AT519124B1 - Multilayer plain bearing element - Google Patents

Multilayer plain bearing element Download PDF

Info

Publication number
AT519124B1
AT519124B1 ATA50927/2016A AT509272016A AT519124B1 AT 519124 B1 AT519124 B1 AT 519124B1 AT 509272016 A AT509272016 A AT 509272016A AT 519124 B1 AT519124 B1 AT 519124B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
layer
zinc
bearing element
sliding
proportion
Prior art date
Application number
ATA50927/2016A
Other languages
German (de)
Other versions
AT519124A4 (en
Inventor
Davis Brian
Ing Lukas Hädicke Dipl
Original Assignee
Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miba Gleitlager Austria Gmbh filed Critical Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority to ATA50927/2016A priority Critical patent/AT519124B1/en
Priority to PCT/AT2017/060263 priority patent/WO2018071931A1/en
Application granted granted Critical
Publication of AT519124A4 publication Critical patent/AT519124A4/en
Publication of AT519124B1 publication Critical patent/AT519124B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/121Use of special materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C18/00Alloys based on zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/04Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing tin or lead
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/06Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing zinc
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • F16C33/124Details of overlays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/30Alloys based on one of tin, lead, antimony, bismuth, indium, e.g. materials for providing sliding surfaces
    • F16C2204/34Alloys based on tin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/50Alloys based on zinc

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtgleitlagerelement umfassend eine Stützschicht und eine Gleitschicht, wobei die Gleitschicht aus einem Weißmetall umfassend die Elemente Zinn, Zink und Kupfer besteht, wobei der Anteil an Kupfer zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% und der Anteil an Zink zwischen 35 und 50 Gew.-%, bevorzugt zwischen 39 und 47 Gew.-%, liegt und den Rest Zinn bildet. Bevorzugt weist zumindest 50% des Zinkanteils eine maximale Korngröße von 250 μm auf. Bevorzugt ist das Weißmetall eine Gusslegierung, insbesondere eine Schleudergusslegierung.The invention relates to a multilayer sliding bearing element comprising a supporting layer and a sliding layer, wherein the sliding layer consists of a white metal comprising the elements tin, zinc and copper, wherein the proportion of copper between 2 wt .-% and 8 wt .-% and the proportion of zinc between 35 and 50% by weight, preferably between 39 and 47% by weight, and the remainder forms tin. Preferably, at least 50% of the zinc content has a maximum particle size of 250 μm. The white metal is preferably a casting alloy, in particular a centrifugal casting alloy.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtgleitlagerelement umfassend eine Stützschicht und eine Gleitschicht, wobei die Gleitschicht aus einem Weißmetall umfassend die Elemente Zinn, Zink und Kupfer besteht, wobei der Anteil an Zink zwischen 35 Gew.-% und 50 Gew.-% beträgt.Description: The invention relates to a multilayer sliding bearing element comprising a supporting layer and a sliding layer, the sliding layer consisting of a white metal comprising the elements tin, zinc and copper, the proportion of zinc being between 35% by weight and 50% by weight ,

[0002] Durch die steigenden Belastungen im Motor und dadurch auf die Lager wird vom Markt eine höherfeste Gleitschicht gewünscht welche allerdings keine merklich schlechteren Fresseigenschaften hat oder zumindest kein Spontanversagen wie das häufig verwendete AISn40 zeigt. Zur Lösung dieses Problems sind seitens der Gleitlagerhersteller unterschiedlichste Lösungen, insbesondere unterschiedlichste Legierungen, bekannt.Due to the increasing loads in the engine and thus on the camp a higher-strength sliding layer is desired by the market which, however, has no noticeably worse eating properties or at least no spontaneous failure as the commonly used AISn40 shows. To solve this problem a variety of solutions, especially different alloys, are known from the slide bearing manufacturer.

[0003] Der Einsatz von Weißmetallen für eine Gleitschicht eines Mehrschichtgleitlagers ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die derzeitigen Legierungen sind geprägt durch die Anwendung der Mischkristallverfestigung (Zusatz von Sb, Bi, Cd) und durch die Härtung durch primäre Ausscheidungen (Zusatz von Cu, Ni, Co). Das Risiko bei primären Ausscheidungen ist die prozessmäßig beim Schleuderguss schwer zu kontrollierende Seigerung aufgrund von Fliehkräften und der Verringerung der Duktilität aufgrund dem erhöhtem Sprödphasenanteil. Kaltverfestigung durch Verpressen und Feinkornverfestigung (Zusatz von Te, As) sind aufgrund der relativ hohen Temperaturen für Weißmetalle nicht oder nur kurzzeitig wirksam. Zudem sind die Kosten der Legierungen zu einem großen Ausmaß durch den hohen Zinnanteil verursacht.The use of white metals for a sliding layer of a multilayer plain bearing is known from the prior art. The current alloys are characterized by the use of solid solution hardening (addition of Sb, Bi, Cd) and hardening by primary precipitation (addition of Cu, Ni, Co). The risk of primary excretions is the segregation difficult to control in centrifugal casting due to centrifugal forces and the reduction in ductility due to the increased brittle phase fraction. Hardening by compression and fine-grain hardening (addition of Te, As) are not or only briefly effective due to the relatively high temperatures for white metals. In addition, the cost of the alloys is largely caused by the high tin content.

[0004] Die JP H10-330871 A beschreibt ein Mehrschichtgleitlagerelement mit einem Basismaterial, auf dem eine Lagermetallschicht aufgebracht ist. Auf der Lagermetallschicht ist eine Überzugsschicht mit einer Zusammensetzung aus Sn, gegebenenfalls In, und im wesentlichen Zn mit unvermeidbaren Verunreinigungen gebildet. Diese Überzugsschicht enthält ferner mindestens ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sb, Cu, Ag und Au besteht. Es wird damit ein Gleitelement, das zumindest in der Gleitfläche frei von Pb ist und eine Gleitcharakteristik aufweist, die gleich derjenigen eines Gleitelements mit Blei ist, geschaffen.JP H10-330871 A describes a multilayer sliding bearing element with a base material on which a bearing metal layer is applied. On the bearing metal layer is formed a coating layer having a composition of Sn, optionally In, and substantially Zn with unavoidable impurities. This coating layer further contains at least one element selected from the group consisting of Sb, Cu, Ag and Au. It is thus a sliding element, which is free at least in the sliding surface of Pb and has a sliding characteristic which is equal to that of a sliding element with lead created.

[0005] Aus der US 1,915,212 A ist eine Legierung bekannt, die 55 % Sn, 38 % Zn, 1 % Cu, 5,5 % AI und 0,1 % eines Amalgams enthält. Die Legierung kann u.a. für ein Gleitlager verwendet werden.From US 1,915,212 A, an alloy is known which contains 55% Sn, 38% Zn, 1% Cu, 5.5% Al and 0.1% of an amalgam. The alloy can i.a. be used for a sliding bearing.

[0006] Die JP 2003-322153 A beschreibt ein metallimprägniertes Kohlenstoff-Lagermaterial mit einer Gleiteigenschaft, die ungefähr gleich einem bleiimprägnierten Kohlenstoff-Lagermaterial ist, während es frei von Blei ist. Dazu wird ein Kohlenstoff-Basismaterial eingesetzt, das ein festes Schmiermittel enthält und mit einer Legierung imprägniert ist, die aus 20 bis 29 Gew. % Zn, 2-8 Gew. % Cu und Sn als Rest besteht. In einem Vergleichsbeispiel wird eine Imprägnierung verwendet, die aus 63 Gew.-% Sn, 32 Gew.-% Zn und 5 Gew.-% Cu besteht.JP 2003-322153 A describes a metal-impregnated carbon bearing material having a sliding property approximately equal to a lead-impregnated carbon bearing material while being lead-free. For this purpose, a carbon base material is used, which contains a solid lubricant and is impregnated with an alloy consisting of 20 to 29 wt.% Zn, 2-8 wt.% Cu and Sn as the remainder. In a comparative example, an impregnation consisting of 63% by weight of Sn, 32% by weight of Zn and 5% by weight of Cu is used.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Mehrschichtgleitlagers mit einer Gleitschicht, die eine verbesserte Festigkeit aufweist, aus einem Weißmetall, das in der Herstellung kostengünstig ist.The object of the invention is to provide a multilayer plain bearing with a sliding layer, which has improved strength, of a white metal, which is inexpensive to manufacture.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Mehrschichtgleitlager dadurch gelöst, dass der Anteil an Kupfer zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% beträgt und den Rest Zinn bildet.The object of the invention is achieved in the aforementioned multilayer sliding bearing characterized in that the proportion of copper between 2 wt .-% and 8 wt .-% is and forms the remainder tin.

[0009] Von Vorteil ist dabei, dass durch den hohen Anteil an Zink die durch Zinn verursachten relativ hohen Kosten des Mehrschichtgleitlagers deutlich gesenkt werden können, da der Preis von Zink bei ca. 1/10 von jenem von Zinn liegt. Nachdem Zink und Zinn aus demselben Herstellungsverfahren gewonnen werden, ist auch nicht damit zu rechnen, dass sich dieses Verhältnis ändert. Die Gleitschicht mit der angegebenen Zusammensetzung weist zudem eine höhere Festigkeit als derzeit in Mehrschichtgleitlagern eingesetzte Weißmetalle auf, wobei aber der Verlust an Duktilität der Legierung überraschenderweise relativ gering ist. Trotz des hohen Anteils an Zink bleiben die guten Fresseigenschaften des Zinns erhalten. Die Gleitschicht weist ebenfalls eine höhere Dauerfestigkeit auf. Dies ist im Sinne des Schadensfortschritts, dass also bei gleicher Belastung und Zeit weniger Schäden auftreten und/oder eine höhere Belastung bei gleicher Zeit zum selben Schaden führt, von Vorteil.The advantage here is that the relatively high cost of the multi-layer plain bearing caused by tin can be significantly reduced by the high proportion of zinc, since the price of zinc is about 1/10 of that of tin. Since zinc and tin are obtained from the same manufacturing process, it is unlikely that this ratio will change. The overlay with the specified composition also has a higher strength than currently used in multi-layer plain bearings white metals, but the loss of ductility of the alloy is surprisingly relatively low. Despite the high proportion of zinc, the good milling properties of the tin are retained. The sliding layer also has a higher fatigue strength. This is in the sense of the damage progress, so that less damage occurs with the same load and time and / or a higher load at the same time leads to the same damage advantage.

[0010] Dadurch, dass der Anteil an Kupfer zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% beträgt, kann eine Verbesserung der Festigkeit der Gleitschicht erreicht werden, da Kupfer Mischkristalle sowie primär ausgeschiedene Hartphasen mit Zink bildet.Characterized in that the proportion of copper is between 2 wt .-% and 8 wt .-%, an improvement in the strength of the sliding layer can be achieved because copper forms mixed crystals and primary precipitated hard phases with zinc.

[0011] Eine weitere Verbesserung dieser Eigenschaften der Gleitschicht kann erreicht werden, wenn der Anteil an Zink zwischen 39 Gew.-% und 47 Gew.-% beträgt.A further improvement of these properties of the sliding layer can be achieved if the proportion of zinc between 39 wt .-% and 47 wt .-% is.

[0012] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagers kann ein Anteil von zumindest 50 % des gesamten Zinkanteils mit einer maximalen Korngröße von 250 pm vorliegen. Durch diese Feinkörnigkeit der Weißmetalllegierung kann eine weitere Verbesserung der Dauerfestigkeit der Gleitschicht erreicht werden.According to a further embodiment of the multi-layer plain bearing, a proportion of at least 50% of the total zinc content can be present with a maximum particle size of 250 pm. By means of this fine grain of the white metal alloy, a further improvement in the fatigue strength of the sliding layer can be achieved.

[0013] Vorzugsweise ist das Weißmetall eine Gusslegierung, insbesondere eine Schleudergusslegierung. Gussverfahren sind im Vergleich zu anderen Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschichten relativ schnell durchführbar. Zudem zeigt sich insbesondere bei Gusslegierungen der Vorteil der verringerten Seigerung der angegebenen Zusammensetzung des Weißmetalls.Preferably, the white metal is a casting alloy, in particular a centrifugal casting alloy. Casting methods are relatively fast compared to other methods for producing sliding bearing layers feasible. In addition, the advantage of reduced segregation of the stated composition of the white metal is particularly evident in cast alloys.

[0014] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Beschreibung und der darin angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following description and the embodiments specified therein.

[0015] Einführend sei festgehalten, dass die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene Ausführungsform des Mehrschichtgleitlagers bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen sind.By way of introduction, it should be noted that the location information chosen in the description, such as. up, down, laterally, etc. related to the embodiment of the multi-layer plain bearing described immediately and to be transferred to the new situation in a change in position mutatis mutandis.

[0016] Sämtliche Angaben in der Beschreibung zu Zusammensetzungen sind in Gew.-% zu verstehen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.All information in the description of compositions are to be understood in wt .-%, unless expressly stated otherwise.

[0017] Weiter beziehen sind Angaben zu Normen auf die zum Anmeldetag vorliegender Anmeldung letztgültige Fassung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.Further refer to information on standards on the filing date of the present application latest version, unless expressly stated otherwise.

[0018] Die Erfindung betrifft ein metallisches Mehrschichtgleitlagerelement, insbesondere ein mehrschichtiges Radialgleitlagerelement. Dieses weist eine metallische, radial äußere Stützschicht (auch als Rückmetallschicht bezeichenbar) auf, auf der auf der radialen Innenoberfläche eine Gleitschicht aufgebracht ist. In der einfachsten, bevorzugten Ausführungsvariante besteht das Mehrschichtgleitlagerelement aus diesen beiden Schichten, sodass also die Gleitschicht mit der Stützschicht verbunden ist.The invention relates to a metallic multilayer sliding bearing element, in particular a multilayer radial plain bearing element. This has a metallic, radially outer support layer (also denoted as a reverse metal layer), on which a sliding layer is applied to the radial inner surface. In the simplest, preferred embodiment, the multi-layer sliding bearing element consists of these two layers, so that therefore the sliding layer is connected to the support layer.

[0019] Es ist auch möglich, dass die Gleitschicht direkt auf einem Stützelement, das insbesondere die Stützschicht bildet, angeordnet ist. Diese Direktbeschichtung wird beispielsweise bei Pleuelaugen angewandt.It is also possible that the sliding layer is arranged directly on a support element which forms in particular the support layer. This direct coating is used for example in connecting rods.

[0020] Gegebenenfalls kann zwischen der Stützschicht und der Gleitschicht zumindest eine weitere Schicht angeordnet sein, beispielsweise eine Lagermetallschicht und/oder eine Bindeschicht und/oder eine Diffusionssperrschicht.Optionally, at least one further layer can be arranged between the support layer and the sliding layer, for example a bearing metal layer and / or a bonding layer and / or a diffusion barrier layer.

[0021] Das Mehrschichtgleitlagerelement bildet zusammen mit zumindest einem weiteren Gleitlagerelement - je nach konstruktivem Aufbau kann auch mehr als ein weiteres Gleitlagerelement vorhanden sein - ein Gleitlager aus, wie dies an sich bekannt ist. Dabei ist bevorzugt das im Betrieb des Gleitlagers höher belastete Gleitlagerelement durch das Gleitlagerelement 1 nach der Erfindung gebildet, ist also beispielsweise im Hauptlager die untere Halbschale oder im Kreuzkopf die obere Halbschale. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass zumindest eines der zumindest einen weiteren Gleitlagerelemente durch das Mehrschichtgleitlagerelement nach der Erfindung gebildet wird.The multi-layer sliding bearing element forms together with at least one other sliding bearing element - depending on the structural design may also be present more than another sliding bearing element - a sliding bearing, as is well known. It is preferred that during operation of the sliding bearing higher loaded sliding bearing element formed by the sliding bearing element 1 according to the invention, that is, for example, in the main bearing, the lower half shell or in the crosshead, the upper half shell. However, there is also the possibility that at least one of the at least one further sliding bearing elements is formed by the multi-layer sliding bearing element according to the invention.

[0022] Das Mehrschichtgleitlagerelement kann in Form einer Halbschale ausgebildet sein. Es ist weiter möglich, dass das Mehrschichtgleitlagerelement als Gleitlagerbuchse ausgebildet ist. In diesem Fall ist das Mehrschichtgleitlagerelement gleichzeitig das Gleitlager. Weiter besteht die Möglichkeit einer anderen Teilung, beispielsweise einer Drittelteilung, sodass das Mehrschichtgleitlagerelement mit zwei weiteren Gleitlagerelementen zu einem Gleitlager kombiniert wird, wobei zumindest eines der beiden weiteren Gleitlagerelemente ebenfalls durch das Mehrschichtgleitlagerelement gebildet sein kann. In diesem Fall deckt das Mehrschichtgleitlagerelement nicht einen Winkelbereich von 180 ° sondern einen Winkelbereich von 120° ab.The multi-layer sliding bearing element may be in the form of a half-shell. It is also possible that the multi-layer sliding bearing element is designed as a plain bearing bush. In this case, the multi-layer sliding bearing element is at the same time the plain bearing. Further, there is the possibility of another division, for example, a third division, so that the multi-layer sliding bearing element is combined with two other sliding bearing elements to form a sliding bearing, wherein at least one of the two other sliding bearing elements may also be formed by the multi-layer sliding bearing element. In this case, the multi-layer sliding bearing element does not cover an angular range of 180 ° but an angular range of 120 °.

[0023] Es sind aber auch andere geometrische Ausführungen des Mehrschichtgleitlagerelements möglich. Beispielsweise kann dies ein Anlaufring, ein Axiallager, etc. sein.However, other geometric designs of the multi-layer sliding bearing element are also possible. For example, this may be a thrust ring, a thrust bearing, etc.

[0024] Das Mehrschichtgleitlagerelement wird insbesondere in der Motorenindustrie bzw. in Motoren eingesetzt.The multilayer sliding bearing element is used in particular in the engine industry or in engines.

[0025] Die Stützschicht besteht vorzugsweise aus einem Stahl, kann aber auch aus anderen geeigneten Werkstoffen, wie z.B. einer Bronze, bestehen.The backing layer is preferably made of a steel, but may also be made of other suitable materials, e.g. a bronze.

[0026] Die Werkstoffe für die gegebenenfalls vorhanden weiteren Schichten können dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet bzw. zusammengesetzt sein. Es sei dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.The materials for the optionally present further layers may be formed or assembled according to the prior art. Reference is made to the relevant prior art.

[0027] Die Gleitschicht besteht aus einem Weißmetall, also einer Sn-Zn-Legierung. Der Anteil des Zinks ist dabei ausgewählt aus einem Bereich von 35 Gew.-% und 50 Gew.-%. Zusätzlich enthält die Gleitschicht zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% Kupfer. Den Rest auf 100 Gew.-% bildet das Zinn.The sliding layer consists of a white metal, ie an Sn-Zn alloy. The proportion of zinc is selected from a range of 35 wt .-% and 50 wt .-%. In addition, the sliding layer contains between 2% by weight and 8% by weight of copper. The remainder to 100 wt .-% forms the tin.

[0028] Es sei erwähnt, dass das Weißmetall auch übliche Verunreinigungen enthalten kann, die aus der Herstellung der Metalle, aus denen das Weißmetall hergestellt wird, stammen. Die jeweiligen Anteile der Metalle an den in dieser Beschreibung erwähnten Zusammensetzungen der Gleitschicht umfassen also gegebenenfalls diese Verunreinigungen.It should be noted that the white metal may also contain conventional impurities derived from the production of the metals from which the white metal is produced. The respective proportions of the metals in the compositions of the sliding layer mentioned in this description thus optionally comprise these impurities.

[0029] Vorzugsweise beträgt der Anteil an Zink an der Gleitschicht zwischen 39 Gew.-% und 47 Gew.-%, insbesondere zwischen 42 Gew.-% und 47 Gew.-%.Preferably, the proportion of zinc in the sliding layer between 39 wt .-% and 47 wt .-%, in particular between 42 wt .-% and 47 wt .-%.

[0030] Es ist vorgesehen, dass der Anteil an Kupfer zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% Kupfer beträgt. Vorzugsweise enthält das Weißmetall bei dieser Ausführungsvariante zwischen 4 Gew.-% und 7 Gew.-% Kupfer.It is envisaged that the proportion of copper between 2 wt .-% and 8 wt .-% copper. Preferably, the white metal in this embodiment contains between 4 wt .-% and 7 wt .-% copper.

[0031] Die Gleitschicht besteht also aus den Metallen Zinn, Zink und Kupfer sowie den gegebenenfalls vorhandenen Verunreinigungen.The overlay thus consists of the metals tin, zinc and copper and any impurities present.

[0032] Nach einer anderen Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes kann vorgesehen sein, dass ein Anteil von zumindest 50 %, insbesondere zumindest 65 %, der Körner des gesamten Zinkanteils mit einer maximalen Korngröße von 250 pm vorliegt. Vorzugsweise beträgt die Korngröße der Zinkkörner zwischen 30 pm und 150 pm, insbesondere zwischen 30 pm und 100 pm. Die Korngröße wird gemäß DIN EN ISO 643 bestimmt.According to another embodiment of the multi-layer sliding bearing element can be provided that a proportion of at least 50%, in particular at least 65%, of the grains of the total zinc content is present with a maximum particle size of 250 pm. The grain size of the zinc grains is preferably between 30 μm and 150 μm, in particular between 30 μm and 100 μm. The grain size is determined according to DIN EN ISO 643.

[0033] Bevorzugt wird die Weißmetall-Gleitschicht nach einem Gussverfahren, insbesondere nach einem Schleudergussverfahren, hergestellt bzw. auf der entsprechenden Schicht abgeschieden. Das Weißmetall ist also bevorzugt eine Gusslegierung, insbesondere eine Schleudergusslegierung.Preferably, the white metal overlay is produced by a casting process, in particular by a centrifugal casting process, or deposited on the corresponding layer. The white metal is thus preferably a casting alloy, in particular a centrifugally cast alloy.

[0034] Im Zuge der Evaluierung der Einsatzfähigkeit des Mehrschichtgleitlagers wurden die in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen hergestellt und getestet. Die Angaben zur Zusammensetzung sind in Gew.-% zu verstehen.In the course of evaluating the usefulness of the multilayer plain bearing, the compositions shown in Table 1 were prepared and tested. The details of the composition are to be understood in% by weight.

[0035] Es wurden jeweils Zweischichtgleitlager hergestellt, wobei für die Stützschicht ein Stahl der Qualität C10 verwendet wurde. Das Aufgießen der Weißmetall-Gleitschicht erfolgte mit folgenden Parametern:Two-layer sliding bearings were produced in each case, wherein a steel grade C10 was used for the support layer. The infusion of the white metal overlay was carried out with the following parameters:

[0036] Legierung: Gießtemperatur 600°CAlloy: Casting temperature 600 ° C

[0037] Stahlrohling: bei 350°C feurverzinnter Stahlrohling [0038] Tabelle 1: Beispielzusammensetzungen der Weißmetall-Gleitschicht:Steel blank: at 350 ° C hot-dipped steel blank Table 1: Example compositions of the white metal overlay:

[0039] (1) HB2,5/31,25: Brinellhärte, Kugeldurchmesser 2,5 mm, Prüfkraft 31,25 p [0040] (2) Rp0,2: 0,2 % Dehngrenze in [MPa] [0041] (3) HM07 ist eine kommerziell erhältliche Weißmetalllegierung die neben Zinn insgesamt 8,5 Gew.-% andere Legierungselemente (7,5 Gew.-% Antimon, 3,5 Gew.- % Kupfer, 0,2 Gew -% Nickel, 1 Gew.-% Zink) enthält.(1) HB2.5 / 31.25: Brinell hardness, ball diameter 2.5 mm, test load 31.25 p (2) Rp0.2: 0.2% yield strength in [MPa] [0041] ( 3) HM07 is a commercially available white metal alloy which in addition to tin a total of 8.5 wt .-% other alloying elements (7.5 wt .-% antimony, 3.5 wt% copper, 0.2 wt -% nickel, 1 wt .-% zinc).

[0042] (4) Auf HM07 bezogener Wert RP0,2 [0043] Wie aus der Tabelle 1 zu ersehen ist, weist die Weißmetall-Gleitschicht deutliche Kostenvorteile gegenüber HM07 auf. Eine Legierungsvariante mit 50 Gew.-% Zinn, 43 Gew.-% Zink und 7 Gew.-% Kupfer kostet im Vergleich zu HM07 50% weniger. Im Verbund mit Stahl verringert sich der Kostenvorteil auf ca. 20%.(4) RP0,2 Relative to HM07 As can be seen from Table 1, the white metal overlay has significant cost advantages over HM07. An alloy variant with 50 wt% tin, 43 wt% zinc and 7 wt% copper costs 50% less compared to HM07. In combination with steel, the cost advantage is reduced to approx. 20%.

[0044] Das Zink ist in der Gleitschicht vorzugsweise weitgehend homogen verteilt enthalten. Mit weitgehend ist gemeint, dass eine Abweichung der Anzahl der Zinkkörner pro Volumeneinheit (1 cm3 Legierung) von 3 % zulässig ist.The zinc is preferably present in the overlay largely homogeneously distributed. By broadly meant that a deviation of the number of zinc grains per unit volume (1 cm3 alloy) of 3% is allowed.

[0045] Wie voranstehend ausgeführt, ist es von Vorteil, wenn ein Anteil von zumindest 50 %, insbesondere zumindest 65 %, des gesamten Zinkanteils mit einer maximalen Korngröße von 250 pm vorliegt. Vorzugsweise beträgt die Korngröße der Zinkkörner zwischen 30 pm und 150 pm, insbesondere zwischen 30 pm und 100 pm. Erreicht wird dies durch kornfeinende Elemente aus der Gruppe AI, Ag, As, Se.As stated above, it is advantageous if a proportion of at least 50%, in particular at least 65%, of the total zinc content is present with a maximum particle size of 250 μm. The grain size of the zinc grains is preferably between 30 μm and 150 μm, in particular between 30 μm and 100 μm. This is achieved by grain-refining elements from the group AI, Ag, As, Se.

Claims (4)

Patentansprücheclaims 1. Mehrschichtgleitlagerelement umfassend eine Stützschicht und eine Gleitschicht, wobei die Gleitschicht aus einem Weißmetall umfassend die Elemente Zinn, Zink und Kupfer besteht, wobei der Anteil an Zink zwischen 35 Gew.-% und 50 Gew.-% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kupfer zwischen 2 Gew.-% und 8 Gew.-% beträgt und den Rest Zinn bildet.A multilayer sliding bearing element comprising a supporting layer and a sliding layer, wherein the sliding layer consists of a white metal comprising the elements tin, zinc and copper, wherein the proportion of zinc between 35 wt .-% and 50 wt .-%, characterized in that the Proportion of copper between 2 wt .-% and 8 wt .-% and the rest forms tin. 2. Mehrschichtgleitlagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Zink zwischen 39 Gew.-% und 47 Gew.-% beträgt.2. multilayer sliding bearing element according to claim 1, characterized in that the proportion of zinc between 39 wt .-% and 47 wt .-% is. 3. Mehrschichtgleitlagerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von zumindest 50 % des gesamten Zinkanteils mit einer maximalen Korngröße von 250 pm vorliegt.3. multilayer sliding bearing element according to claim 1 or 2, characterized in that a proportion of at least 50% of the total zinc content is present with a maximum particle size of 250 pm. 4. Mehrschichtgleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Weißmetall eine Gusslegierung, insbesondere eine Schleudergusslegierung, ist. Hierzu keine Zeichnungen4. multilayer sliding bearing element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the white metal is a cast alloy, in particular a centrifugal casting alloy. No drawings for this
ATA50927/2016A 2016-10-17 2016-10-17 Multilayer plain bearing element AT519124B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50927/2016A AT519124B1 (en) 2016-10-17 2016-10-17 Multilayer plain bearing element
PCT/AT2017/060263 WO2018071931A1 (en) 2016-10-17 2017-10-16 Multilayer sliding bearing element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50927/2016A AT519124B1 (en) 2016-10-17 2016-10-17 Multilayer plain bearing element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT519124A4 AT519124A4 (en) 2018-04-15
AT519124B1 true AT519124B1 (en) 2018-04-15

Family

ID=60381967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50927/2016A AT519124B1 (en) 2016-10-17 2016-10-17 Multilayer plain bearing element

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT519124B1 (en)
WO (1) WO2018071931A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR628802A (en) * 1926-04-24 1927-10-29 Welding for aluminum and aluminum alloys
US1915212A (en) * 1931-12-29 1933-06-20 Andrew J Boyles Alloy
JPH0796386A (en) * 1993-09-29 1995-04-11 Furukawa Electric Co Ltd:The Composite tube for aluminum heat exchanger and its production
US5597656A (en) * 1993-04-05 1997-01-28 The Louis Berkman Company Coated metal strip
JPH10330871A (en) * 1997-06-05 1998-12-15 Toyota Motor Corp Sliding member
JP2003322153A (en) * 2002-05-09 2003-11-14 Hitachi Chem Co Ltd Metal-impregnated carbon bearing material
DE102013006388A1 (en) * 2013-04-15 2014-10-16 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg Slide bearing alloy based on tin
WO2015022426A2 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Mahle International Gmbh Bearing for internal combustion engines

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10205539A (en) * 1997-01-22 1998-08-04 Daido Metal Co Ltd Copper base slide bearing

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR628802A (en) * 1926-04-24 1927-10-29 Welding for aluminum and aluminum alloys
US1915212A (en) * 1931-12-29 1933-06-20 Andrew J Boyles Alloy
US5597656A (en) * 1993-04-05 1997-01-28 The Louis Berkman Company Coated metal strip
JPH0796386A (en) * 1993-09-29 1995-04-11 Furukawa Electric Co Ltd:The Composite tube for aluminum heat exchanger and its production
JPH10330871A (en) * 1997-06-05 1998-12-15 Toyota Motor Corp Sliding member
JP2003322153A (en) * 2002-05-09 2003-11-14 Hitachi Chem Co Ltd Metal-impregnated carbon bearing material
DE102013006388A1 (en) * 2013-04-15 2014-10-16 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg Slide bearing alloy based on tin
WO2015022426A2 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Mahle International Gmbh Bearing for internal combustion engines

Also Published As

Publication number Publication date
AT519124A4 (en) 2018-04-15
WO2018071931A1 (en) 2018-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT411229B (en) LAYER COMPOSITE MATERIAL FOR SLIDING ELEMENTS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
AT511196B1 (en) COMPOSITE BEARING
EP2985358B1 (en) Friction bearing composite material
AT515099B1 (en) Multilayer plain bearings
EP1840394B1 (en) Sliding element
WO2008074281A2 (en) Sliding bearing
EP0868539B1 (en) Plain bearing material of an aluminium alloy free from silicon except for impurities introduced during smelting
DE102007013707B4 (en) bearing element
AT520560A4 (en) Multilayer plain bearing element
EP2845917B1 (en) Friction bearing composite material, which comprises a layer of an aluminium alloy
AT410946B (en) ALUMINUM ALLOY FOR A SLIDE ELEMENT
AT518875B1 (en) Multilayer plain bearing element
DE8206353U1 (en) SLIDING BEARING SHELL WITH SLIDE LAYER MADE OF WHITE METAL ALLOY ON A TIN BASE
EP3320124B1 (en) Sliding bearing element
AT501806A1 (en) BEARINGS
AT519124B1 (en) Multilayer plain bearing element
EP3825119A1 (en) Multilayer sliding bearing element
AT515107B1 (en) bearings
EP2167829B1 (en) Composite material for slide bearings
AT520331B1 (en) Method for producing a plain bearing
WO1998017833A2 (en) Sliding bearing material made from an aluminium alloy which is silicon-free apart from impurities necessitated by steel production
WO2017120631A1 (en) Multi-layer plain bearing
DE102007049042A1 (en) Slide bearing with sliding layer and inlet layer