BR112017014350B1

BR112017014350B1 - elemento de rolamento deslizante

Info

Publication number: BR112017014350B1
Application number: BR112017014350-0A
Authority: BR
Inventors: Jakob Zidar
Original assignee: Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2021-01-26
Also published as: CN107250581B; JP6810049B2; KR102507818B1; WO2016131074A1; EP3259484B1; BR112017014350A2; US20180017107A1; US10030706B2; AT516877B1; CN107250581A; JP2018513908A; KR20170120142A; EP3259484A1; AT516877A1

Abstract

A invenção se refere a um elemento de rolamento deslizante (1) com uma camada móvel (4) de uma primeira liga à base de estanho e uma outra camada (5) de uma outra liga à base de estanho, que contêm pelo menos um elemento de um grupo que compreende Cu, Ni, Ag, Sb, As, Pb, Bi, Te, Tl e/ou partículas não-metálicas. A primeira liga à base de estanho apresenta um índice de resistência FI de pelo menos 5 e no máximo 25 e a outra liga à base de estanho apresenta um índice de resistência FI de pelo menos 0,3 e no máximo 3, sendo que, o índice de resistência da camada móvel (4) representa pelo menos cinco vezes do índice de resistência da outra camada (5), sendo que, o índice de resistência FI é definido pela igualdade FI = 100*^C + 50*cS + 2*v(2&(100*óB) em que C representa pelo menos um dos elementos Cu, Ni, Ag, S para Sb e/ou partículas não-metálicas, B representa pelo menos um dos elementos Pb, Bi, Te, Tl, e ^ para o teor total dos respectivos componentes das ligas à base de estanho, são atribuídas as letras C, S e e B.

Description

[001] A invenção se refere a um elemento de rolamento deslizante, em particular, elemento de rolamento deslizante radial, que compreende um elemento de apoio em uma sequência sobreposta que forma, em particular, uma camada de apoio, pelo menos uma camada móvel, pelo menos uma outra camada e, eventualmente/de forma preferida, pelo menos uma camada de metal antifricção entre o elemento de apoio e a pelo menos uma camada móvel, sendo que, a pelo menos uma camada móvel é formada a partir de pelo menos uma primeira liga à base de estanho e a pelo menos uma outra camada a partir de pelo menos uma outra liga à base de estanho, sendo que, a primeira liga à base de estanho e a outra liga à base de estanho contêm pelo menos um elemento de um grupo que compreende Cu, Ni, Ag, Sb, As, Pb, Bi, Te, Tl e/ou partículas não-metálicas e que pelo menos uma primeira e a pelo menos uma outra liga à base de estanho contêm grãos de estanho.

[002] A utilização de ligas à base de estanho como as denominadas camadas móveis ou deslizantes em rolamentos deslizantes para a indústria de motores já é conhecida há tempos. Aqui, por exemplo, faz-se referência aos documentos GB 566 360 A (liga de Sn-Cu com 75 % a 99,75 % de Sn), DE 82 06 353 U1 (metal branco com máximo de 2 % em peso Cu e, eventualmente, quantidades menores de As, Ni, e Cd.), DE 197 28 777 C2 (3 % em peso até 20 % em peso de cobre, estanho residual), DE 199 63 385 C1 (matriz de estanho com partículas de Sn-Cu incluídas de 39 % em peso até 55 % em peso Cu e Sn residual), AT 509 112 A1 e AT 509 111 A1(liga à base de estanho com até 20 % em peso de Sb, até 10 % em peso de Cu e até, no total, 1,5 % em peso de Pb e Bi, sendo que, o teor total de Sb e Cu se encontra entre 2 % em peso e 22 % em peso e os grãos de estanho beta apresentam uma determinada orientação e uma determinada dimensão do grão).

[003] No estado da técnica, são descritos ainda estanho ou ligas de estanho para a formação de uma denominada rebarba de estanho. Como descrito, por exemplo, no documento US 6.000.853 A, nesse caso se trata de uma camada de proteção de rolamentos deslizantes de espessura inferior a 1 μm, que serve como proteção de superfície contra oxidação que aprimora a aparência da superfície deslizante. Na primeira colocação em funcionamento dos rolamentos deslizantes, a rebarba de estanho é removida do eixo, visto que o mesmo é muito leve. Um determinado aprimoramento do comportamento inicial pode ser obtido pela rebarba de estanho, a própria camada inicial é, contudo, a camada deslizante que se encontra sob a rebarba de estanho, que permite o ajuste geométrico da superfície de fricção. De forma diversa a isso, o documento US 6.000.853 A descreve uma camada de função de espessura de cerca de 5 μm de estanho puro. Essa camada de função é disposta em uma liga de base de chumbo. Através disso, se forma, na superfície de contato, uma liga eutética com correspondente resistência à temperatura fortemente reduzida. Além disso, pelo contato direto com um material de chumbo, pode ocorrer uma inter difusão de chumbo.

[004] O documento DE100 54 461 C2 descreve um rolamento deslizante de várias camadas com uma camada de cobertura de uma liga à base de estanho com metais reforçados e/ou partículas inorgânicas, sendo que, o teor em uma área média referente à espessura é relativamente alta e nula na área das superfícies ou menor no centro.

[005] Geralmente, os rolamentos deslizantes de várias camadas formados a partir das ligas à base de estanho atendem de forma satisfatória os objetivos atribuídos aos mesmos. Para algumas aplicações especiais, como, por exemplo, motores rápidos (cerca de 1000 U/min a 3000 U/min), por exemplo, motores de caminhão, motores à gás, motores para aplicação na construção civil ou indústria naval, assim como, para motores rápidos médios (cerca 300 U/min a 1000 U/min), por exemplo, em aplicações industriais ou da indústria naval, ou seja, geralmente, rolamentos deslizantes de carga elevada, devido às cargas elevadas sobre a superfície interna radial, são utilizados revestimentos de superfície reforçados. Nesse caso, reproduz-se, geralmente, o estado de superfície antes do revestimento na superfície revestida. Nervuras de perfuração precisa ou nervuras escareadoras provocam, nesse caso, uma ondulação da superfície em sentido radial ou axial. Essa ondulação leva, em particular, em um revestimento reforçado da superfície, a uma carga local extremamente elevada no início da operação. Pela irregularidade da superfície, o eixo é montado predominantemente a partir das pontas das nervuras, transmitido por um lubrificante, extremamente fino, que pode até romper sob determinadas circunstâncias. Ao mesmo tempo, a elevada resistência ao desgaste de revestimentos reforçados leva ao fato de que ocorre um ajuste desejável da superfície do rolamento no eixo (desgaste de ajuste) de forma muito lenta ou em quantidade insuficiente. Nessa fase prolongada do desgaste de ajuste, pela sobre carga do revestimento da superfície, devido à porção de sustentação ainda não integral, pode ocorrer um dano irreversível na forma de enfraquecimento, fissuras e/ou rupturas.

[006] A presente invenção tem por objetivo reduzir ou evitar sobrecargas locais da camada móvel durante a fase inicial de um rolamento deslizante radial de carga elevada.

[007] Um rolamento deslizante radial de carga elevada é, em particular, um rolamento deslizante radial, que é utilizado em motores rápidos ou motores rápidos médios (correspondente às concretizações precedentes).

[008] O objetivo da invenção, no elemento de rolamento deslizante denominado inicialmente, é solucionado pelo fato de que pelo menos a uma primeira liga à base de estanho apresenta um índice de resistência FI de pelo menos 5 e no máximo 25 e a pelo menos uma outra liga à base de estanho, apresenta um índice de resistência FI de pelo menos 0,3 e no máximo 3, o índice de resistência da camada móvel representa pelo menos cinco vezes do índice de resistência da pelo menos uma outra camada disposta diretamente na camada móvel, sendo que o índice de resistência FI é definido pela igualdade

[009] em que C representa pelo menos um dos elementos Cu, Ni, Ag, S para Sb e/ou As e/ou partículas não-metálicas, B representa pelo menos um dos elementos Pb, Bi, Te, Tl, e w para o teor total dos respectivos componentes das ligas à base de estanho, são atribuídas as letras C, S e B.

[010] Nesse caso, é vantajoso se a camada de cobertura fixa menor da pelo menos uma outra liga à base de estanho se desgaste mais rápido durante a operação inicial. Nesse caso, contudo, partículas friccionadas não são distribuídas ou não integralmente com o óleo lubrificante, mas, devido à elevada ductibilidade dessa camada leve, ocorre um nivelamento da ondulação da superfície da camada móvel. A camada móvel com o índice de resistência mais elevado disposta embaixo atua, nesse caso, como suporte para a pelo menos uma outra camada. Além disso, essa composição da camada tem a vantagem de que, após a inserção do elemento de rolamento deslizante nos vales originados pelo trabalho mecânico da superfície da pelo menos uma camada móvel, a pelo menos uma outra camada permanece, pelo menos parcialmente, com o índice de resistência baixo pelo menos. Com isso, o mesmo atua em conjunto, em operação normal do elemento de rolamento deslizante, no comportamento tribológico do mesmo, em particular, sob o ponto de vista da capacidade de inclusão de partículas estranhas ou comportamento de lubrificação do elemento de rolamento deslizante. Nesse caso, pelo aumento da ondulação da pelo menos uma camada móvel é obtido um efeito de suporte para a pelo menos uma outra liga à base de estanho nos vales. Ademais, a camada de cobertura aprimora também em vasta área o ajuste da superfície do rolamento nos mancais. Essa necessidade de ajuste resulta dos desvios das geometrias da superfície de munhões, brocagem de orifícios cegos e formas do rolamento (por exemplo, esfericidade, conicidade, aplainamento dos corpos um em relação ao outro). Esses desvios, naturalmente, aumentam como tamanho dos componentes. A “rebarba de estanho” conhecida a partir do estado da técnica não pode atender suficientemente esses requisitos, visto que a mesma se corrói rapidamente na fase inicial.

[011] De acordo com uma variação de modalidade do elemento de rolamento deslizante, pode ser previsto que a pelo menos uma outra camada é disposta pelo menos também na parte posterior do elemento de rolamento deslizante. De forma particularmente preferida, a pelo menos uma outra camada envolve as camadas restantes do elemento de rolamento deslizante. Com isso, é possível, em uma única etapa do processo, prever tanto na parte posterior do elemento de rolamento deslizante quanto a superfície radial interna da pelo menos uma camada móvel com a pelo menos uma outra liga à base de estanho, sendo que, a pelo menos uma outra liga à base de estanho provoca, na superfície radial interna, o efeito denominado anteriormente, na parte posterior do elemento de rolamento deslizante, contudo, ao mesmo tempo, pode ser utilizado como proteção contra corrosão. Pela deposição simultânea sobre o lado anterior e posterior do elemento de rolamento deslizante, com isso, pode ser obtida uma economia de tempo na produção do elemento de rolamento deslizante. O mesmo se aplica à variação de modalidade, na qual a pelo menos uma outra camada envolve completamente as outras camadas, de modo que, portanto, pelo menos uma outra camada seja depositada também sobre uma outra superfície frontal no sentido axial. Nesse caso, contudo, a pelo menos uma outra camada também pode atuar como superfície de deslizamento axial.

[012] De acordo com uma outra variação de modalidade preferida do elemento de rolamento deslizante, pode ser previsto que a pelo menos uma outra camada apresenta, pelo menos na área de uma superfície radial interna, uma espessura de camada que é selecionada a partir de uma faixa de pelo menos 5*10-6 de um diâmetro interno do rolamento até 50*10-6 de um diâmetro interno do rolamento, sendo que, a espessura de camada da pelo menos uma outra camada é de pelo menos 1,5 μm e no máximo 15 μm. Portanto, com essa variação de modalidade na determinação da espessura de camada da pelo menos uma outra camada dentro dos valores limites absolutos especificados, é considerado o diâmetro interno do rolamento e, com isso, subsequentemente, também a folga do rolamento. Na interação com a composição da camada de pelo menos duas ligas à base de estanho diferentes, com isso, pode ser melhor evitada a ruptura do filme de lubrificação, pelo que danos ao elemento de rolamento deslizante durante a fase inicial podem ser eficientemente evitados.

[013] De acordo com variações de modalidade, pode ser previsto que a espessura de camada da pelo menos uma outra camada, na área da superfície radial interna, é maior que o dobro do valor médio bruto aritmético Ra, de acordo com a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície e/ou que a espessura de camada da pelo menos uma outra camada, na área da superfície radial interna, é menor que o dobro da profundidade bruta média Rz, de acordo com a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície. Preferencialmente, a espessura de camada da pelo menos uma outra camada é selecionada de tal modo que sejam válidas ambas as condições. Por um lado, pela consideração de Ra, o efeito negativo da camada móvel consolidada sob a pelo menos uma outra camada durante a fase inicial pode ser ainda mais reduzida, sendo que, contudo, por outro lado, pela consideração de Rz, a pelo menos uma outra camada apresenta ainda um efeito de suporte suficiente através da pelo menos uma camada móvel.

[014] A espessura de camada da pelo menos uma outra camada na parte posterior do elemento de rolamento deslizante pode estar entre 0,1 Mal e 0,5 Mal da espessura de camada da pelo menos uma outra camada na área da superfície radial interna. Depois que o elemento de rolamento deslizante não precisar girar no assento do mancal e a pelo menos uma outra camada na parte posterior do elemento de rolamento deslizante for disposta entre dois materiais duros, a saber, entre a camada de apoio do elemento de rolamento deslizante e o material da admissão do rolamento, e, além disso, na parte posterior do elemento de rolamento deslizante devem ser esperados apenas micro movimentos entre a admissão do rolamento e o elemento de rolamento deslizante, preferencialmente, a espessura de camada da pelo menos uma outra camada na parte posterior do elemento de rolamento deslizante é reduzida, visto que a pelo menos uma outra camada na parte posterior do elemento de rolamento deslizante não deve ser friccionada. Pela redução da espessura de camada, o efeito de suporte da camada de apoio pode aprimorar sua vantagem na pelo menos uma outra camada. Através da pelo menos uma outra camada nas costas do elemento de rolamento deslizante pode ser obtida, por outro lado, também uma proteção contra corrosão para o elemento de rolamento deslizante.

[015] De acordo com uma outra variação de modalidade pode ser previsto que a espessura de camada 0,3 Mal a 5 Mal, em particular 1 Mal a 2 Mal, é tão grande quanto a altura média do perfil de ondulação dominante WDc segundo o procedimento de medição de acordo com o VDA 2007 "Especificação geométrica do produto, natureza das superfícies, definições e características técnicas da ondulação dominante".

[016] As ligas à base de estanho da pelo menos uma camada móvel e a pelo menos uma outra camada contêm, como conhecido, grãos de estanho beta. Nesse caso, é vantajoso se a orientação preferida dos grãos de estanho beta for basicamente a mesma em pelo menos duas camadas que se encontram uma sobre a outra da pelo menos uma camada móvel e/ou da pelo menos uma outra camada, sendo que, de forma preferida as duas camadas que se encontram uma sobre a outra forme uma camada móvel e uma outra camada. Nesse caso, é preferido se a intensidade da difração de raio X da outra camada com o índice de orientação mais elevado também for a intensidade da difração de raio X com o índice de orientação mais elevado da camada móvel ou for uma das três intensidades da difração de raio X da camada móvel com o índice de orientação mais elevado, ou, se particularmente, também as intensidades da difração de raio X com o segundo e/ou terceiro índice de orientação mais elevado da outra camada for ou forem as intensidades da difração de raio X com o segundo e/ou terceiro índice de orientação mais elevado da camada móvel. Intensidades da difração de raio X com um índice inferior a 1,5, em particular, inferior a 2, são desconsiderados, nesse caso, como pouco alinhados. Com isso, a capacidade de capacidade de coesão de ambas as camadas unidas entre si pode ser aprimorada, visto que, nas superfícies limites das duas camadas que se encontram uma sobre a outra, foi observado um tipo de efeito de denteação, no qual os grãos da uma camada se encaixam melhor nos “buracos” da outra camada.

[017] De forma preferida, a liga à base de estanho da pelo menos uma camada móvel contém entre 0 % em peso e 40 % em peso de antimônio e/ou entre 0 % em peso e 25 % em peso de cobre, pelo que a pelo menos uma camada móvel apresenta, por um lado, uma boa capacidade de inclusão para partículas externas do desgaste e, por outro lado, uma resistência correspondentemente elevada.

[018] A liga à base de estanho da pelo menos uma outra camada pode conter entre 0 % em peso e 3 % em peso de cobre e/ou de antimônio e entre 0,01 e 10 % em peso de bismuto e/ou de chumbo, pelo que, a pelo menos uma outra camada pode ser formada facilmente deformável. Isso atua novamente de forma positiva sobre o efeito de nivelamento da ondulação, mencionado anteriormente, da pelo menos uma camada móvel com a pelo menos uma outra camada durante a fase inicial do elemento de rolamento deslizante.

[019] Pode ser previsto que a pelo menos uma outra camada apresente apenas uma localização do grão nos grãos de estanho beta, pelo que, a capacidade de coesão da pelo menos uma outra camada possa ser aprimorada nos vales da ondulação da superfície da pelo menos uma camada móvel.

[020] De acordo com uma outra variação de modalidade é previsto que os grãos de estanho beta apresentem, na pelo menos uma outra camada, um tamanho médio do grão entre 10 % e 90 % da espessura de camada da pelo menos uma outra camada. Pela formação dos grãos de estanho beta com um tamanho médio do grão dentro dessa faixa, a matriz de grãos de estanho beta pode ser formada facilmente moldável, de modo que a matriz em si apresente um pequeno índice de resistência. Através disso, é possível ligar teores maiores em outros elementos, que atuam de forma a aumentar a resistência na matriz, sem deixar a faixa do índice de resistência da pelo menos uma outra camada, e, desse modo, aprimorar as propriedades tribológicas da pelo menos uma outra camada pelos outros elementos da liga.

[021] De forma preferida, a pelo menos uma outra camada é depositada galvanizada, visto que, com isso, a formação de um crescimento direcionado do grão pode ser melhor controlada. Ademais, com isso, também pode ser facilmente realizada a deposição da pelo menos uma outra camada, mencionada anteriormente, envolvente, pelo menos em ambos os lados, preferencialmente, de forma completa.

[022] Ainda pode ser previsto que a pelo menos uma outra camada seja disposta diretamente sobre a pelo menos uma camada móvel, pelo que, os efeitos mencionados anteriormente, do ponto de vista da porção de sustentação do elemento de rolamento deslizante e do tempo de operação inicial mais curto e da capacidade de suporte aprimorada do elemento de rolamento deslizante durante o tempo de operação inicial podem ser ainda mais aprimorados.

[023] Para um melhor entendimento da invenção, essas são esclarecidas em mais detalhes com base nas Figuras a seguir.

[024] Mostra-se respectivamente uma representação esquemática simplificada:

[025] A Figura 1 é um elemento de rolamento deslizante radial na forma de uma meia-concha, em vista lateral;

[026] A Figura 2 é uma curva de rugosidade (esquerda) com uma porção da curva de sustentação (direita);

[027] A Figura 3 é um corte do elemento de rolamento deslizante de acordo com a Figura 1;

[028] A Figura 4 é um corte de uma variação de modalidade de um elemento de rolamento deslizante;

[029] A Figura 5 é o curso do quociente da espessura de camada da outra camada em relação ao Rz dependendo da capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante;

[030] A Figura 6 é o curso do quociente da espessura de camada da outra camada em relação ao Ra dependendo da capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante;

[031] A Figura 7 é o curso do quociente da espessura de camada da outra camada em relação ao WDc dependendo da capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante;

[032] Inicialmente é determinado que em diferentes modalidades, as mesmas partes são previstas com os mesmos números de referência ou mesmos desenhos de componentes, sendo que as revelações contidas no mesmo relatório podem ser transmitidas logicamente às mesmas peças com os mesmos números de referência ou mesmos desenhos de referência. Também as informações de local selecionadas no relatório, como, por exemplo, superior, inferior, lateral, etc. se referem à Figura diretamente representada bem como descrita e essas informações de local são transmitidas logicamente aos novos locais por uma modificação de local.

[033] Na Figura 1 é representado um elemento de rolamento deslizante 1 metálico, em particular, um elemento de rolamento deslizante radial, em vista lateral. Esse apresenta um corpo do elemento de rolamento deslizante 2. O corpo do elemento de rolamento deslizante 2 compreende, nessa sequência, uma camada de apoio 3, pelo menos, uma camada de metal antifricção 3a disposta na mesma, pelo menos uma camada móvel 4 disposta na mesma e pelo menos uma outra camada 5 (camada de cobertura) disposta na pelo menos uma camada móvel 4 ou que consiste na camada de apoio 3, da pelo menos uma camada móvel 4 e da, com isso, unida, da pelo menos outra camada 5. A pelo menos uma outra camada 5 é disposta, de forma preferida, diretamente na pelo menos uma camada móvel 4 e unida à mesma.

[034] Com o termo “pelo menos de uma” em relação à camada móvel 4 e à outra camada 5 deve ser expresso que é possível que a camada móvel 4 possa ser formada por ou consista de várias camadas móveis individuais de diferentes composições e/ou que a outra camada 5 possa ser formada por ou consista de várias camadas móveis individuais de diferentes composições. Contudo, também é possível que a concentração, pelo menos de elementos individuais da liga, seja reduzida ou acrescentada continuamente na camada móvel 4 e/ou da outra camada 5 no sentido da superfície radial interna do elemento de rolamento deslizante 1. Em todos esses casos, a composição da camada móvel 4 e da outra camada 5 deve ser entendida de forma correspondente às especificações a seguir para a composição geral de ambas as camadas que correspondem à tabela 1, de tal modo que a mesma reproduza o teor de quantidade média dos elementos da liga em toda a camada móvel 4 e em toda a outra camada 5.

[035] Além disso, é possível que a camada móvel 4 seja disposta diretamente em um elemento de apoio, que forma, em particular, a camada de apoio 3 de tal modo que, portanto, uma camada de metal antifricção 3a é dispensada. Esse revestimento direto é aplicado, por exemplo, em olhais da biela. A pelo menos uma outra camada 5 é disposta também nessa variação de camada móvel 4. Nessa variação de modalidade, eventualmente pode ser disposta entre o elemento de apoio e a pelo menos uma camada móvel 4, uma camada de junção e/ou uma camada de bloqueio da difusão.

[036] Como pode ser visto ilustrado em linhas pontilhadas na Figura 1, o corpo do elemento de rolamento deslizante 2 também pode apresentar camadas adicionais, por exemplo, pelo menos uma camada intermediária 6, que está disposta entre a pelo menos uma outra camada 4 e a pelo menos uma camada móvel 3. A pelo menos uma camada intermediária 6 pode ser, por exemplo, uma camada de bloqueio de difusão e/ou pelo menos uma camada de junção.

[037] É possível ainda que a pelo menos uma outra camada 5 não seja disposta apenas em um superfície radial interna 7 da pelo menos uma camada móvel 4, mas que a pelo menos uma outra camada 5 também é disposta na parte posterior do elemento de rolamento deslizante 8, como ilustrado, do mesmo modo, em linha pontilhada, na Figura 1. De acordo com uma outra variação de modalidade pode ser previsto que a pelo menos uma outra camada 5 seja disposta em pelo menos aproximadamente todas ou em todas as superfícies do corpo do elemento de rolamento deslizante 2, portanto, também em superfícies frontais axiais 9 e/ou em superfícies frontais radiais 10.

[038] O elemento de rolamento deslizante 1 forma, em conjunto com pelo menos um outro elemento de rolamento deslizante - conforme o modelo construtivo, pode estar presente também mais de um outro elemento de rolamento deslizante -, um rolamento deslizante, como o mesmo é conhecido. Nesse caso, de forma preferida, o elemento de rolamento deslizante altamente carregado na operação do rolamento deslizante é formado pelo elemento de rolamento deslizante 1 de acordo com a invenção. Também há a possibilidade de que pelo menos um dos pelo menos um outro dos elementos de rolamento deslizante é formado pelo elemento de rolamento deslizante 1, de acordo com a invenção.

[039] O elemento de rolamento deslizante 1 de acordo com a Figura 1 é formado na forma de uma meia-concha. É possível ainda que o elemento de rolamento deslizante 1 seja formado como bucha de rolamento deslizante. Nesse caso, o elemento de rolamento deslizante 1 é ao mesmo tempo o rolamento deslizante. Além disso, há a possibilidade de uma outra divisão, por exemplo, de uma terceira divisão, de modo que o elemento de rolamento deslizante 1 seja combinado com outros dois elementos de rolamento deslizante em um rolamento deslizante, sendo que, pelo menos um dos dois outros elementos de rolamento deslizantes pode ser formado, do mesmo modo, pelo elemento de rolamento deslizante 1. Nesse caso, o elemento de rolamento deslizante não cobre uma faixa de ângulo de 180 ° mas uma faixa de ângulo de 120°.

[040] Particularmente, o elemento de rolamento deslizante 1 é previsto para aplicação na indústria de motores ou em motores correspondentes às concretizações anteriores.

[041] A camada de apoio 3 consiste preferencialmente em um aço, pode consistir, contudo, também, de outros materiais adequados, como, por exemplo, de um bronze.

[042] A camada de metal antifricção 3a consiste, de forma preferida, de uma liga à base de cobre ou de uma liga à base de alumínio, como as mesmas são conhecidas para esse fim, no estado da técnica. Por exemplo, a camada de metal antifricção 3a pode consistir em uma liga à base de cobre de acordo com a DIN ISO 4383, como, por exemplo, CuSn10, CuAl10Fe5Ni5, CuZn31Si, CuPb24Sn2, CuSn8Bi10, CuSn4Zn.

[043] A pelo menos uma camada intermediária 6 consiste de um material conhecido para esse fim, a partir do estado da técnica.

[044] A pelo menos uma camada móvel 4 consiste de pelo menos uma primeira liga à base de estanho. A pelo menos uma outra camada 5 consiste de pelo menos uma outra liga à base de estanho. Tanto a pelo menos uma primeira liga à base de estanho quanto a pelo menos uma outra liga à base de estanho consistem em uma matriz de grãos de estanho beta e um ou mais elemento(s) de um grupo que compreende ou que consiste em Cu, Ni, Ag, Sb, Pb, Bi, Te, Tl. Além disso, de forma alternativa a isso, pelo menos um elemento ou partículas não-metálicas adicionais ao mesmo pode estar contida na pelo menos uma primeira liga à base de estanho e/ou na pelo menos uma outra liga à base de estanho. As partículas não metálicas são, em particular, partículas inorgânicas, por exemplo, Al2O3, Si3N4, TiO2, SiC, etc. Preferencialmente, as partículas inorgânicas apresentam um tamanho máximo de partículas entre 0,05 μm e 5 μm, em particular, entre 0,1 μm e 2 μm.

[045] O tamanho máximo de partículas é determinado por meio de difração de laser correspondente à norma ISO 13320:2009.

[046] Na Figura 2 é representado um perfil de rugosidade (parte esquerda da Figura) e uma curva da porção de sustentação (parte direita da Figura). Com isso, o problema que deu origem à invenção pode ser esclarecido em mais detalhes.

[047] Como concretizado anteriormente, em um rolamento deslizante de carga elevada, são utilizados revestimentos reforçados da superfície. Os acabamentos restantes, como perfurações ou escareamentos, após o ou os revestimentos do substrato causam, devido a formação de ranhuras, uma ondulação da superfície no sentido radial ou axial. Essa micro ondulação leva, em particular, em um revestimento reforçado da superfície, a uma carga local extremamente elevada no início da operação. Pela irregularidade da superfície, o eixo é montado predominantemente a partir das pontas das nervuras, transmitido por um lubrificante, extremamente fino, que pode até romper sob determinadas circunstâncias.

[048] Na parte esquerda da Figura 2 é representado um perfil de rugosidade, que se obtém por perfurações precisas, sendo que, o registro do perfil foi admitido em sentido axial.

[049] Os eixos resultam pela rotação do fuso da perfuração precisa, uma distância 11 entre as pontas do eixo de, por exemplo, 0,1 a 0,2 mm resulta pelo deslocamento por rotação.

[050] A própria rugosidade eventual sobrepõe essa ondulação, cuja largura de faixa frequentemente constitui apenas uma parte de ruptura da altura do perfil - nesse caso, cerca de um quarto - como a mesma é representada na Figura 2 pelo perfil “recortado” da ondulação.

[051] Na parte direita da Figura 2 é ilustrada a curva da porção de sustentação (curva Abbot) representada à esquerda do perfil de rugosidade.

[052] Pela menor deformação plástica e desgaste das pontas de rugosidade acima, nesse exemplo, ao início da operação do elemento de rolamento deslizante, se ajusta uma porção de sustentação de apenas cerca de 20%.

[053] O lubrificante transfere uma parte das forças também em áreas do perfil que se encontram profundas, sendo que, em particular, na utilização de óleos lubrificantes mais finos, essa parte é menor.

[054] Espera-se, portanto, com uma carga local superior a 2 a 5 Mal na superfície. Pela resistência extraordinária ao desgaste do revestimento reforçado, a fase inicial, o tempo é fortemente atrasado, contribuindo em até 80 % do perfil (e considerando o lubrificante, consequentemente, 100% da superfície) para o suporte do eixo.

[055] A carga local sobrelevada de cerca de 2 a 5 Mal também pode exceder a resistência à fadiga de camadas reforçadas e, assim, levar a um dano a curto prazo.

[056] Não apenas os pequenos desvios espaciais da superfície na distância de cerca 0,1 mm podem reduzir a porção de sustentação local, mas também desvios de forma de altura próxima à altura (ligeiramente nas arestas) ou centímetros (em oscilações de espessura da parede da superfície móvel) podem influenciar desfavoravelmente a porção de sustentação.

[057] Para poder melhor dominar esse problema de elementos de rolamento deslizantes de carga elevada, o elemento de rolamento deslizante 1 apresenta, de acordo com a invenção, uma combinação da pelo menos uma camada móvel 4 e da pelo menos uma outra camada 5, que é disposta, de forma preferida, diretamente na pelo menos uma camada móvel 4. Para isso, é representado na Figura 3 um corte do elemento de rolamento deslizante 1 de acordo com a Figura 1. Como pode ser visto a partir dessa Figura, a pelo menos uma outra camada 5 reproduz a ondulação da superfície 7 da pelo menos uma outra camada móvel 4.

[058] Nesse caso, a pelo menos uma camada móvel 4 consiste de pelo menos uma primeira liga à base de estanho, sendo que a pelo menos uma primeira liga à base de estanho apresenta um índice de resistência FI de pelo menos 5 e no máximo 25, em particular, pelo menos 10 e no máximo 25. A pelo menos uma outra camada 5 consiste de pelo menos uma outra liga à base de estanho, sendo que, essa liga à base de estanho apresenta, contudo, apenas um índice de resistência FI de pelo menos 0,3 e no máximo 3, em particular, de pelo menos 0,3 e no máximo, de 1,5.

[059] Por essa combinação das duas camadas é obtido que um desgaste da pelo menos uma outra camada 5 de poucos micrômetros leve a uma melhora significativa da porção de sustentação e, com isso, a uma redução significativa das sobrecargas locais.

[060] O índice de resistência FI ié definido pela igualdade

[061] em que C representa pelo menos um dos elementos Cu, Ni, Ag, S para Sb e/ou partículas não-metálicas, B representa pelo menos um dos elementos Pb, Bi, Te, Tl, e w para o teor total dos respectivos componentes das ligas à base de estanho, são atribuídas as letras C, S e e B.

[062] Sob um índice de resistência de 0,3 da outra camada 5 não pode ser observada qualquer melhora significativa no comportamento tribológico do elemento de rolamento deslizante 1 em comparação àqueles com camadas de estanho puro. A razão para isso se encontra, provavelmente no fato de que estanho puro, em análise técnica, apresenta impurezas naturais. Hoje, estanho está contido em uma pureza de >99,95%. Impurezas individuais por chumbo, antimônio e bismuto (os três elementos de impureza principal) na faixa de cerca de 0,005 a 0,01 % são padrão. Na aplicação de processos de produção galvanizados, os elementos antimônio e bismuto são geralmente ainda mais reduzidos, visto que os mesmos se soltam do ânodo apenas ligeiramente nos eletrólitos. Com isso, o estanho depositado, que é utilizado, por exemplo, para a denominada rebarba de estanho, apresenta um teor ainda menor de “impurezas”. Um índice de resistência de pelo menos 0,3 não pode ser obtido, portanto, com estanho puro com as impurezas restantes.

[063] Ligas de estanho sem dopagem com chumbo, antimônio ou bismuto não são protegidas em medida suficiente contra transformação alotrópica em armazenamentos frios. O tempo até o início da transformação e a velocidade de transformação pode já ser suficientemente atrasada por um teor total de chumbo, bismuto e antimônio de 0,04%.

[064] Em um índice de resistência da outra camada 5 superior a 3, a capacidade de ajuste da outra camada 5 é reduzida pela resistência então já elevada.

[065] É possível ainda que, entre a pelo menos uma camada móvel 4 e a pelo menos uma outra camada 5 seja formada uma área de transição. Por essa razão, são utilizadas na presente descrição as expressões “pelo menos uma camada móvel 4” ou “pelo menos uma outra camada 5” visto que, com isso, a camada móvel 4 e/ou a outra camada 5 podem ser observadas montadas como múltiplas camadas. A área de transição entre a camada móvel 4 e a outra camada 5 pode apresentar um índice de resistência FI de pelo menos 3 e no máximo 5.

[066] Com isso, também é possível formar o sistema de camadas a partir da camada móvel 4 e da outra camada 5 como camada de gradiente, do ponto de vista do curso do índice de resistência, no sentido radial.

[067] De forma preferida, a área de transição apresenta uma espessura de camada que não é maior do que a espessura de camada 15 da outra camada 5. Os valores especificados anteriormente para a espessura de camada 15 da outra camada 5 se aplicam, portanto, também à área de transição.

[068] De forma preferida, também a camada móvel 4 contém um teor total de chumbo, bismuto e antimônio de pelo menos 0,04%.

[069] Em um índice de resistência FI da camada móvel 4 inferior a 5, o mesmo apresenta uma resistência ao desgaste que não corresponde ao perfil de características desejado do elemento de rolamento deslizante 1. Por outro lado, sua capacidade de ajuste e inclusão de sujeira (também em estado de operação), em um índice de resistência reduz acima de 25.

[070] A pelo menos uma outra camada 5 é depositada preferencialmente galvanizada. Também a pelo menos uma camada móvel 4 é depositada de forma preferida galvanizada. Visto que a deposição galvanizada é conhecida, refere- se ao estado da técnica pertinente a isso, por exemplo, ao documento de pedido de patente AT 509 111 B1 ou AT 509 867 B1, que pertence, na extensão das condições da deposição galvanizada da(s) liga(s) à base de estanho, à presente descrição.

[071] De forma preferida, após a deposição da pelo menos uma outra camada 5, não ocorre qualquer acabamento do elemento de rolamento deslizante 1, por exemplo, por perfuração precisa, ou tal acabamento não é mais necessário.

[072] Caso a pelo menos uma outra camada 5 também precisar ser depositada nas costas do elemento de rolamento deslizante 8 nas outras superfícies do elemento de rolamento deslizante 1, em particular na forma de uma rebarba de estanho que se aproxima opticamente de uma espessura fina e que protege contra a formação de ferrugem, essa pode ser combinada com uma outra deposição da pelo menos uma outra camada 5 no lado radial interno do elemento de rolamento deslizante 1. Nesse caso, a espessura de camada pode ser reduzida na parte posterior do elemento de rolamento deslizante 8, na qual, radialmente para dentro ou para fora, a intensidade da corrente e/ou o tempo de revestimento pode ser selecionado de forma correspondentemente diversa.

[073] As partículas não-metálicas podem ser adicionadas como tais à respectiva imersão galvanizada e podem ser depositadas com o estanho.

[074] Os respectivos índices de estabilidade da pelo menos uma camada móvel 4 e da pelo menos uma outra camada 5 são ajustados pela composição das respectivas camadas. De forma geral, essas camadas podem apresentar os teores nos componentes individuais especificados na tabela 1, a seguir, sendo que o residual de 100 % em peso forma, respectivamente, o estanho. Todos os dados numéricos relacionados aos teores de quantidades na tabela 1, assim como, em geral, em toda a descrição (contanto que não expressamente descrito em contrário), devem ser entendidos em % em peso.

[075] TABELA 1: TEOR DE QUANTIDADE DAS LIGAS À BASE DE ESTANHO

[076] Esses dados para a composição devem ser entendidos de tal modo que as ligas à base de estanho da camada móvel 4 e da outra camada 5 contêm, em todos os casos, pelo menos um desses elementos de liga na tabela 1, visto que, do contrário, os índices de estabilidade desejados dessas camadas não são obtidos. Portanto, estão excluídos estanho puro para a camada móvel 4 e estanho puro para a outra camada 5.

[077] De acordo com variações preferidas de modalidade do elemento de rolamento deslizante 1, pode ser previsto que a liga à base de estanho da pelo menos uma camada móvel 4 contém entre 2 % em peso e 12 % em peso de antimônio e/ou entre 2 % em peso e 12 % em peso de cobre, e/ou que a liga à base de estanho da pelo menos uma outra camada 5 contém entre 0 % em peso e 0,5 % em peso de cobre ou entre 0 % em peso e 0,5 % em peso de antimônio ou entre 0 % em peso e 0,5 % em peso de cobre e antimônio, e entre 0,01 e 10 % em peso de bismuto ou entre 0,01 e 2 % em peso de chumbo ou entre 0,01 e 10 % em peso de bismuto e chumbo.

[078] De acordo com uma outra variação preferida da modalidade do elemento de rolamento deslizante 1, pode ser previsto que a liga à base de estanho da pelo menos uma camada móvel 4 e/ou da pelo menos uma outra camada 5 contenha um teor total nos elementos de liga especificados na tabela 1, em particular, os elementos estanho, antimônio e bismuto, de pelo menos 0,04 % em peso, em particular, pelo menos 0,3 % em peso, sendo que os limites acima do teor nesses elementos nessa ou nessas camadas é definido pelos dados mencionados anteriormente.

[079] Nas tabelas a seguir são reproduzidos alguns exemplos de comparação, assim como, modalidades de elementos de rolamento deslizante 1, de acordo com a invenção.

[080] Diferentes variações da outra camada 5 foram aplicadas nas semiconchas do rolamento deslizante (largura 25 mm, diâmetro 80 mm) e um teste de rolamento deslizante dinâmico foi submetido. As conchas de rolamento deslizante utilizadas apresentaram uma qualidade de superfície desfavorável (Ra = 0,7 μm, Rq = 0,8 μm, Rz = 2,8 μm, Rt = 3 μm).

[081] Foram realizados dois testes cada, um com teste sem desalinhamento da superfície móvel (variação 1), o segundo teste com desalinhamento da superfície móvel em torno de 0,5 μm/mm (variação 2). Esse segundo teste exerce uma carga extrema em uma aresta, como a mesma surge em perfurações não ideais ou, por exemplo, hastes de biela fendidas. O primeiro teste foi analisado segundo desgaste e resultados microscópicos, o segundo teste por avaliação visual e microscópico. As análises individuais foram agrupadas conforme experimento em um número de avaliação total de 0 a 5 (0= muito ruim, 5=muito bom)

[082] Para uma melhor comparação, a composição da camada do elemento de rolamento deslizante 1 foi mantida constante, inclusive a camada móvel 4 e apenas a outra camada 5 foi variada.

[083] A espessura do revestimento, contanto que não expresso em contrário, foi mantida, do mesmo modo, constante com 20 μm e compreende a espessura da camada móvel 4 e, nos exemplos de acordo com a invenção, a outra camada 5.

[084] Nas colunas Composição, os números de acordo com os elementos, significam seu teor de masse percentual (por exemplo, SnTe1 significa estanho com 1 % em peso de telúrio). A abreviação FI significa índice de resistência. Nas colunas da esquerda, nas tabelas, o número 5 representa a montagem da camada 5 e o número 4, a camada móvel 4. Nas tabelas de resultado, na coluna esquerda, o número 1 representa a variação 1 e o número 2, a variação 2. Essa nomenclatura é válida para tabelas exemplificativas em toda a descrição.

[085] EXEMPLO COMPARATIVO 1

[086] MONTAGEM

[087] RESULTADOS

[088] Demonstrou-se que a outra camada 5 era muito fina e a camada móvel 4 muito leve.

[089] EXEMPLO COMPARATIVO 2

[090] MONTAGEM

[091] RESULTADOS

[092] Demonstrou-se que a outra camada 5 era muito leve.

[093] EXEMPLO COMPARATIVO 3

[094] MONTAGEM

[095] RESULTADOS

[096] EXEMPLO COMPARATIVO 4

[097] MONTAGEM

[098] RESULTADOS

[099] Nessa composição da camada a camada móvel 4 é muito leve.

[100] EXEMPLO COMPARATIVO 5

[101] MONTAGEM

[102] RESULTADOS

[103] A outra camada 5 é muito fina.

[104] EXEMPLO COMPARATIVO 6

[105] MONTAGEM

[106] RESULTADOS

[107] A outra camada 5 é muito fina e muito leve.

[108] EXEMPLO COMPARATIVO 7

[109] MONTAGEM

[110] RESULTADOS

[111] A outra camada 5 é muito leve.

[112] EXEMPLO COMPARATIVO 8

[113] MONTAGEM

[114] RESULTADOS

[115] A outra camada 5 é muito fina.

[116] EXEMPLO COMPARATIVO 9 (SEMELHANTE AO DOCUMENTO GB 2 375 801 A, PÁGINA 9, EXEMPLOS 3 E 4)

[117] MONTAGEM

[118] RESULTADOS

[119] A outra camada 5 é muito grossa.

[120] EXEMPLO 1 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[121] MONTAGEM

[122] RESULTADOS

[123] Em comparação com o exemplo comparativo 2 foi obtida uma melhora da capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante 1.

[124] EXEMPLO 2 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[125] MONTAGEM

[126] RESULTADOS

[127] Também nesse exemplo, demonstra-se, em comparação ao exemplo comparativo 3 uma melhora na capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante 1.

[128] EXEMPLO 3 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[129] MONTAGEM

[130] RESULTADOS

[131] A comparação com o exemplo comparativo 4 demonstra aqui um aprimoramento do ponto de vista de ambas as variações de teste.

[132] EXEMPLO 4 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[133] MONTAGEM

[134] RESULTADOS

[135] A comparação com o exemplo comparativo 6 demonstra aqui um aprimoramento do ponto de vista da capacidade de carga do elemento de rolamento deslizante 1.

[136] EXEMPLO 5 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[137] MONTAGEM

[138] RESULTADOS

[139] Em comparação com o exemplo comparativo 7 foi obtido um aprimoramento no ponto de vista da fratura de fadiga.

[140] EXEMPLO 6 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[141] MONTAGEM

[142] RESULTADOS

[143] Comparado com o exemplo comparativo 8 o desgaste é de fato maior, em sentido normal, na superfície de deslize, contudo, foi obtido um aprimoramento em relação à variação de teste 2.

[144] EXEMPLO 7 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[145] MONTAGEM

[146] RESULTADOS

[147] Em comparação ao exemplo comparativo 9 demonstrou-se um aprimoramento tanto do ponto de vista não inclinado quanto inclinado do armazenamento.

[148] EXEMPLO 8 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[149] MONTAGEM

[150] RESULTADOS

[151] Como pode ser visto com base nos resultados, essa variação de modalidade é adequada muito adequada para armazenamentos não inclinados.

[152] EXEMPLO 9 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[153] MONTAGEM

[154] RESULTADOS

[155] SB ELEVADO

[156] Os resultados são semelhantes ao exemplo 9 acima, sendo que, aqui, contudo, foi obtido um aprimoramento do ponto de vista do armazenamento inclinado.

[157] EXEMPLO 10 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[158] MONTAGEM

[159] RESULTADOS

[160] Esse elemento de rolamento deslizante 1 mostra uma capacidade de suporte semelhante ao exemplo 10.

[161] EXEMPLO 11 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[162] MONTAGEM

[163] RESULTADOS

[164] Pela espessura muito elevada da outra camada 5 em relação à camada móvel 4 reduziu-se o desgaste do ponto de vista de uma carga normal na superfície de deslize.

[165] EXEMPLO 12 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[166] MONTAGEM

[167] RESULTADOS

[168] Essa montagem de acordo com o exemplo 12 mostra bons resultados do ponto de vista de ambas as variações de teste, de modo que a mesma encontra aplicação tanto em armazenamentos inclinados quanto não-inclinados.

[169] EXEMPLO 13 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[170] MONTAGEM

[171] RESULTADOS

[172] Além disso, também foram executados dois experimentos com brocagem de orifício cego revestido direto de um olhal de biela, sendo que, em ambos os casos, o diâmetro interno de perfuração pronto, como nos rolamentos de teste, estava, contudo, com uma espessura de camada significativamente mais elevada de 40 μm.

[173] Nesses experimentos, os revestimentos foram aplicados diretamente no aço previsto com uma camada intermediária fina, que promove adesão.

[174] EXEMPLO COMPARATIVO 10

[175] MONTAGEM

[176] RESULTADOS

[177] EXEMPLO 14 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[178] MONTAGEM

[179] RESULTADOS

[180] EXEMPLO COMPARATIVO 11

[181] MONTAGEM

[182] RESULTADOS

[183] EXEMPLO 15 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[184] MONTAGEM

[185] RESULTADOS

[186] Como já indicado, a camada móvel 4 pode ser composta de várias camadas parciais de diferentes composições. Através disso, é possível que o índice de resistência dessas camadas parciais seja maior no sentido das costas do elemento de rolamento deslizante 8. O mesmo é válido para a pelo menos uma outra camada 5. Composições das camadas parciais individuais podem ser selecionadas, de forma correspondente aos exemplos reproduzidos na tabela 2, ou, em geral, nos valores reproduzidos na tabela 1 para os teores dos componentes individuais das ligas à base de estanho.

[187] A seguir, é descrito de forma exemplificativa, a produção de uma camada móvel 4 e de uma outra camada 5 a partir de várias camadas parciais. Do ponto de vista das possíveis adições aos eletrólitos reproduzidos, é indicado o documento AT 509 112 B1, o qual é aqui expressamente incorporado por referência.

[188] EXEMPLO 16 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[189] Eletrólito para a deposição da camada móvel 4:

[190] Sn....50 g/L (como tetrafluoroborato de estanho(II))

[191] Sb..7 g/L (como trifluoreto de antimônio)

[192] Cu.7 g/L (como tetrafluoroborato de cobre)

[193] Temperatura da imersão 40°C

[194] eletrólito para a deposição da outra camada 5

[195] Sn..40 g/L (como tetrafluoroborato de estanho(II))

[196] Sb..0,5 g/L (como trifluoreto de antimônio )

[197] Cu.0,2 g/L (como tetrafluoroborato de cobre)

[198] temperatura da imersão 25°C

[199] EXEMPLO 17 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[200] eletrólito para a deposição da camada móvel 4

[201] Sn....50 g/L (como metanossulfonato de estanho(II))

[202] Cu...7 g/L (como tetrafluoroborato de cobre)

[203] Bi..5 g/L (como metanossulfonato de bismuto)

[204] Temperatura 40°C

[205] eletrólito para a deposição da outra camada 5

[206] Sn..20 g/L (como metanossulfonato de estanho(II))

[207] Bi..1 g/L (como metanossulfonato de bismuto)

[208] Cu.0,5 g/L (como tetrafluoroborato de cobre)

[209] temperatura da imersão 40°C

[210] A seguir são descritas outras variações de modalidade do elemento de rolamento deslizante 1.

[211] Como pode ser visto na Figura 4, a outra camada 5 pode consistir apenas em uma localização do grão 12 em grãos de estanho beta 13. Nesse caso, fases intermetálicas 14 da, ou com outros componentes da, liga à base de estanho da outra camada 5 ou as partículas não metálicas podem ser inseridas entre esses grãos de estanho beta 13 em seus limites de grão. Como pode ser visto a partir da Figura 4, obtém-se, devido aos diferentes tamanhos de grão dos grãos de estanho beta 13 da camada móvel 4 na superfície limite em relação à outra camada 5, uma superfície da camada móvel irregular, sendo que, os grãos de estanho beta 13 da outra camada 5 são cultivados diretamente nos grãos de estanho beta 13 da camada móvel 4. Com isso, pode ser obtido um tipo de efeito de denteação que provoca uma capacidade de junção elevada da outra camada 5 na camada móvel 4.

[212] Preferencialmente, os grãos de estanho beta 13 pode apresentar, na pelo menos uma outra camada 5, devido às razões mencionadas acima, um tamanho médio do grão entre 10 % e 90 % de uma espessura de camada 15 (Figura 3) da pelo menos uma outra camada 5.

[213] O tamanho médio do grão é determinado por meio de difração de laser, como descrito acima.

[214] É preferido ainda se a orientação preferida dos grãos de estanho beta 13 for igual em pelo menos duas camadas dispostas uma sobre a outra da pelo menos uma outra camada móvel 4 e/ou da pelo menos uma outra camada 5. Particularmente, os grãos de estanho beta 13 da camada móvel 4 e da outra camada 5 disposta sobre a mesma e unida com a mesma, apresentam a mesma orientação preferida. Nesse caso, é preferido se a intensidade da difração de raio X da outra camada 5 com o índice de orientação mais elevado também for a intensidade da difração de raio X com o índice de orientação mais elevado da camada móvel 4 ou for uma das três intensidades da difração de raio X da camada móvel 4 com o índice de orientação mais elevado, ou, se particularmente, também as intensidades da difração de raio X com o segundo e/ou terceiro índice de orientação mais elevado da outra camada 5 for ou forem as intensidades da difração de raio X com o segundo e/ou terceiro índice de orientação mais elevado da camada móvel. Intensidades da difração de raio X com um índice inferior a 1,5, em particular, inferior a 2, são desconsiderados, nesse caso, como pouco alinhados.

[215] Preferencialmente, os grãos de estanho beta 13 são orientados para {220} e/ou {321} (índices Miller).

[216] Para uma descrição quantitativa da orientação preferida é utilizado o índice de orientação M{hkl} que corresponde à seguinte fórmula:

[217] sendo que I{hkl} representam as intensidades XRD (intensidades de difração de raio X) para os {hkl} planos da camada plana e I0{hkl} as intensidades XRD da amostra de pó de estanho completamente sem orientação (ICDD PDF 00-004-0673).

[218] A soma das intensidades de difração ∑I{hkl} ou ∑I0{hkl} precisa ocorrer pelas mesmas áreas, compreender, por exemplo, todas as intensidades dos reflexos de {200} a {431} , o que, na utilização de radiação CuKα, corresponde a todos os reflexos com um ângulo de difração 2θ entre 30° e 90°.

[219] Nas tabelas a seguir são reproduzidas as intensidades de difração de raio X (linhas 3 a 5), assim como, os índices de orientação pertencentes (linhas 6 a 8) de uma camada móvel 4 SnCu10Sb5 com um teor em outros elementos de liga inferior a 0,005 % em peso e um índice de resistência FI de 12,5 (abreviação QZ2), de uma camada móvel 4 SnCu10Sb5 com um teor em outros elementos de liga inferior a 0,005 % em peso e um índice de resistência FI de 12,5 com uma liga SnCu1Bi0,02 disposta na mesma como como outra camada 5, que apresentou um teor em elementos de liga inferior a 0,005 % em peso e um índice de resistência FI von 1,3 (abreviação QZ4) e uma camada móvel SnCu6Pb1 que corresponde ao estado da técnica (abreviação Ref. 1). A abreviação Sn-Ref. representa o pó de estanho completamente sem orientação (ICDD PDF 00-004-0673).

[220] TABELAS: INTENSIDADES DE DIFRAÇÃO DO RAIO X E ÍNDICES DE ORIENTAÇÃO

[221] Para os resultados do teste reproduzidos a seguir, a orientação de QZ02 é indicada com o alinhamento a, orientação de QZ04 com o alinhamento b e a orientação de Ref. 1 com o alinhamento c.

[222] EXEMPLO 18 DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[223] MONTAGEM

[224] RESULTADOS

[225] EXEMPLO COMPARATIVO

[226] MONTAGEM

[227] RESULTADOS

[228] Nesse caso, os grãos de estanho beta 13, como representado na Figura 4, pode apresentar um habitus alongado e os grãos de estanho beta 13 são orientados com seu eixo longitudinal no sentido normal na superfície interna radial 17 (Figura 1) do elemento de rolamento deslizante 1. Nesse caso, é particularmente vantajoso se esses grãos de estanho beta 13 longos apresentarem uma seção transversal pelo menos aproximadamente quadrada (observado no sentido paralelo à superfície móvel da outra camada 5), visto que, através disso, a extensão da superfície dos limites do grão pode ser reduzida. Com isso, a capacidade de suporte do elemento de rolamento deslizante 1 pode ser aprimorada.

[229] Devido às mesmas razões, também pode ser vantajoso se os grãos de estanho beta 13 apresentarem uma configuração pelo menos cúbica.

[230] Foi verificado, em função de testes em outras camadas diferentes 5, que, em um tamanho de grão dos grãos de estanho beta 13 inferior a 0,2 μm surgem as tensões internas elevadas na outra camada 5. Em um tamanho de grão superior 10 μm resulta uma superfície que mantém a uniformidade do lubrificante e, com isso, a especial formação da folga de lubrificante.

[231] De acordo com uma outra variação de modalidade do elemento de rolamento deslizante 1, pode ser previsto que o tamanho médio do grão, particularmente, o tamanho de grão dos grãos de estanho beta 13 no qual pelo menos uma outra camada 4 é maior que o tamanho médio do grão, particularmente, o tamanho de grão dos grãos de estanho beta 13 na camada móvel 4. Isso pode ser obtido, por exemplo, pela modificação dos parâmetros de deposição durante a deposição galvanizada, na qual, por exemplo, a temperatura de imersão se eleva e/ou a velocidade de deposição e/ou a concentração de estanho são reduzidas na imersão galvanizada. Também pode ser realizado um tratamento térmico do elemento de rolamento deslizante 1 para esse fim.

[232] Preferencialmente, os grãos de estanho beta 13 da pelo menos uma outra camada 5 são cultivados diretamente nos grãos de estanho beta 13 da camada móvel 5.

[233] Ainda é preferido se a pelo menos uma outra camada 5 apresentar, pelo menos na área superfície radial interna 7 (Figura 3) da camada móvel 4, uma espessura de camada 15 (Figura 3), que é selecionada a partir de uma faixa de 5*10-6 de um diâmetro interno do rolamento 16 (Figura 1) a 50*10-6 de diâmetro interno do rolamento 16 (Figura 1), sendo que, a espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5 é de, pelo menos 1,5 μm e no máximo 15 μm, de forma preferida, pelo menos 2 μm e no máximo 10 μm, particularmente, pelo menos 2,5 μm e no máximo 7,5 μm, ou pelo menos 2 μm e no máximo 6 μm.

[234] A outra camada radial interna 5 pode apresentar uma espessura de camada 15 que se encontra entre 10 % e 50 %, particularmente, entre 15 % e 30 %, da espessura de camada total formada pela espessura de camada da camada móvel 4 e da outra camada 5.

[235] É preferido, ainda, se a espessura de camada da camada móvel 4 for maior do que a espessura de camada da outra camada 5, particularmente, maior do que a espessura de camada tripla da outra camada 5.

[236] O diâmetro interno do rolamento 16 é o diâmetro do elemento de rolamento deslizante 1 na superfície radial mais interna do mesmo, como o mesmo pode ser visto a partir da Figura 1. A ondulação da superfície é considerada, nesse caso, pela medição de metade da altura das ondas.

[237] Como pode ser visto com base nos resultados dos testes relacionados aos exemplos de acordo com a invenção reproduzidos acima, em uma espessura de camada inferior a 1,5 μm, o efeito descrito acima da pelo menos uma outra camada 5 se desenvolve de forma relativamente fraca, de modo que a porção de sustentação do elemento de rolamento deslizante 1 não pode ser elevada na extensão desejada. Com isso, podem ser evitadas, portanto, sobrecargas locais da superfície móvel eventualmente de forma insuficiente. Por outro lado, em uma espessura de camada 15 da outra camada 5 superior a 15 μm, essa outra camada 5 é tão espessa que a fase de operação é prolongada novamente, visto que é necessário mais tempo para o desgaste parcial da outra camada 5.Além disso, em uma espessura de camada 15 superior a 15 μm, a camada móvel 4 de alta resistência que se encontra sob a mesma da pelo menos uma outra camada 5 pode oferecer apenas mais suporte insuficiente.

[238] Para melhor consideração da topografia da superfície da pelo menos uma camada móvel 4, pode ser previsto que a espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5, na área da superfície radial interna 17 (Figura 1), é maior que o dobro do valor médio bruto aritmético Ra, de acordo com a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície 17 e/ou que a espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5, na área da superfície radial interna 17, é menor que o dobro da profundidade bruta média Rz, de acordo com a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície 17.

[239] De acordo com uma outra variação de modalidade, pode ser previsto que a espessura de camada 15 (Figura 3) da pelo menos uma outra camada 5 0,3 Mal a 5 Mal, particularmente, 1 Mal a 2 Mal, é tão grande quanto uma altura média 18 do perfil de ondulação dominante WDc da superfície 17 (Figura 1) dessa camada 5, medida normalmente no sentido de operação que corresponde ao VDA 2007 acima.

[240] Para analisar a composição da rugosidade da superfície com a espessura da pelo menos uma outra camada 5, foram realizadas análises, como descritas anteriormente (variação 1 sem desalinhamento). Os casquilhos de rolamento apresentaram uma rugosidade na faixa de Ra 0,3 a 0,7 μm e Rz 2 a 5. Além disso, em dois terços dos casquilhos de rolamento pode ser descoberta uma ondulação dominante com WDc 0,5 a 2,5 μm.

[241] Os casquilhos de rolamento foram revestidos de forma correspondente ao exemplo 11 de acordo com a invenção, sendo que, a espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5 foi variada entre 0,1 e 12 μm.

[242] As Figuras 5 a 7 mostram o resultado dos testes dependendo da proporção da espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5 de SnCu1Sb0,5 em relação ao respectivo parâmetro de rugosidade. Nas ordenadas são colocados, nesse caso, os resultados dos testes que correspondem à variação 1. Na abscissa é colocada a proporção da espessura de camada 15 da outra camada 5 em relação à Rz (Figura 5) ou Ra (Figura 6) ou Wdc (Figura 7). A camada móvel 4, para esse teste, consiste em SnCu7Sb7BiPb.

[243] É claramente evidente, nas Figuras 5 a 7, que é vantajoso se a espessura de camada 15 for menor do que duas vezes Rz e/ou ou maior que duas vezes Ra e/ou se encontre na faixa entre WDc = 0, 5 a 5.

[244] Ademais, pode ser previsto que uma espessura de camada 19 (Figura 1) da pelo menos uma outra camada 5 na parte posterior do elemento de rolamento deslizante 8 pode estar entre 0,1 Mal e 0,5 Mal da espessura de camada 15 da pelo menos uma outra camada 5 na área da superfície radial interna 17.

[245] Em espessuras de camadas posteriores de 5 μm ou mais, eleva-se o risco de deslocamento do material durante operação, o que pode levar a deformação do orifício e piora da instalação posterior.

[246] A faixa de 0,1 a 0,5 Mal da espessura de camada 15 da outra camada 5 interna radial oferece, em um processo de produção galvanizada, a vantagem de que, pela redução moderada (por exemplo, em torno de um fator de 2 a 3) da duração do revestimento na parte posterior e/ou redução da densidade da corrente, pode ser ajustada uma espessura de camada 19 que oferece uma proteção contra corrosão suficiente, mas que não eleva o risco de deslocamento de material.

[247] Uma redução muito forte da densidade da corrente pode levar, por exemplo, a uma forte modificação da composição da deposição e, com isso, a um efeito reduzido de proteção contra corrosão.

[248] Os exemplos de modalidade mostram possíveis variações da modalidade do elemento de rolamento deslizante 1, sendo que, nessa posição, deve ser percebido que também são possíveis diversas combinações entre si das variações de modalidade individuais.

[249] Por uma questão de ordem deve ser notado que, para um melhor entendimento da montagem do elemento de rolamento deslizante 1 desse ou desses componentes do mesmo foram representados parcialmente sem escala e/ou aumentados e/ou reduzidos.

[250] LISTA DE REFERENCIAS

[251] elemento de rolamento deslizante

[252] corpo de elemento de rolamento deslizante

[253] camada de proteção

[254] camada de metal antifricção 3a

[255] camada móvel

[256] camada

[257] camada intermediária

[258] superfície

[259] parte posterior do elemento de rolamento deslizante

[260] superfície anterior

[261] superfície anterior

[262] distância

[263] posição do grão

[264] grão de estanho beta

[265] fase

[266] espessura de camada

[267] diâmetro interno do rolamento

[268] superfície

[269] altura

[270] espessura de camada

Claims

1. Elemento de rolamento deslizante (1), particularmente, elemento de rolamento deslizante radial, que compreende, nessa sequência, um elemento de suporte, que forma, particularmente uma camada de suporte (3), pelo menos, uma camada móvel (4), pelo menos, uma outra camada (5) e eventualmente pelo menos uma camada de metal antifricção (3a) entre o elemento de suporte e a pelo menos uma camada móvel (4), sendo que, a pelo menos uma camada móvel (4) é formada de pelo menos uma primeira liga à base de estanho e a pelo menos uma outra camada (5) de pelo menos uma outra liga à base de estanho, sendo que, a primeira liga à base de estanho e a outra liga à base de estanho pelo menos contêm um elemento de um grupo que compreende Cu, Ni, Ag, Sb, As, Pb, Bi, Te, Tl e/ou partículas não metálicas e a pelo menos uma primeira e a pelo menos uma outra liga à base de estanho contêm grãos de estanho beta (13), caracterizado por ao menos uma primeira liga à base de estanho apresentar um índice de resistência FI de pelo menos 5 e no máximo 25 e a pelo menos uma outra liga à base de estanho apresentar um índice de resistência FI de pelo menos 0,3 e de no máximo 3, o índice de resistência da camada móvel (4) é pelo menos cinco vezes o índice de resistência da pelo menos uma outra camada (5) disposta diretamente na camada móvel (4), sendo que, o índice de resistência FI é definido pela igualdade FI = 100 * fflC + 50* fflS + 2* (100 * oB) em que C representa pelo menos um dos elementos Cu, Ni, Ag, S para Sb e/ou partículas não-metálicas, B representa pelo menos um dos elementos Pb, Bi, Te, Tl, e w para o teor total dos respectivos componentes das ligas à base de estanho, são atribuídas as letras C, S e e B.

2. Elemento de rolamento deslizante (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao menos uma outra camada (5) ser disposta pelo menos também em uma parte posterior do elemento de rolamento deslizante (8).

3. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por ao menos uma outra camada (5) apresenta, pelo menos na área de uma superfície radial interna (17), uma espessura de camada (15) ser selecionada a partir de uma faixa de pelo menos 5*10-6 de um diâmetro interno do rolamento (16) a 50*10-6 de um diâmetro interno do rolamento (16), sendo que, a espessura de camada (15) da pelo menos uma outra camada (5) é de pelo menos 1,5 μm e no máximo 15 μm.

4. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a espessura de camada (17) da pelo menos uma outra camada (5) na área da superfície radial interna (17) ser maior que o dobro do valor médio bruto aritmético Ra, conforme a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície (17).

5. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por a espessura de camada (15) da pelo menos uma outra camada (5) na área da superfície radial interna (17) ser menor que o dobro da profundidade bruta média Ra, conforme a DIN EN ISO 4287:2010, dessa superfície (17).

6. Elemento de rolamento deslizante (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por uma espessura de camada (19) da pelo menos uma outra camada (5) na parte posterior do elemento de rolamento deslizante (8) estar entre 0,1 Mal e 0,5 Mal da espessura de camada (15) da pelo menos uma outra camada (5) na área da superfície radial interna (17).

7. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado por a espessura de camada (15) da pelo menos uma outra camada (5) 0,3 Mal a 5 Mal, particularmente, 1 Mal a 2 Mal, ser tão grande quanto a altura média (18) do perfil de ondulação dominante WDc segundo o método de medição de acordo com VDA 2007.

8. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado por a orientação preferida dos grãos de estanho beta (13) ser amplamente igual em pelo menos duas camadas que se encontram uma sobre a outra da pelo menos uma camada móvel (4) e/ou da pelo menos uma outra camada (5) ou na pelo menos uma camada móvel (4) e da pelo menos uma outra camada (5) que se encontra na mesma.

9. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a liga à base de estanho da pelo menos uma camada móvel (4) conter entre 0 % em peso e 40 % em peso de antimônio e/ou entre 0 % em peso e 25 % em peso de cobre.

10. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a liga à base de estanho da pelo menos uma outra camada móvel (5) conter entre 0 % em peso e 3 % em peso de cobre e/ou antimônio e entre 0,01 e 10 % em peso de bismuto e/ou chumbo.

11. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a pelo menos uma outra camada (5) apresentar apenas uma posição do grão nos grãos de estanho beta (13).

12. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por os grãos de estanho beta (13) apresentarem, na pelo menos uma outra camada (5), um tamanho médio do grão entre 10 % e 90 % da espessura de camada (15) da pelo menos uma outra camada (5).

13. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por a pelo menos uma outra camada (5) ser depositada galvanizada.

14. Elemento de rolamento deslizante (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por ao menos uma outra camada (5) ser disposta diretamente na pelo menos uma camada móvel (4).