedoch drahtförmig verwendet. Insbesondere wird ein Draht verwendet, der einen Kern und einen Mantel aufweist, wobei der Mantel aus der Zinnbasislegierung besteht bzw. gebildet wird und der Kern aus den Hartpartikeln und/oder Weichpartikeln besteht oder gebildet wird.

[0087] Es besteht auch die Möglichkeit, dass sowohl ein Pulver als auch ein Draht verwendet wird, wobei in diesem Fall das Pulver durch die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel und der Draht durch die Zinnbasislegierung gebildet werden.

[0088] Darüber hinaus kann auch mehr als ein Spritzwerkstoff 5 eingesetzt werden.

[0089] Jedenfalls liegen die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel bereits im Spritzwerkstoff 5 vor, werden also nicht im Zuge des Aufspritzens gebildet, beispielsweise durch Oxidation. Vorzugsweise weisen die Hartpartikel einen Schmelzpunkt auf, der um mindestens 400 °C höher ist, als der Schmelzpunkt der Zinnbasislegierung.

[0090] Dadurch, dass die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel nicht aufschmelzen, kann eine weitere metallische Schicht hergestellt werden, die eine hohe Gleichmäßigkeit der Verteilung dieser Partikel in der Schicht aufweist.

[0091] Die aus dem Spritzwerkstoff 5 hergestellte weitere metallische Schicht entspricht hinsichtlich der quantitativen Zusammensetzung der Zusammensetzung des Spritzwerkstoffes 5. Das Gefüge der weiteren metallischen Schicht kann jedoch von jenem des Spritzwerkstoffes 5 unterschiedlich sein, da sich infolge des Aufschmelzens der Zinnbasislegierung bzw. wenn der Spritzwerkstoff lediglich die Metalle zur Herstellung der Zinnbasislegierung aufweist durch deren Aufschmelzen und nachfolgendem Abkühlen intermetallische Phasen bilden können, wie insbesondere Cu6Sn5 und SbSn.

[0092] Weiter kann sich die Form der Körner der Zinnbasislegierung aufgrund des Aufpralls der Partikel auf der Substratoberfläche ändern. Somit ist es je nach Aufprallgeschwindigkeit möglich, Körner mit annähernd globularem oder mit spratzigem Habitus zu bilden.

[0093] Wie bereits voranstehend erwähnt, kann das Gleitlager 1 auch zumindest eine Zwischenschicht als Haftvermittler aufweisen. Es besteht aber nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens die Möglichkeit, die Substratoberfläche vor dem Aufspritzen des Spritzwerkstoffes 5 zu behandeln, um die Haftfestigkeit der weiteren metallischen Schicht zu verbessern.

[0094] Diese Oberflächenbehandlung kann mechanisch, z.B. durch Aufrauhung, Rillung, etc., erfolgen. Auch Plasmavorbehandlungen sind möglich.

[0095] Nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens erfolgt die Oberflächenbehandlung allerdings durch das Aufspritzen von metallischen Partikeln auf die Substratoberfläche, also insbesondere auf die Stützschichtoberfläche oder die Lagermetalloberfläche oder eine der voranstehend genannten metallischen Zwischenschicht. Die Belegung der Oberfläche mit diesen metallischen Partikeln kann dabei vollständig sein, sodass also eine zusätzliche metallische Schicht gebildet wird.

[0096] Diese wird jedoch sehr dünn ausgeführt und weist eine Schichtdicke zwischen 1 pm und 4 pm auf.

[0097] Andererseits kann die Belegung der Oberfläche mit diesen metallischen Partikeln auch nur teilweise erfolgen, wodurch eine raue Oberfläche erzielt wird, auf die in der Folge die weitere metallische Schicht abgeschieden wird.

[0098] Die Flächenbelegung kann dabei zwischen 10 % und 100 % der gesamten zu beschichtenden Oberfläche des Substrates betragen.

[0099] Zur Abscheidung dieser metallischen Partikel wird vorzugsweise das Spritzverfahren eingesetzt, mit dem auch die weitere metallische Schicht erzeugt wird.

[00100] Es kann mit dem Verfahren ein relativ grobes Gefüge der weiteren metallischen Schicht, also der Gleitschicht 3 oder der Lagermetallschicht 4, erhalten werden.

[00101] Die Hartpartikel und/oder die Weichpartikel können eine Partikelgröße entsprechend voranstehender Ausführungen aufweisen. Exemplarisch ist dazu in Fig. 3 ein Ausschnitt aus dem Gefüge einer weiteren metallischen Schicht dargestellt. Zu sehen sind Körner 9 der Zinnbasislegierung, Hartpartikel 10 und Weichpartikel 11, die in der zinnreichen Matrix zumindest annährend homogen verteilt sind.

[00102] Aus Fig. 3 ist weiter zu ersehen, dass die Weichpartikel größer sein können als die Hartpartikel. Es sind aber auch Ausführungsvarianten möglich, bei denen die Hartpartikel eine zumindest annähernd gleich große Partikelgröße aufweisen wie die Weichpartikel oder bei denen die Hartpartikel größer sind als die Weichpartikel. Die Ausbildung der im Vergleich zu den Weichpartikeln kleineren Hartpartikeln hat jedoch den Vorteil, dass damit die Dauerfestigkeit der weiteren metallischen Schicht verbessert werden kann, wobei durch die gröberen Weichpartikel die Schmierfähigkeit der weiteren metallischen Schicht verbessert werden kann.

[00103] Im Rahmen der Erfindung wurden die in Tabelle 1 aufgelisteten Beispielzusammensetzungen für die Zinnbasislegierung hergestellt. Die Beispiele 1 bis 9 sind Beispiele für Gleitschichten 3 und die Beispiele 10 bis 18 Beispiele für Lagermetallschichten 4. Den Rest auf 100 Gew.-% bildet jeweils Zinn.

[00104] Tabelle 1: Beispielzusammensetzungen für Zinnbasislegierungen

[00105] Aus diesen Zinnbasislegierungen wurden Drähte geformt, die mit Hartpartikel und/oder Weichpartikel entsprechend der Zusammensetzung in Tabelle 2 gefüllt waren. Den Rest auf 100 Gew.-% in Tabelle 2 bildet die jeweilige Zinnbasislegierung entsprechend Tabelle 1 mit gleicher Beispielsnummer.

[00106] Tabelle 2: Beispielzusammensetzungen für Spritzwerkstoffe 5

[00107] Sämtliche Legierungen wurden auf eine Stützschicht 2 aus Stahl abgeschieden. Die

Abscheidung erfolgte mittels Drahtflammspritzen.

[00108] Die Ermüdungsneigung der Legierungen wurde auf einem Wechselbiegeprüfstand gemessen. Der Messwert gibt dabei die Belastung wieder, bei der eine Legierungsprobe 1 Million Lastwechsel übersteht.

[00109] Für die Messung der Verschleißneigung stand ein Lagerprüfstand zur Verfügung. Der Verschleiß wurde nach einem simulierten Motorlauf durch Messung des Wandstärkenverlusts der Probe ermittelt.

[00110] Für die leichtere Vergleichbarkeit der Ergebnisse wurden die Werte auf die Varianten ohne Partikel normiert.

[00111] Tabelle 3: Messergebnisse der Beispielvarianten

[00112] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der weiteren metallischen Schicht, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

[00113] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Gleitlagers 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gleitlager 2 Stützschicht 3 Gleitschicht 4 Lagermetallschicht 5 Spritzwerkstoff 6 Spritzvorrichtung 7 Zuführvorrichtung 8 Gasstrom 9 Korn 10 Hartpartikel 11 Weichpartikel

Claims (10)

1. Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers (1) umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer metallischen Stützschicht (2), - Aufspritzen einer weiteren metallischen Schicht aus einem Spritzwerkstoff direkt oder nach dem Auftrag zumindest einer metallischen Zwischenschicht auf die Stützschicht (2), wobei die weitere metallische Schicht aus einer Zinnbasislegierung mit einer zinnreichen Matrix hergestellt wird, in die Hartpartikel (10) eingelagert werden, die härter sind als die Matrix, und/oder in die Weichpartikel (11) eingelagert werden, die weicher sind als die Matrix, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzwerkstoff (5) verwendet wird, in dem die Hartpartikel (10) für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Hartpartikeln (10) hergestellt wird, und/oder in dem die Weichpartikel (11) für den Fall, dass die weitere metallische Schicht mit diesen Weichpartikel (11) hergestellt wird, bereits enthalten sind, wobei die Hartpartikel (10) und/oder die Weichpartikel (11) während des Aufspritzens in der festen Form belassen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere metallische Schicht eine Weißmetallschicht hergestellt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Hartpartikel (10) ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Metalloxide, Metallnitride, Metallcarbide, Me-tallboride, Metallsilizide.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichpartikel (11) ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Graphit, hexagonales BN, Metallsulfide.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Hartpartikel (10) verwendet werden, die einen Durchmesser zwischen 0,5 pm und 80 pm aufweisen.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Weichpartikel (11) verwendet werden, die einen Durchmesser zwischen 2 pm und 50 pm aufweisen.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzwerkstoff (5) drahtförmig eingesetzt wird, wobei die Hartpartikel (10) und/oder die Weichpartikel (11) den Kern bilden, der von der Zinnbasislegierung ummantelt ist.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (2) oder gegebenenfalls die zumindest eine metallische Zwischenschicht vor dem Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht durch Aufspritzen von metallischen Partikeln oberflächenbehandelt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspritzen der weiteren metallischen Schicht mit einem thermischen Spritzverfahren ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Drahtflammspritzen oder Plasmaspritzen durchgeführt wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Weißmetallschicht mit einem Kupferanteil zwischen 5 Gew.-% und 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der weiteren metallischen Schicht hergestellt wird, wobei das Kupfer in der Weißmetallschicht im Wesentlichen homogen verteilt enthalten ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen