AT520560A4

AT520560A4 - Mehrschichtgleitlagerelement

Info

Publication number: AT520560A4
Application number: ATA50077/2018A
Authority: AT
Inventors: Ing Alexander Eberhard Dipl; Ing Lukas Samer Dipl
Original assignee: Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-05-15
Also published as: AT520560B1; WO2019144173A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtgleitlagerelement (1) mit einer aus einer Kupferbasislegierung mit maximal 0,1 Gew.-% Blei als Verunreinigung gebildeten Gleitschicht (9), in der sulfidische Ausscheidungen (10) enthalten sind. Die Kupferbasislegierung enthält neben Kupfer zwischen 0,1 Gew.-% und 12 Gew.-% Zinn, zwischen 0,1 Gew.-% und 10 Gew.-% Zink, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Schwefel, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Bor, zwischen 0,001 Gew.-% und 0,3 Gew.-% Phosphor, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Eisen, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Silizium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Calcium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Zirkonium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Tellur, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Mangan sowie zumindest ein Element aus einer ersten Gruppe bestehend aus Antimon, Bismut, Aluminium, Kobalt, Titan, Nickel, Magnesium, Silber, Chrom, Vanadium, Molybdän, Kohlenstoff, Wolfram in einem Summenanteil von maximal 5 Gew.-%. Die Summe aus den Anteilen an Zinn und Zink in der Kupferbasislegierung beträgt mindestens 1,5 Gew.- %.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtgleitlagerelement aus einem Verbundwerkstoff umfassend eine Stützmetallschicht und eine weitere Schicht sowie gegebenenfalls eine Zwischenschicht zwischen der Stützmetallschicht und der weiteren Schicht, wobei die weitere Schicht aus einer Gusslegierung aus einer bleifreien Kupferbasislegierung gebildet ist, in der sulfidische Ausscheidungen enthalten sind.

Bleibronzen werden seit langem in Mehrschichtgleitlagern aus einem Verbundwerkstoff umfassend eine Stützmetallschicht und eine Gleitschicht für die Motorenindustrie eingesetzt, da sie ein gutmütiges tribologisches Verhalten durch die Bleiausscheidungen aufweisen. Darüber hinaus ist deren gießtechnische Herstellung aus prozesstechnischer Sicht sehr robust, da die metallurgischen Phänomene der Mikroseigerung und der damit verbundenen Lunkerbildung durch das Blei verhindert oder ausgeglichen werden. Aus ökologischen Gründen sollen bleihaltige Bronzen jedoch vermieden werden. Es gibt dazu bereits verschiedene Ansätze von Gleitschichtlegierungen im Stand der Technik. So wird beispielsweise bei Gusslegierungen auf Basis von Messing oder Bronzen mit Hilfe von Legierungszusätzen, wie z.B. Chrom, Mangan, Zirkonium oder Aluminium, versucht, die Reibungseigenschaften zu verbessern und im Speziellen die Fressneigung zu verringern. Allerdings konnten bislang weder das tribologische Verhalten noch die Stabilität des Gusses von Bleibronzen für eine Gleitschicht eines Gleitlagers zufriedenstellend mit bleifreien Bronzen nachgebildet werden.

Aus der WO 2010/137483 A1 ist eine bleifreie Bronze-Gusslegierung bekannt, die 0,1 Gew.-% bis 0,7 Gew.-% Schwefel, 8 Gew.-% oder weniger Zinn, 6 Gew.-% oder weniger Zink sowie Nickel, Eisen und Phosphor enthält. Primär wird der

Schwefel eingesetzt, um die Spanbarkeit der Legierung zu verbessern. In dieser Druckschrift wird darüber hinaus ausgeführt, dass die darin beschriebene Legierung verbesserte mechanische Eigenschaften, wie die Festigkeit oder die Druckfestigkeit, aufweist. Als mögliche Anwendung dieser Legierung werden auch Gleitlager angegeben, wobei jedoch keine weiteren Informationen zu Ausführungen dieser Gleitlager enthalten sind.

Die positiven Eigenschaften, die der Schwefel für die Kupferlegierung mit sich bringt, sind aber auch von negativen Eigenschaften begleitet, wie beispielsweise eine beeinträchtigte Gießbarkeit oder eine verringerte Festigkeit.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Gleitlager zur Verfügung zu stellen, das eine bleifreie, Schwefel enthaltende Gusslegierung auf Kupferbasis als weitere Schicht aufweist, bei der die negativen Auswirkungen des Schwefels auf die Legierung zumindest teilweise reduziert sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Mehrschichtgleitlagerelement dadurch gelöst, dass die Kupferbasislegierung zwischen 0,1 Gew.-% und 12 Gew.-% Zinn, zwischen 0,1 Gew.-% und 10 Gew.-% Zink, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Schwefel, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Bor, zwischen 0,001 Gew.-% und 0,3 Gew.-% Phosphor, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Eisen, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Silizium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Calcium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Zirkonium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Tellur, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Mangan, sowie zumindest ein Element aus einer ersten Gruppe bestehend aus Antimon, Bismut, Aluminium, Kobalt, Titan, Nickel, Magnesium, Silber, Chrom, Vanadium, Molybdän, Kohlenstoff, Wolfram in einem Anteil von jeweils zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-%, wobei der Summenanteil der Elemente der ersten Gruppe maximal 5 Gew.-% beträgt, enthält, und wobei die Summe aus den Anteilen an Zinn und Zink in der Kupferbasislegierung mindestens 1,5 Gew.-% beträgt.

Von Vorteil ist dabei, dass im Vergleich zu der WO 2010/137483 A1 bekannten Kupfergusslegierung das Bor der schädlichen Wirkung von Sulfiden an den Korn- grenzen entgegenwirkt, da das Bor eine sehr geringe Löslichkeit im Kupfer auf weist. Es ist damit möglich einen dichteren Aufbau der Korngrenzen zu erhalten.

Die Kupferlegierung weist damit eine verbesserte Festigkeit (erhöhte Korngren zenfestigkeit) und Duktilität auf. Zudem zeigt die Legierung eine verminderte An rissgefahr, wodurch das Gefüge in der weiteren Schicht risszäher wird. Der

Schwefel selbst wiederum wirkt sich durch die Sulfidbildung mit Legierungsbe standteilen der Kupfergusslegierung günstig auf die Tribologie der Legierung aus, da die Sulfide Trockenschmiereigenschaften aufweisen. Es kann damit eine höhere Fressgrenzlast erreicht werden. Darüber hinaus kann das Bor auch positiv in

Hinblick auf die Desoxidation der Schmelze und, gegebenenfalls mit Eisen, als

Kornfeinungsmittel wirken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes kann vorgesehen sein, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht zwischen 0,001 Gew.-% und 1 Gew.-% Bor enthält. Mit der Beschränkung des Boranteils auf maximal 1 Gew.-% kann eine übermäßige Reduktion der Solidustemperatur der Legierung und damit die Verbreiterung des Erstarrungsintervalls besser vermieden werden. Es kann damit auch eine zu große Härte der Legierung vermieden werden.

Nach anderen Ausführungsvarianten des Mehrschichtgleitlagerelementes kann vorgesehen sein, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht zwischen 0,1 Gew.-% und 9 Gew.-% Zinn und/oder zwischen 0,4 Gew.-% und 8 Gew.-%

Zink und/oder zwischen 0,01 Gew.-% und 1 Gew.-% Schwefel und/oder zwischen 0,001 Gew.-% und 0,2 Gew.-% Phosphor und/oder zwischen 0,001 Gew.-% und 2 Gew.-% Eisen und/oder zwischen 0,001 Gew.-% und 2,4 Gew.-% Silizium enthält.

Durch die Reduktion der Mengenanteile dieser Legierungsbestandteile wird das

Folgende erreicht:

Zinn: eine zu große Härtezunahme der Kupferbasislegierung kann vermieden werden; im angegebenen Mengenbereich kann besser Einfluss auf die Sulfidverteilung in der Legierung genommen werden; mit der Abnahme des

Zinngehaltes wird die körnige Struktur des Gefüges in den Hintergrund gedrängt und es bildest sich eine Legierung aus, deren Körner mit großen Strukturen entstehen.

Zink: durch die Reduktion des Zinkgehaltes, kann eine besser definierte Kugelform der ausgeschiedenen Sulfide erreicht werden.

Schwefel: die Ablagerung von größeren Mengen Schwefel an den Korngrenzen kann vermieden werden; damit kann auch der Boranteil in der Legierung reduziert werden.

Phosphor: Sprödphasen mit Eisen in der Bindezone zur Stützmetallschicht werden reduziert; ein geringer Mengenanteil an Phosphor im angegebenen Ausmaß ist zum Schutz des Schwefels vor Oxidation bei der Erstarrung von Vorteil.

Eisen: Sprödphasen mit Phosphor in der Bindezone zur Stützmetallschicht werden reduziert; ein geringer Mengenanteil an Eisen im angegebenen Ausmaß kann aber in Hinblick auf die Kornfeinung der Gusslegierung von Vorteil sein.

Silizium: eine zu große Härte der Legierung wird vermieden, ein geringer Mengenanteil an Silizium im angegebenen Ausmaß kann aber in Hinblick auf die Gießbarkeit der Legierung und die Desoxidation von Vorteil sein.

Bevorzugt liegen die sulfidischen Ausscheidungen innerhalb der gesamten weiteren Schicht homogen verteilt vor, sodass die weitere Schicht also über den gesamten Querschnitt im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufweist.

Es kann aber nach einer anderen Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes auch vorgesehen sein, dass die sulfidischen Ausscheidungen nur innerhalb einer Teilschicht der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht ausgebildet sind. Es kann damit der weiteren Schicht selbst ein breiteres Eigenschafts- spektrum verliehen werden, sodass gegebenenfalls das Mehrschichtgleitlagerelement durch Reduktion der Anzahl der Schichten einfacher aufgebaut werden kann.

Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass die Teilschicht eine Schichtdicke aufweist, die zwischen 5 % und 85 % der Gesamtschichtdicke der weiteren Schicht beträgt. Bei einem Anteil der Teilschicht an der Schichtdicke von weniger als 5 % der Gesamtschichtdicke kann die weitere Schicht ihre Aufgabe als weitere Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes, insbesondere als Gleitschicht, nicht mehr im gewünschten Ausmaß erfüllen. Sie kann dann aber noch immer die Eigenschaften als Einlaufschicht aufweisen. Bei einer Schichtdicke von mehr als 85 % der Gesamtschichtdicke ist hingegen der Aufwand für die Ausbildung der Teilschichten höher als der Gewinn, der durch die Reduktion der Anzahl an Einzelschichten erreicht werden kann.

Der zugegebene Schwefel reagiert mit anderen Bestandteilen der Kupferbasislegierung zu Sulfiden. Insbesondere sind dies Kupfersulfide und Zinksulfide, wobei nach einer Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes vorgesehen sein kann, dass die sulfidischen Ausscheidungen zu zumindest 50 Flächen-% aus einer Mischung aus Kupfersulfiden, in denen gegebenenfalls Eisensulfide eingelagert sind, und Zinksulfiden bestehen. Es kann damit das Selbstschmierverhalten der Kupferbasislegierung verbessert werden. Eisensulfide können beispielsweise entstehen, wenn die Kupferbasislegierung nach einem Verbundgussverfahren auf eine andere Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes aufgegossen wird.

Zur weiteren Verbesserung dieses Effektes kann nach einer weiteren Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes vorgesehen sein, dass der Anteil an Kupfersulfiden, in denen gegebenenfalls Eisensulfide eingelagert sind, an der Mischung aus Kupfersulfiden, in denen gegebenenfalls Eisensulfide eingelagert sind, und Zinksulfiden zumindest 60 Flächen-% beträgt.

Gemäß eine anderen Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes kann vorgesehen sein, dass der Phosphor in der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht teilweise durch ein Desoxidationsmittel ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Silizium, Calcium und Zirkonium ersetzt ist. Es können damit die voranstehend angeführten Sprödphasen mit Phosphor in der Kupferbasislegierung weiter reduziert werden.

Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass ein Verhältnis des Anteils an Phos phor zum Anteil an dem Desoxidationsmittel (Si, Ca, Zr) in der Kupferbasislegie rung der weiteren Schicht ausgewählt ist aus einem Bereich von 100:1 bis 1:100.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes kann vorgesehen sein, dass in der Kupferbasislegierung Borphasen enthalten sind, deren Konzentration unter Ausbildung eines Härtegradienten in Richtung auf die Stützmetallschicht 3 zunimmt. Es kann damit die Dauerfestigkeit bzw. die Lebensdauer des Mehrschichtgleitlagerelementes verbessert werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein Mehrschichtgleitlagerelement in Seitenansicht;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Gleitschicht einer Ausführungsvariante des

Mehrschichtgleitlagerelements in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Gleitschicht einer anderen Ausführungsvari ante des Mehrschichtgleitlagerelements in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Gleitschicht einer weiteren Ausführungsvari ante des Mehrschichtgleitlagerelements in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Gleitschicht einer Ausführungsvariante des

Mehrschichtgleitlagerelements in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 6 eine Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer Kupferbasislegierung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen 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.

In Fig. 1 ist ein Mehrschichtgleitlagerelement 1, insbesondere ein Radialgleitlagerelement, aus einem Verbundwerkstoff in Seitenansicht dargestellt.

Das Mehrschichtgleitlagerelement 1 ist insbesondere zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor oder zur Lagerung einer Welle vorgesehen. Es kann aber auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Windkraftanlagen, insbesondere Windkraftanlagengetrieben, z.B. als Beschichtung eines Planetenradbolzens im Bereich der Lagerung eines Planetenrades, als Innenbeschichtung eines Zahnrades (ebenfalls zur Lagerung des Zahnrades), oder als Teil eines Gleitlagers für ein Schienenfahrzeug.

Das Mehrschichtgleitlagerelement 1 weist einen Gleitlagerelementkörper 2 auf.

Der Gleitlagerelementkörper 2 umfasst eine Stützmetallschicht 3 und eine darauf angeordnete weitere Schicht 4 bzw. besteht aus der Stützmetallschicht 3 und der damit verbundenen weiteren Schicht 4.

Wie aus Fig. 1 strichliert angedeutet zu ersehen ist, kann der Gleitlagerelementkörper 2 auch zusätzliche Schichten aufweisen, beispielsweise eine Lagermetallschicht 5, die zwischen der weiteren Schicht 4 und der Stützmetallschicht 3 angeordnet ist, und/oder eine Einlaufschicht 6 auf der weiteren Schicht 4. Zwischen zumindest zwei der Schichten des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 können auch zumindest eine Diffusionssperrschicht und/oder zumindest eine Bindeschicht angeordnet sein.

Da der prinzipielle Aufbau derartiger Mehrschichtgleitlagerelemente 1 aus dem Stand der Technik bekannt ist, sei bezüglich Einzelheiten des Schichtaufbaus auf die einschlägige Literatur dazu verwiesen.

Ebenso sind die verwendeten Werkstoffe, aus denen die Stützmetallschicht 3, die Lagermetallschicht 5, die Einlaufschicht 6, die zumindest eine Diffusionssperrschicht und die zumindest eine Bindeschicht bestehen können, aus dem Stand der Technik bekannt, und sei daher bezüglich dieser auf die einschlägige Literatur verwiesen. Beispielhaft sei angeführt, dass die Stützmetallschicht 3 aus einem Stahl, die Lagermetallschicht 5 aus einer Kupferlegierung mit 5 Gew.-% Zinn und dem Rest Kupfer, die Einlaufschicht aus Zinn oder Bismut oder aus einem, zumindest einen Zusatzstoff enthaltenden, synthetischen Polymer, die Diffusionssperrschicht aus Kupfer oder Nickel, gebildet sein können.

Das halbschalenförmige Mehrschichtgleitlagerelement 1 bildet zusammen mit zumindest einem weiteren Gleitlagerelement 7 - je nach konstruktivem Aufbau kann auch mehr als ein weiteres Gleitlagerelement 7 vorhanden sein - ein Gleitlager 8 aus. Dabei ist bevorzugt das im eingebauten Zustand untere Gleitlagerelement durch das Mehrschichtgleitlagerelement 1 nach der Erfindung gebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass zumindest eines der zumindest einen weiteren Gleitlagerelemente 7 durch das Mehrschichtgleitlagerelement 1 oder das gesamte Gleitlager 8 aus zumindest zwei Mehrschichtgleitlagerelement 1 nach der Erfindung gebildet ist.

Es ist weiter möglich, dass das Gleitlagerelement 1 als Gleitlagerbuchse ausgebildet ist, wie dies in Fig. 1 strichliert angedeutet ist. In diesem Fall ist das Mehrschichtgleitlagerelement 1 gleichzeitig das Gleitlager 8.

Weiter ist es möglich, dass die weitere Schicht 4 eine Direktbeschichtung bildet, beispielsweise eine radial innere Beschichtung eines Pleuelauges.

Weiter kann das Mehrschichtgleitlagerelement 1 bzw. das Gleitlager 8 auch in Form einer Anlaufscheibe, etc., ausgebildet sein.

Die weitere Schicht 4 ist als Gleitschicht 9 ausgebildet. Dazu ist in Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante dieser Gleitschicht 9 dargestellt.

Die Gleitschicht 9 besteht aus einer Gusslegierung aus einer Kupferbasislegie rung. Die Kupferbasislegierung ist insbesondere eine Bronze.

Die Kupferbasislegierung weist neben Kupfer eines oder mehrere der Elemente aus einer Gruppe umfassend Zinn, Zink, Schwefel, Bor, Phosphor, Eisen, Silizium,

Calcium, Zirkonium, Tellur, Mangan auf, wobei Zinn, Zink, Schwefel und Bor je denfalls enthalten sind. Zudem kann die Kupferbasislegierung zumindest ein Ele ment aus einer ersten Gruppe umfassend oder bestehend aus Antimon, Bismut,

Aluminium, Kobalt, Titan, Nickel, Magnesium, Silber, Chrom, Vanadium, Molyb dän, Kohlenstoff und Wolfram enthalten.

Die Kupferbasislegierung ist bleifrei, wobei bleifrei bedeutet, dass kein Blei zule giert wird, allerdings Blei als unvermeidbare Verunreinigung im Ausmaß von maximal 0,1 Gew.-% aus der Herstellung der anderen Legierungselemente enthalten sein kann.

Da die primären Wirkungen der einzelnen Elemente in Kupferbasislegierungen aus dem Stand der Technik bekannt sind, sei diesbezüglich darauf verwiesen.

Die möglichen Anteile der einzelnen Elemente an der Kupferbasislegierung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Prozentangaben zu den Anteilen in Tabelle 1 sind, so wie in der gesamten Beschreibung, als Gew.-% zu verstehen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.

Bei jeder Kupferbasislegierung bildet, abgesehen von unvermeidlichen Verunreinigungen, Kupfer den Rest auf 100 Gew.-%.

Tabelle 1: Mengenbereiche der Legierungselemente der Kupferbasislegierung

Der Summenanteil der Elemente aus der ersten Gruppe umfassend oder bestehend aus Mangan, Antimon, Bismut, Aluminium, Kobalt, Titan, Nickel, Magnesium, Silber, Vanadium, Chrom, Molybdän, Kohlenstoff und Wolfram beträgt dabei maximal 5 Gew.-%, insbesondere maximal 3,5 Gew.-%.

Vorzugsweise weist Zinn oder Zink im Vergleich zu den weiteren Legierungselementen entsprechend Tabelle 1 (also ohne Berücksichtigung der Kupferbasis) immer den höchsten Anteil an der Legierung auf. Den zweithöchsten Mengenanteil im Vergleich zu diesen Elementen weist bevorzugt immer Zink oder Zinn (falls Zink einen höheren Anteil als Zinn aufweist) auf. Zinn und Zink können aber auch in einem Mengenverhältnis von 1 : 1 enthalten sein.

Die Summe aus den Anteilen an Zinn und Zink in der Kupferbasislegierung beträgt mindestens 1,5 Gew.-%.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind in der Gleitschicht 9 sulfidische Ausscheidungen 10 enthalten. Diese sulfidischen Ausscheidungen 10 sind durch Reaktion von zumindest einem metallischen Legierungsbestandteil der Kupferbasislegierung mit dem Schwefel entstanden. Es sind auch Mischsulfide möglich.

Wie aus dem nachstehend erläuterten Verfahren ersichtlich ist, sind die sulfidischen Ausscheidungen 10 der Kupferbasislegierung nicht als solche zugegeben, wenngleich dies im Rahmen der Erfindung möglich ist, sondern werden diese Ausscheidungen 10 aus zumindest einem Legierungsbestandteil in Folge einer Oxidationsreaktion in der Schmelze während der Herstellung der Legierung erzeugt.

Es sei bereits jetzt darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „Oxidation“, der allgemeinen Definition entsprechend, die Abgabe von Elektronen im Zuge einer Redoxreaktion verstanden wird.

Der Anteil an den sulfidischen Ausscheidungen 10 in der Kupferbasislegierung beträgt bevorzugt zwischen 1 Flächen-% und 20 Flächen-%, insbesondere zwischen 2 Flächen-% und 15 Flächen-%. Bei einem Anteil von mehr als 24 Flächen-% besteht die Gefahr, dass der enthaltene Schwefel sich negativ an den Korngrenzen bemerkbar macht. Bei einem Anteil von weniger als 1 Flächen-% werden zwar noch Effekte beobachtet, allerdings nur in einem nicht zufriedenstellenden Ausmaß. Die Angabe Flächen-% ist dabei jeweils auf die Gesamtfläche eines Längsschliffbildes der Gleitschicht 9 bezogen.

Die Gleitschicht 9 weist eine Gesamtschichtdicke 11 auf. Die Gesamtschichtdicke 11 beträgt insbesondere zwischen 100 μm und 1500 μm, bevorzugt zwischen 150 μm und 500 μm.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die sulfidischen Ausscheidungen 10 bei dieser Ausführungsvariante bevorzugt über die gesamte Gesamtschichtdicke 11 der Gleitschicht 9 und somit in der gesamten Gleitschicht 9, d.h. in deren gesamten Volumen, homogen verteilt angeordnet.

Mit dem Ausdruck „homogen“ ist dabei gemeint, dass der Unterschied in der Anzahl an sulfidischen Ausscheidungen 10 von jeweils zwei verschiedenen Volumenbereichen der Gleitschicht 9 um nicht mehr als 12 %, insbesondere um nicht mehr als 9 %, voneinander abweicht, wobei als Referenzwert mit 100 % eine Anzahl an sulfidischen Ausscheidungen 10 in einem Volumenbereich der Gleitschicht 9 ist, die sich aus der Gesamtanzahl an Ausscheidungen 10 im Gesamtvolumen der Gleitschicht 9 dividiert durch die Anzahl der Volumenbereiche, die das Gesamtvolumen umfasst, errechnet.

Es ist aber auch möglich, dass sich die Anordnung bzw. Ausbildung der sulfidischen Ausscheidungen lediglich auf einen Bereich innerhalb einer Teilschicht 12 der Gleitschicht 9 beschränkt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die sulfidischen

Ausscheidungen 10 sind dabei innerhalb, insbesondere ausschließlich innerhalb, dieser Teilschicht 12 angeordnet. Innerhalb dieser Teilschicht 12 sind die sulfidi schen Ausscheidungen 10 bevorzugt wieder homogen verteilt angeordnet, wobei der Begriff „homogen“ im Sinne der voranstehenden Definition, in der „Gleit schicht“ durch „Teilschicht“ ersetzt ist, zu verstehen ist.

Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass die Teilschicht 12 eine Schichtdicke 13 aufweist, die zwischen 5 % und 85 %, insbesondere zwi schen 10 % und 50 %, der Gesamtschichtdicke 11 der weiteren Schicht 4, d.h. in diesem Ausführungsbeispiel der Gleitschicht 9, beträgt.

Die Teilschicht 12 ist vorzugsweise an einer Seite der Gleitschicht 9 ausgebildet und bildet somit vorzugsweise eine Oberfläche 14, insbesondere eine Gleitfläche, des Mehrschichtgleitlagerelementes 1.

Es ist aber auch möglich, dass die Anzahl der sulfidischen Ausscheidungen 10 in

Richtung von der Oberfläche 13 der Kupferbasislegierung der Gleitschicht 9 auf die Stützmetallschicht 3 graduell abnimmt, wie dies in Fig. 4 für die Teilschicht 12 dargestellt ist. Ein derartiger Gradient kann auch in der Gleitschicht 9 insgesamt ausgebildet sein, also nicht nur in der Teilschicht 12. Sulfidische Ausscheidungen sind dabei im Sinne der Fig. 2 im gesamten Volumen der Gleitschicht 9 vorhanden.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den Figuren jeweils gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 gezeigt sind, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen ver wendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird jeweils auf die detaillierte Beschreibung zu den gesamten Figuren hingewiesen bzw. darauf Be zug genommen.

Durch die Reduktion der Anzahl der sulfidischen Ausscheidungen 10 in der Gleit schicht 9 bzw. der Teilschicht 12 der Gleitschicht 9 in Richtung auf die Stützmetallschicht 3 kann ein Härtegradient in der Gleitschicht 9 eingestellt werden.

Es ist auch möglich, dass die Anzahl der sulfidischen Ausscheidungen 10 in der Gleitschicht 9 bzw. der Teilschicht 12 der Gleitschicht 9 in Richtung von der Oberfläche 14 der Kupferbasislegierung der Gleitschicht 9 auf die Stützmetallschicht 3 graduell abnimmt bzw. generell variiert.

Generell können die sulfidischen Ausscheidungen 10 einen maximale Partikeldurchmesser 15 (Fig. 2 und 3) von maximal 50 μm, insbesondere zwischen 0,1 μm und 30 μm, aufweisen. Vorzugsweise beträgt der maximale Partikeldurchmesser 15 zwischen 10 μm und 25 μm. Unter dem maximalen Partikeldurchmesser 15 wird dabei die größte Abmessung verstanden, die ein Partikel aufweist.

Die Korngröße des restlichen Gefüges kann zwischen 2 μm und 500 μm, insbesondere zwischen 2 μm und 40 μm betragen. Größere Korngrößen treten dabei bevorzugt nur an der Bindezone der Gleitschicht 9 zu der unmittelbar darunter angeordneten Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 auf.

Es ist dabei möglich, dass der Partikeldurchmesser 15 der sulfidischen Ausscheidungen 10 über das gesamte Volumen der Gleitschicht 9 im Wesentlichen konstant bleibt, d.h. dass sich die maximalen Partikeldurchmesser 15 der Ausscheidungen 10 um nicht mehr als 20 %, insbesondere nicht mehr als 15 %, unterscheiden.

Andererseits besteht nach einer weiteren Ausführungsvariante des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 die Möglichkeit, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dass die sulfidischen Ausscheidungen 10 einen maximalen Partikeldurchmesser 15 aufweisen, der in Richtung von der Oberfläche 14 der Kupferbasislegierung auf die Stützmetallschicht 3 graduell abnimmt. Dabei kann der Partikeldurchmesser 15 der sulfidischen Ausscheidungen 10 um einen Wert abnehmen, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,1 % bis 80 %, insbesondere aus einem Bereich von 0,1 % bis 70 %, bezogen auf den Partikeldurchmesser 15 der Ausscheidungen 10 im Bereich der Oberfläche 14.

Es ist aber auch möglich, dass die sulfidischen Ausscheidungen 10 einen maximalen Partikeldurchmesser 15 aufweisen, der in Richtung von der Oberfläche 14 der

Kupferbasislegierung auf die Stützmetallschicht 3 graduell zunimmt bzw. generell variiert. Dabei kann die Partikeldurchmesser 15 der sulfidischen Ausscheidungen 10 um einen Wert zunehmen, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,1 % bis 80 %, insbesondere aus einem Bereich von 0,1 % bis 70 %, bezogen auf den Partikeldurchmesser 15 der sulfidischen Ausscheidungen 10 im Bereich der Oberfläche 14.

Der Habitus der sulfidischen Ausscheidungen 10 kann zumindest annähernd ku gelförmig, zumindest annähernd ellipsoidförmig bzw. eiförmig, knollenförmig, stängelförmig (also länglich), zumindest annähernd kubisch, etc., oder völlig unregelmäßig sein. Bevorzugt sind die sulfidischen Ausscheidungen 10 zumindest annähernd rund bzw. zumindest annähernd kugelförmig bzw. zumindest annähernd el-lipsoidförmig ausgebildet.

Wie bereits erwähnt sind die Ausscheidungen 10 sulfidischer Natur. In der bevor zugten Ausführungsvariante umfassen die sulfidischen Ausscheidungen eine Mi schung aus Kupfer- und Zinksulfiden bzw. bestehen daraus. Der Anteil dieser Mischung am Gesamtanteil der Sulfide beträgt zumindest 50 Flächen-%, insbesondere zumindest 70 Flächen-%, vorzugsweise zumindest 80 Flächen-%.

Das Zinksulfid kann dabei innerhalb zumindest eines diskreten Bereichs im Kup fersulfidpartikel ausgebildet sein, wie dies beispielsweise aus Fig. 6 ersichtlich ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet darin die Zinksulfidpartikel und das Bezugszeichen 17 die Kupfersulfidpartikel. Es können zwischen einem und fünf derartige diskrete Bereiche innerhalb der Kupfersuilfidpartikel 17 ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das Zinksulfid inhomogen verteilt in den Kupfersulfidpartikeln 17 enthalten sein.

Innerhalb dieser Mischung kann der Anteil an Kupfersulfiden zumindest 60 Flä- chen-%, insbesondere zumindest 75 Flächen-%, betragen.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die sulfidische Phase, insbesondere das Kupfersulfid, verstärkt ausgebildet wird. Dazu kann in den Sulfidkörnern, ins besondere Kupfersulfidkörnern, Eisensulfidpartikel 18 ausgeschieden werden, insbesondere mit dentritischem Habitus, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist.

Der Anteil an Eisensulfid in Kupfersulfid kann zwischen 1 at-% und 10 at-% betragen.

Es ist weiter bevorzugt, wenn der Phosphor in der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht 4, insbesondere der Gleitschicht 9, teilweise durch ein weiteres Desoxidationsmittel ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Silizium, Calcium und Zirkonium ersetzt ist. Dabei kann ein Verhältnis des Anteils an Phosphor zum Anteil an dem weiteren Desoxidationsmittel in der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht ausgewählt ist aus einem Bereich von 100:1 bis 1:100, insbesondere aus einem Bereich von 50:1 bis 1:40 bzw. aus einem Bereich von 5:1 bis 1:10.

Zur Herstellung des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 kann in einem ersten Schritt ein Vormaterial aus zumindest zwei Schichten hergestellt werden. Dazu kann im einfachsten Fall auf einen, insbesondere ebenen, Metallstreifen oder ein, insbesondere ebenes, Metallblech die Kupferbasislegierung aufgegossen werden.

Der Metallstreifen oder das Metallblech bildet dabei die Stützmetallschicht 3. Für den Fall, dass ebene Metallstreifen oder Metallbleche eingesetzt werden, werden diese in einem späteren Verfahrensschritt noch zum jeweiligen Mehrschichtgleitla-gerelement1 umgeformt, wie dies an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Wie bereits voranstehend erwähnt, kann das Mehrschichtgleitlagerelement 1 auch mehr als zwei Schichten aufweisen. In diesem Fall kann die Kupferbasislegierung auf die jeweils oberste Schicht des Verbundmaterials mit der Stützmetallschicht 3 aufgegossen werden oder es wird vorerst ein weiteres, insbesondere zweischichtiges, Verbundmaterial hergestellt, dass anschließend mit der Stützmetallschicht 3 oder einem Verbundmaterial umfassend die Stützmetallschicht 3 verbunden wird, beispielsweise durch Walzplattieren, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung einer Bindefolie.

Das Aufgießen der Kupferbasislegierung auf den Metallstreifen bzw. das Metall blech oder auf eine Schicht eines Verbundmaterials kann beispielsweise mittels horizontalem oder vertikalem Bandguss erfolgen.

Es ist aber auch möglich, dass eine Kupferbasislegierung in einem ersten Schritt beispielsweise mittels Strangguss oder Blockguss hergestellt wird und die verfestigte Kupferbasislegierung erst danach mit zumindest einer der weiteren Schichten des Mehrschichtgleitlagerelementes 1, insbesondere der Stützmetallschicht 3 verbunden wird, beispielsweise mittels Walzplattieren.

Nach einer anderen Ausführungsvariante besteht die Möglichkeit, dass das Mehrschichtgleitlagerelement 1 mit einem Schleudergussverfahren oder nach einem Standgussverfahren hergestellt wird.

Es sind auch Direktbeschichtungen von Bauteilen, wie beispielsweise Pleuelau gen, möglich. Ebenso sind Pulverbeschichtungsverfahren anwendbar.

Die Kupferbasislegierung kann auch nach einem Sinterverfahren auf die jeweils darunterliegende Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 oder des Bauteils aufgebracht werden.

Die Anteile an den Komponenten in der für die Herstellung der Gleitschicht 9 ver wendeten Ausgangsmischung werden entsprechend der Angaben in Tabelle 1 gewählt.

Das Gießen von Legierungen aus der Schmelze ist dem Gleitlagerfachmann prinzipiell bekannt, sodass hinsichtlich der Parameter, wie Temperatur, etc. auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen sei. Der Guss der Legierung erfolgt vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre.

Vorzugsweise wird die Kühlung der erstarrten Schmelze mit Öl bis zu einer Tem peratur von annähernd 300 °C und danach mit Wasser und/oder Luft bis auf zu mindest annähernd Raumtemperatur durchgeführt. Es kann aber auch anders gekühlt werden. Vorzugsweise erfolgt als nach dem Gießen eine Zwangskühlung des Legierung bzw. des Verbundmaterials.

Nach der gegebenenfalls stattfindenden Umformung, beispielsweise in eine Halbschalenform, sowie gegebenenfalls abschließende Bearbeitungen, wie z.B. Feinbohren, etc. ist das Mehrschichtgleitlagerelement 1 fertig. Diese finalen Bearbeitungsschritte sind dem Gleitlagerfachmann bekannt, sodass dazu auf die einschlägige Literatur verwiesen sei.

Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird die Kupferba sislegierung nach dem Gießen umgeformt, insbesondere gewalzt, wobei ein Um formungsgrad von maximal 80 %, insbesondere zwischen 20 % und 80 %, ange wandt wird.

Nach dem Umformen, insbesondere Walzen, kann die Kupferbasislegierung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Diese kann generell bei einer Temperatur zwischen 200 °C und 700 °C erfolgen. Die Wärmebehandlung kann in reduzierender Atmosphäre durchgeführt werden, beispielsweise unter einem Formiergas.

Weiter kann die Wärmebehandlung für eine Zeitspanne von 2 Stunde bis 20 Stunden durchgeführt werden. Hierbei erweist sich die Borzugabe ebenfalls als Vorteil, da damit die Glühtemperatur erhöht werden kann, ohne dass befürchtet werden muss, dass große Mengen an Schwefel an die Korngrenzen wandern. Normaler weise wandert Schwefel bei Temperaturen von über 600 °C an die Korngrenzen.

Neben der Ausbildung der Schicht 4 als Gleitschicht 9 kann diese auch eine an dere Schicht im Mehrschichtgleitlagerelement 1 bilden, beispielsweise eine Lagermetallschicht, die zwischen einer Gleitschicht und einer Stützmetallschicht angeordnet ist, oder eine Einlaufschicht, die auf einer Gleitschicht angeordnet ist.

Im Folgenden sind einige der durchgeführten Versuche wiedergegeben.

Generell wurden die in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen für die Kupferbasislegierungen nach folgendem Verfahren hergestellt.

Die Kupferbasislegierung wurde auf eine Stützmetallschicht 3 aus einem Stahl mit dem Abmessungen 220 mm Breite und 4 mm Dicke mittels Bandguss aufgegossen. Dabei hatte der vorgewärmte Stahl eine Temperatur von 1070 °C und eine

Geschwindigkeit von 2,5 m/min. Auf diesen wird die Gusslegierung mit einer Temperatur von ca. 1130 °C aufgegossen. Der Stahl wird mittels Ölkühlung von unten auf ca. 350 °C gekühlt und danach mit Wasser weiter abgekühlt, sodass die Gusslegierung im Verbund erstarrt. Dieser Verbund wurde einer Dickenreduktion von 40 % durch Walzen unterzogen. Danach wurde dieses Material für 7 Stunden bei 525 °C unter Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt und anschließend in die

Halbschalenform umgeformt.

Je nach Legierungszusammensetzung kann die Wärmebehandlung des Materials beispielsweise auch mit 450 °C, insbesondere 500 °C, für sechs Stunden bis 630 °C, insbesondere 610 °C, für sechs Stunden durchgeführt werden.

Es entstanden damit Zweischichtgleitlagerelemente in Halbschalenform mit einer

Schichtdicke der Gleitschicht 9 von kleiner 1 mm.

Hinsichtlich der nachfolgenden Tabelle 2 sei darauf hingewiesen, dass wiederum sämtliche Angaben zur Zusammensetzung in Gew.-% zu verstehen sind, und dass den Rest auf 100 Gew.-% jeweils Kupfer bildet. Übliche herstellungsbedingte Verunreinigungen der Metalle sind nicht extra ausgewiesen. Es handelt sich hierbei lediglich um Ausführungsbeispiele im Rahmen der voranstehenden, in Tabelle 1 wiedergegebenen Mengenbereiche für die einzelnen Legierungsbestandteile.

Sollte dabei zu einzelnen Bestandteilen bzw. Elementen der Kupferbasislegierung nicht der gesamte in Tabelle 1 angegebene Bereich mit Beispielen belegt sein, bedeutet dies keine Einschränkung auf die in Tabelle 2 für dieses Element wiedergegebenen punktuellen Anteile.

In Hinblick auf Legierung mit Legierungselementen der ersten Gruppe wurde immer die gleiche „Basislegierung“ verwendet. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Zugabe dieser Elemente auf die angegebene Zusammensetzung dieser „Basislegierung“ beschränkt ist.

Weiter wurde jeweils immer nur eines der Legierungselemente der ersten Gruppe der „Basislegierung“ zulegiert. Es versteht sich aber von selbst, dass im Rahmen der Erfindung auch Zusammensetzungen mit mehr als einem dieser Legierungselemente der ersten Gruppe möglich sind.

Auf die Angabe des Bleianteils an den Legierungen wurde verzichtet, da die Legierung Blei nur im Rahmen von Verunreinigungen enthält, die den in Tabelle 1 angegeben Maximalanteil nicht übersteigen.

Tabelle 2: Beispielzusammensetzungen für Kupferbasislegierungen.

Die Bestimmung der Fressneigung dieser Kupferbasislegierung erfolgte nach ei nem Fressneigungstest, dem alle Mehrschichtgleitlagerelemente 1 entsprechend den Beispielen in Tabelle 2 unterzogen wurden. Die Messwerte wurden auf ein

Mehrschichtgleitlagerelement einer bekannten Legierung aus CuPb22Sn normiert. Diese Legierung wurde mit Fresslast 100 % definiert. Im Vergleich dazu wiesen die Legierungen nach Tabelle 2 Werte zwischen 70 % und 85 % auf, was in Hinblick auf die Bleifreiheit sehr gute Werte sind.

In weiteren Tests konnte festgestellt werden, dass es mit der Zugabe von Bor möglich ist, die Härte der Kupferbasislegierung im Zusammenspiel mit der Abkühlung der Schmelze in bestimmten Grenzen einzustellen. So können bei einer raschen Abkühlung Borphasen im Grenzbereich zum Stahl der Stützmetallschicht 3 ausgeschieden werden, wodurch die Änderung der mechanischen Eigenschaften am Übergang von der weiteren Schicht 4 auf die Stützmetallschicht 3 eingestellt werden kann. Mit einer im Vergleich dazu langsameren Abkühlung der Schmelze kann die Kupferbasislegierung hingegen weicher eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch über den Mengenanteil an Bor in der Kupferba sislegierung die Ausscheidung dieser Borphasen im Grenzbereich zum Stahl der

Stützmetallschicht 3 beeinflusst werden. Selbstverständlich können Borphasen auch in der gesamten weiteren Schicht 4 enthalten sein.

Es ist mit dieser Ausführungsvariante möglich, einen Härtegradient in der weiteren Schicht 4 und in weiterer Folge im Mehrschichtgleichlagerelement 1 bereits durch die Herstellung, d.h. während der und durch die Erstarrung, der Kupferbasislegierung (Aufgießen auf die unter der weiteren Schicht 4 angeordneten Schicht) herzustellen. Es sind also keine weiteren Nachbearbeitung für die Herstellung dieses Härtegradienten notwendig.

Durch den Härtegradienten nimmt die Härte von der Bindezone, also dem Grenzbereich zum Stahl der Stützmetallschicht 3 oder der unter der weiteren Schicht 4 angeordneten Schicht in Richtung auf die (in radialer Richtung) gegenüberlie gende Oberfläche der weiteren Schicht 4 ab. Dadurch kann im Bereich der Gleit fläche eine niedrige Härte vorliegen, die eine bessere Anpassungsfähigkeit der weiteren Schicht 4 bewirkt. Andererseits kann durch die im Vergleich dazu höhere Härte in der Bindezone ein sprunghafter Härteübergang zur Stützmetallschicht 3 oder der unter der weiteren Schicht 4 angeordneten Schicht vermieden werden, wodurch mechanische Spannungen besser vermieden bzw. reduziert werden können. Dies wiederum verbessert die Dauerfestigkeit bzw. die Lebensdauer des Mehrschichtgleitlagerelementes 1.

Die Konzentration der Borphasen nimmt also von der (radial) inneren Oberfläche der weiteren Schicht 4 in Richtung auf die Stützmetallschicht 3 oder die unterhalb der weiteren Schicht 4 angeordneten Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 zu, wobei die Konzentration der Borphasen in der Bindezone am Übergang zur Stützmetallschicht 3 oder die unterhalb der weiteren Schicht 4 angeordneten

Schicht des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 am größten ist.

Bevorzugt wird zur Ausbildung des Härtegradienten in der weiteren Schicht 4 die

Kupferbasislegierung mit einem Schleudergussverfahren auf die Stützmetall schicht 3 oder der unter der weiteren Schicht 4 angeordneten Schicht aufgebracht. Es sind aber auch andere Verfahren möglich, beispielsweise ein Bandgussverfahren.

Bei den Borphasen handelt es sich überwiegend um Eisen-Borphasen. Es können aber auch andere Borphasen mit Legierungselementen der Kupferbasislegierung gebildet werden. Die Borphasen können generell auch in anderen Bereichen der Kupferbasislegierung auftreten.

Es ist bei dem Mehrschichtgleitlagerelement 1 möglich, tribologisch günstige

Schichten weiter auszubauen. So können beispielsweise Zinksulfid-Depots in die oberste Schicht eingebaut werden. Bei der Ausbildung dieser Depots wirkt Bor unterstützend.

Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarian ten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren

Verständnis des Aufbaus des Mehrschichtgleitlagerelementes 1 dieses nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt wurde.

Bezugszeichenliste 1 Mehrschichtgleitlagerelement 2 Gleitlagerelementkörper 3 Stützmetallschicht 4 Schicht 5 Lagermetallschicht 6 Einlaufschicht 7 Gleitlagerelement 8 Gleitlager 9 Gleitschicht 10 Ausscheidung 11 Gesamtschichtdicke 12 Teilschicht 13 Schichtdicke 14 Oberfläche 15 Partikeldurchmesser 16 Zinksulfidpartikel 17 Kupfersulfidpartikel 18 Eisensulfidpartikel

Claims

Patentansprüche

1. Mehrschichtgleitlagerelement (1) aus einem Verbundwerkstoff umfassend eine Stützmetallschicht (3) und eine weitere Schicht (4), insbesondere eine Gleitschicht (9), sowie gegebenenfalls eine Zwischenschicht zwischen der Stützmetallschicht (3) und der weiteren Schicht (4), wobei die weitere Schicht (4) aus einer Gusslegierung aus einer bleifreien, Kupferbasislegierung gebildet ist, in der sulfidische Ausscheidungen (10) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung zwischen 0,1 Gew.-% und 12 Gew.-% Zinn, zwischen 0,1 Gew.-% und 10 Gew.-% Zink, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Schwefel, zwischen 0,001 Gew.-% und 1,5 Gew.-% Bor, zwischen 0,001 Gew.-% und 0,3 Gew.-% Phosphor, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Eisen, zwischen 0 Gew.-% und 3,5 Gew.-% Silizium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Calcium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Zirkonium, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Tellur, zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-% Mangan sowie zumindest ein Element aus einer ersten Gruppe bestehend aus Antimon, Bismut, Aluminium, Kobalt, Titan, Nickel, Magnesium, Silber, Chrom, Vanadium, Molybdän, Kohlenstoff, Wolfram in einem Anteil von jeweils zwischen 0 Gew.-% und 2 Gew.-%, wobei der Summenanteil der Elemente der ersten Gruppe maximal 5 Gew.-% beträgt, ent hält und den Rest Kupfer sowie aus der Herstellung der Element stammende Verunreinigungen bilden, wobei die Summe aus den Anteilen an Zinn und Zink in der Kupferbasislegierung mindestens 1,5 Gew.-% beträgt.
2. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,001 Gew.-% und 1 Gew.-% Bor enthält.
3. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,1 Gew.-% und 9 Gew.-% Zinn enthält.
4. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,4 Gew.-% und 8 Gew.-% Zink enthält.
5. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,01 Gew.-% und 1 Gew.-% Schwefel enthält.
6. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,001 Gew.-% und 0,2 Gew.-% Phosphor enthält.
7. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,001 Gew.-% und 2 Gew.-% Eisen enthält.
8. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) zwischen 0,001 Gew.-% und 2,4 Gew.-% Silizium enthält.
9. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sulfidischen Ausscheidungen (10) innerhalb der gesamten weiteren Schicht (4) homogen verteilt vorliegen.
10. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sulfidischen Ausscheidungen (10) nur innerhalb einer Teilschicht (12) der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) ausgebildet sind.
11. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Teilschicht (12) eine Schichtdicke (13) aufweist, die zwischen 5 % und 85 % der Gesamtschichtdicke (11) der weiteren Schicht (4) beträgt.
12. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die sulfidischen Ausscheidungen zu zumindest 50 Flächen-% aus einer Mischung aus Kupfersulfiden, in denen gegebenenfalls Eisensulfide eingelagert sind, und Zinksulfiden bestehen.
13. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anteil an Kupfersulfiden, in denen gegebenenfalls Eisensulfide eingelagert sind, an der Mischung aus Kupfersulfiden und Zinksulfiden zumindest 60 Flächen-% beträgt.
14. Mehrschichtleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphor in der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) teilweise durch ein Desoxidationsmittel ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Silizium, Calcium und Zirkonium ersetzt ist.
15. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Verhältnis des Anteils an Phosphor zum Anteil an dem Desoxidationsmittel in der Kupferbasislegierung der weiteren Schicht (4) ausgewählt ist aus einem Bereich von 100:1 bis 1:100.
16. Mehrschichtgleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kupferbasislegierung Borphasen enthalten sind, deren Konzentration unter Ausbildung eines Härtegradienten in Richtung auf die Stützmetallschicht (3) zunimmt.