CN105142898A - 具有铝轴承金属层的滑动轴承复合材料 - Google Patents

具有铝轴承金属层的滑动轴承复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有钢制基材层，设置在基材层上的铝制或除了杂质之外不含铅的铝合金制中间层，和设置在中间层上的除了杂质之外不含铅的铝合金制轴承金属层，所述铝合金包含6.0-10.0重量％的锡，2.0-4.0重量％的硅，0.7-1.2重量％的铜，0.15-0.25重量％的铬，0.02-0.20重量％的钛，0.1-0.3重量％的钒，和任选小于0.5重量％的其它元素，余量为铝。

Description

具有铝轴承金属层的滑动轴承复合材料
本发明涉及滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有钢制基材层，设置在基材层上的铝制，优选除了杂质之外不含铅的铝合金制中间层，和设置在中间层上的除了杂质之外不含铅的铝合金制轴承金属层。
这种滑动轴承复合材料被开发特别用于机动车辆的内燃机中所使用的轴承外壳或轴承套或止推片。其为多篇文献的主题。例如文献EP1334285A1、DE102011003797B3、DE10246848B4或EP2105518A2研究了轴承金属组合物的改进。通过最后一篇文献已知的铝轴承合金包含1.5至8重量％的Si，3至40重量％的Sn，总量为0.1至6重量％的一种或多种选自Cu、Zn和Mg的元素，总量为0.01至3重量％的任选一种或多种选自Mn、V、Mo、Cr、Ni、Co和B的元素和另外的铝。该文献中的研究难点在于完成的铝轴承合金产物中包含的Si-颗粒的粒径分布，所述Si-颗粒应以一定且极宽的分布形式包含一定含量的粒径小于4μm的较小Si-颗粒以及粒径为4至20μm的较大Si-颗粒。通过给定的分布可以减少材料与滑动偶件粘住的趋势(咬粘趋势)并且改进颗粒在材料中的结合。为了达到所需的粒径分布，根据该文献的教导采取的顺序为在350℃至450℃的温度下在8至24小时的时间内的退火步骤和随后的轧制步骤。
通过DE102011003797B3已知滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有钢制基材层，设置在所述基材层上的中间层和设置在所述中间层上的除了杂质之外不含铅的铝合金制轴承金属层。轴承金属层的铝合金包含10.5-14重量％的锡、2-3.5重量％的硅、0.4-0.6重量％的铜、0.15-0.25重量％的铬、0.01-0.08重量％的锶和0.05-0.25重量％的钛。硅以颗粒形式以这样的轮廓分布存在于轴承金属层中，使得以轴承金属层的面积计，所述面积中的直径为4μm至8μm的可见硅颗粒的面积比例为至少2.5％。在此关于高的耐磨性改进了化学组成和硬质粒子。
对于在启停应用中占主导的混合摩擦条件来说，耐磨性一直是重要因素，因此始终存在优化需要。此外，发明人还具有同时升高轴承材料的疲劳强度的目的。
根据本发明通过具有权利要求1的特征的滑动轴承复合材料实现该目的。
在上述类型的滑动轴承复合材料中，本发明设计为轴承金属层的铝合金包含6.0-10.0重量％的锡，2.0-4.0重量％的硅，0.7-1.2重量％的铜，0.15-0.25重量％的铬，0.02-0.20重量％的钛，0.1-0.3重量％的钒，和任选小于0.5重量％的其它元素，余量为铝。
在本文的范围内，“除了杂质之外不含铅”被理解为任选由于各个合金元素的杂质而存在的铅比例在任何情况下可以小于0.1重量％。
本发明人发现，特别是在使用延展性中间层时，相比于现有技术中常见的情况，通过特定选择锡含量结合适应的微合金元素可以明确地在升高的疲劳强度的方向上设计轴承金属层。因此轴承不仅适用于主轴承领域而且适用于连杆轴承材料，在主轴承领域中在启停操作中出现越来越多的混合摩擦条件，在所述混合摩擦条件下不提供轴承的(水力)机油润滑。
无论滑动轴承复合材料的制备时的合适的温度控制和合适的成形程度，加入Ti改进了铸造方法中的基质材料的晶粒细化。通过精确维持0.02–0.2重量％，优选0.04–0.1重量％的Ti-含量，可以在鉴于Si-粒径分布所致力的铸造方法的低冷却速度下调整Al-基质材料的足够细化的粒径，其保证基质材料的高强度和良好的延伸性能。另一方面，基质材料的粒径分布不仅对Si-颗粒的分布产生影响(因为Si溶于Al-基质)，还对软质相(即沿着晶界的未溶Sn)的储存产生影响。因此Ti-含量需要与Si和Sn的含量尽可能精确地协调。
根据本发明Sn的含量在6.0重量％至10.0重量％，优选8.0重量％至10.0重量％的范围内。正是在该范围内，轴承金属层的合金体系具有出色的滑动性能并且由于作为软质相的相当低的锡含量而具有针对更高负载的必要强度，使得能够用于混合摩擦条件。
根据本发明，通过4重量％，优选3重量％的上限设定低Si-含量，从而提供鉴于轧制步骤的高成形程度所需的轴承金属层的延展性。另一方面，Si-颗粒的2.0重量％的最小含量是必要的，用以能够调整轴承金属材料的足够的耐磨性。通过提供Si或Si-颗粒及其受热处理控制的尺寸，可以明显降低咬粘趋势，这在混合摩擦条件下是再次有利的。在此，不同于纯Al中间层的情况，Si-含量对于扩散过程和脆相形成不是关键的。
Cr-含量必须与Cu-含量结合考虑。鉴于材料的高温强度，这两种元素在铝基质中被证明是特别重要的。在高负荷应用中始终需要它们。0.15至0.25重量％的Cr-含量同时合金化0.7至1.2重量％含量的Cu被证明是有利的，从而在基质中形成足够的升高强度的沉淀物。另一方面不应超过0.25重量％的Cr含量和1.2重量％的Cu含量，从而不再负面影响可成形性。最后，Cr和Cu的组合也产生如下积极作用，所使用的Cu的1.2重量％的上限降低成本并且提高材料的循环利用能力。
最后，轴承金属层的铝合金具有0.1至0.3重量％的钒。钒抑制基质材料的再结晶，因为其升高基质材料的再结晶温度。因此钒用于提高高温强度，其连同Ti允许无问题地调节适应软质相和Si的粒径。
优选地，轴承金属层的铝合金具有大于90MPa的0.2％屈服极限Rp,0.2和大于145MPa的抗拉强度Rm，其中材料参数在室温下在根据DINENISO6892-1的拉伸试验中确定。
出人意料地证明，钒的加入首先协同6至10重量％的相对低的锡含量造成显著的强度升高，特别是0.2％屈服极限Rp,0.2的大于60％的升高和抗拉强度Rm的大于15％的升高。令人惊讶的是，在0.2％的低的钒含量和锡含量从12％至8重量％的略微减少(从通过DE102011003797B3已知的材料出发)的情况下，即在小的活动空间内已经发生该明显变化。
优选地，轴承金属层的铝合金具有至少一种选自0.01–0.08重量％的锶、0.1–0.2％的锆和0.1–0.2的钪的金属。
对于耐磨性，除了Si-含量之外轴承金属层中的Si的粒径分布也是决定性的，Si的粒径分布又受化学组成的影响。本发明人发现，在上述Si-含量下，有目的地加入0.03至0.08重量％范围内的少量Sr有利于粒径分布的可调整性。鉴于磨损最小化，Sr与铸造方法之后的<75K/秒，优选<50K/秒的低冷却速度共同保证优化的粒径分布。Sr同时影响Si-颗粒的形式，由于Sr-含量，Si-颗粒在铸造之后在中部具有相比于未加入Sr所观察到的细化和变圆的外观。通过这种方式，鉴于后续工作步骤热处理和轧制，基质材料的可成形性基本上不因加入Si而劣化。Sr-含量与Si-含量精确协调。
优选地，以最终尺寸轧制的滑动轴承元件的中间层具有25μm至70μm，优选25μm至50μm的厚度d2。
中间层优选具有40HV0.01至90HV0.01的显微硬度。
维氏硬度测试根据欧洲标准EN6507-1在完成的(未成形的)滑动轴承元件上进行。测试探针(压头)在此在中间层的平面方向上在滑动轴承元件的准备的切割边缘的范围内压入。优选通过研磨准备切割边缘。
优选地，轴承金属层中的硅以颗粒形式分布存在于轴承金属层中，使得在0.04mm2的面积上存在30-70个>5μm的颗粒。所述粒径分布被证明是特别有利的，因为>5μm的Si-硬质粒子足够大，从而作为硬质载晶保证材料的耐磨性。
为了确定粒径分布，在优选500倍放大的显微镜下观察一定尺寸的轴承金属层的表面截面。在此，可以在任何平面中观察轴承金属层，因为假设层中的Si-颗粒基本均匀分布或者至少假设有意或无意不均匀(即例如在一个方向上逐渐增加或减少)的分布在任何情况下都不离开所要求的界限。为此，优选制造这样轮廓的轴承金属层，使得首先制得平面磨片。测量表面截面中的可见Si-颗粒的轮廓，确定其最长可见维数并且等同于直径。然后使表面截面中直径>5μm的所有Si-颗粒相加，其在所研究的整个测量面积中的数目以标准面积计。也可以确定落入所述等级(>5μm)的所有Si-颗粒的直径并且相加并且由此计算平均值。
特别优选地，>5μm的所有测量的Si-颗粒的平均Si-粒径为6-8μm。6至8μm的直径保证了颗粒不会过大以至于造成基质的强度特别是在动态应力下降低。
如上所述，硅颗粒的尺寸分布优选在铸造方法之后通过小于75K/s，特别优选小于50K/s的冷却速度进行调节。
此外出人意料地被证明有利的是，轴承金属层中的锡以颗粒的形式或基质中的夹杂物的形式分布存在，使得在1.42mm2的测量面积上存在不大于50个面积大于100μm2的颗粒。
在此如上所述进行用于测量锡分布的轴承金属层的准备。借助于EDX-分析识别在平面截面中用电子扫描显微镜可见的Sn-颗粒，其中根据属于锡的灰度值范围在平面截面中进行寻找。然后确定单个锡颗粒的面积比例。为此计数电子扫描显微镜照片的落入属于锡的灰度值范围的连续的像点。在平面截面的已知尺寸和照片的已知分辨率的情况下，使用电子扫描显微镜也已知单个像点的尺寸。通过连续的像点的数目和像点尺寸可以确定锡颗粒的面积。最后将在平面截面上确定的锡颗粒划分成例如<100μm2和>100μm2的尺寸等级或其他层次的尺寸等级。
在根据本发明的情况下，如果所研究的平面截面不与测量面积相符，那么使平面截面中的面积>100μm2的所有Sn-颗粒相加并且在1.42mm2的标准测量面积上对其数目进行标准化。
优选地，特别是在内燃机的特别高受力的轴承应用中，在轴承金属层上设置聚合物基覆盖层。
特别是在高负荷下，聚合物层造成整个轴承宽度上的均匀的负荷分布。通过聚合物层的弹性和塑性适应能力，可以由此进一步升高整个轴承的操作安全性。
图1显示了根据本发明的滑动轴承复合材料的第一个实施例的基本层构造；
图2显示了根据本发明的滑动轴承复合材料的第二个实施例的基本层构造；
图3显示了确定Si-粒径分布的图；
图4显示了对比轴承金属合金的取决于钒含量和锡含量的强度值和断裂伸长的图，和
图5显示了对比轴承金属合金中的锡相的粒径分布的图。
图1示意性地显示了根据本发明的第一个实施例的滑动轴承复合材料的横截面。其总共具有3个层。作为最上方的层，在图1中绘示了轴承金属层10，其具有根据权利要求的Al-基组成。轴承金属层10通过中间层12施用在钢制基座层或基材层14上。中间层充当轴承金属层10和钢制层之间的增粘剂。其由纯铝或铝合金制成。
图1中还象征性地显示了表面截面20，其放大后具有图3中所示的内部结构。为了获取这种表面截面的图像，优选在轴承金属层的合适位置处制造平面磨片。不同于图1中的图示，也可以例如平行于滑动表面观察表面截面。
在根据本发明的滑动轴承复合材料中，中间层的层厚度为优选25μm至70μm，特别优选不大于50μm。
根据图2的第二个实施例具有如下不同的层构造，在轴承金属层10'上施用聚合物涂层16，所述聚合物涂层16在特别高受力的轴承应用中是特别有利的。
本发明不限于这两个所示的实施方案。也很有可能提供具有其他功能层的多层排列。也不排除梯度层。因此层的数量和形式基本上不限制。然而，主要是出于上文所述的节约成本的原因，优选具有如安全操作所允许的少量层的滑动轴承复合材料。
下文根据图3解释用于确定轴承金属层中的Si粒径分布的方法。在首先制造轴承金属层的平面表面磨片(例如延伸至滑动表面)之后，在例如500倍放大的显微镜下选择和标记具有一定边长和宽度的轴承金属层的表面截面20。其例如为边长500μm和800μm的矩形，即测量面积为400000μm2在该表面截面中发现大量Si-颗粒22，其根据经验由于一定的灰值范围或色值范围而在光学上不同于其他夹杂物(特别是软质相)和杂质颗粒，其他夹杂物(特别是软质相)和杂质颗粒在此未示出。优选在电子图像识别系统中自动识别Si-颗粒。测量Si-颗粒22的轮廓，无论其形状如何，确定其最长可见维数。该维数被称为直径。根据其直径划分Si-颗粒等级，例如>5μm和/或<2μm，2-4μm，4-6μm，6-8μm等。
由此可以优选确定两个尺寸。简单计数属于这些等级的Si-颗粒的数目，然后为了可比性在例如0.04mm2的标准面积上换算。替代性地或者额外地，也可以确定属于所有等级的颗粒的颗粒面积并且相加并且由此计算平均值。
图4显示了对比轴承金属层的铝合金的三种不同组成在两种不同的测试温度下的强度值“屈服极限Rp,0.2”和“抗拉强度Rm”和断裂伸长率“A”的柱状图。合金包含从表1中可见的以重量％计的组成：
表1
选择如通过文献DE102011003797B3已知的轴承金属合金作为现有技术(1.对比实施例)。从其出发在合金中加入钒并且作为第二对比实施例测试该新合金。两个实施例与根据本发明的具有升高的Cu-含量和降低的Sn-含量的组成的实施例对比。分别地，第一对比实施例由左侧柱状图表示，第二对比实施例由中间柱状图表示，根据本发明的实施例由右侧柱状图表示。在图4的左半边在室温下进行对比，在图4的右半边在175℃的测试温度下进行对比。
发现相比于已知的组成，在本发明的范围内的合金元素的组成特别在175℃的升高的测试温度下导致抗拉强度Rm的大于40％的显著升高，其中约30％的伸长率仍然足够高。还发现所述行为源自钒的加入结合同时Cu-含量的适度升高和Sn-含量的降低。
出人意料地还发现在根据本发明的轴承金属合金的组成范围内产生更精细的锡分布。这通过图5的两幅图得以证实，图5显示了上述三个实施例中的铝基质中的软质相的测量的尺寸分布。软质相分布在电子扫描显微镜(REM)上通过EDX-测量得以确定。在此首先识别磨片中的Sn-相，这根据其限定的特征性灰度值在一定表面上进行。借助于EDX-分析检验通过其灰度值确定的Sn-相的化学组成。然后关于其尺寸(面积)考虑所有与灰度值和EDX-分析相符的颗粒并且分类成可自由选择的尺寸等级。结果是关于Sn-相尺寸及其在等级内的分布的结构表征。
图5中的每个左侧柱描述根据表1的对比实施例1的落入每个其下方给出的等级的尺寸的软质相颗粒的数目，中间柱描述根据表1的对比实施例2，右侧柱描述根据表1的根据本发明的实施例。在尺寸等级的信息下方还分别以表格形式给出数目。在图5的上方图中显示了<1μm2至20μm2的等级，在下方图中显示了20μm2至>150μm2的等级，其中注意，下方图具有不同的纵坐标刻度。Sn-相的计数和测量分别基于尺寸为1.42mm2的面积。
发现在根据本发明的合金中存在明显更多的等级<10μm2的粒子，而等级>100μm2的粒子明显减少。这特别对改进的强度负责。其原因在于，Al-基质内的更较大的连续的Sn-范围或颗粒造成结构弱化，因为其以分离的软质相的形式存在(Sn-相或软质相)，这在机械应力，特别是升高的温度下起不利作用。因此轴承金属层中的锡优选这样分布，使得在1.42mm2的面积上可以看见不大于50个面积大于100μm2的Sn-颗粒。
轴承金属合金的合金元素的特定选择出人意料地还对轴承金属层中的Si-沉淀物产生影响。如根据图3解释所确定的Si-尺寸分布再次对强度和耐磨性产生直接影响。过于粗糙的Si-粒子充当内部凹口并且降低强度。但是同时需要在2和8μm之间的尺寸范围内的足够的Si-粒子从而保证AlSnSi-合金的已知的良好耐磨性，因为>5μm的Si-硬质粒子足够大，其作为硬质载晶有助于材料的耐磨性。该要求可以如下以合适方式参数化：轴承金属层中的硅颗粒关于其直径以这样的方式分布存在，使得在0.04mm2的面积上存在30-70个>5μm的颗粒，优选直径>5μm的所有测量的Si-颗粒的平均Si-粒径为6.0-8.0μm。由于合金元素的特定选择，结合更精细的Sn-分布和Si-分布(其进一步保证良好的耐磨性)，因此这些合金对于具有升高强度的轴承金属合金形成出色的折中。
由于轴承金属表面与逆向旋转物体接触，咬粘行为和疲劳强度以一级近似的方式通过轴承金属得以控制。本发明人发现，中间层也有助于轴承的负荷能力。在常规疲劳时轴承发生故障的情况下，裂缝从表面前进至复合材料的最薄弱的位置。中间层由于良好的适应能力保证了在中间层上轧焊轴承金属(喷镀)和在钢上轧焊由轴承金属和中间层组成的层体系(压焊)时不会产生结合问题。特别是在更高负荷的启停马达的情况下，中间层还改进了滑动轴承的性能，因为其不会经历老化现象，特别是不会经历由于温度导致的在基材层的钢和中间层之间的相界面处的金属间AlFe-脆相的形成，因此可以持久保持其关于强度和延展性的以理想方式与轴承金属层协调的机械性能。

Claims (13)

1.滑动轴承复合材料，所述滑动轴承复合材料具有钢制基材层，设置在基材层上的铝制或除了杂质之外不含铅的铝合金制中间层，和设置在中间层上的除了杂质之外不含铅的铝合金制轴承金属层，所述铝合金包含
6.0-10.0重量％的锡，
2.0-4.0重量％的硅，
0.7-1.2重量％的铜，
0.15-0.25重量％的铬，
0.02-0.20重量％的钛，
0.1-0.3重量％的钒，
和任选小于0.5重量％的其它元素，余量为铝。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层的铝合金具有大于90MPa的0.2％屈服极限Rp,0.2和大于145MPa的抗拉强度。
3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层的铝合金具有至少一种选自0.01–0.08重量％的锶、0.1–0.2％的锆和0.1–0.2的钪的元素。
4.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层的铝合金中的锡的比例为8.0–10.0重量％。
5.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层的铝合金中的硅的比例为2.0–3.0重量％。
6.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层的铝合金中的钛的比例为0.04–0.10重量％。
7.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层中的硅以颗粒形式分布存在，使得在0.04mm2的面积上存在30-70个>5μm的Si-颗粒。
8.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层中测量的>5μm的所有Si-颗粒的平均Si-粒径为6.0-8.0μm。
9.根据权利要求7或8任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，在铸造方法之后通过小于75K/s，优选50K/s的冷却速度调节轴承金属层中的硅颗粒的尺寸分布。
10.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，轴承金属层中的锡以颗粒形式分布存在，使得在1.42mm2的面积上存在不多于50个面积大于100μm2的Sn颗粒。
11.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，中间层具有25-70μm的厚度d2。
12.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，中间层具有40HV0.01-90HV0.01的显微硬度。
13.根据前述权利要求任一项所述的滑动轴承复合材料，其特征在于，在轴承金属层上设置有基于聚合物的覆盖层。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110418904A (zh) * 2017-03-29 2019-11-05 联合莫古尔威斯巴登有限公司 具有两个铝层的三材料辊轧包覆滑动轴承
CN111911535A (zh) * 2019-05-07 2020-11-10 米巴滑动轴承奥地利有限公司 多层滑动轴承元件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209836A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Ndc Co Ltd 多層すべり軸受
CN1733954A (zh) * 2004-08-03 2006-02-15 米巴·格来特来格有限公司 用于承受摩擦载荷的表面的铝合金
US20090246072A1 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Daido Metal Company Ltd. Aluminum-based bearing alloy
WO2012107288A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-16 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471029A (en) * 1981-10-15 1984-09-11 Taiho Kogyo Co., Ltd. Al-Si-Sn Bearing Alloy and bearing composite
BR9403710A (pt) * 1994-10-13 1997-02-25 Metal Leve Sa Tira bimetálica para mancal e processo para produç o de tira bimetálica para mancal
US6419769B1 (en) * 1998-09-08 2002-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Aluminum-silicon alloy having improved properties at elevated temperatures and process for producing cast articles therefrom
JP3857503B2 (ja) 2000-07-26 2006-12-13 大同メタル工業株式会社 アルミニウム系軸受合金
GB2366531B (en) 2000-09-11 2004-08-11 Daido Metal Co Method and apparatus for continuous casting of aluminum bearing alloy
JP2004514097A (ja) 2000-11-15 2004-05-13 フェデラル−モーグル　コーポレイション 性能を向上させた中間層を有する、非めっきアルミニウムベースの軸受合金
JP3472284B2 (ja) * 2001-10-10 2003-12-02 大同メタル工業株式会社 アルミニウム系軸受合金
AT502546B1 (de) 2005-09-16 2007-10-15 Miba Gleitlager Gmbh Lagerelement
JP5021536B2 (ja) * 2008-03-25 2012-09-12 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
DE102009002700B3 (de) * 2009-04-28 2010-09-30 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerelement mit bleifreier Aluminium-Lagermetallschicht
JP2011027241A (ja) * 2009-07-29 2011-02-10 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
BR112012026018A2 (pt) 2010-04-22 2016-06-28 Taiho Kogyo Co Ltd aparelho de mancal
JP2011236470A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Daido Metal Co Ltd Ａｌ基軸受合金及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209836A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Ndc Co Ltd 多層すべり軸受
CN1733954A (zh) * 2004-08-03 2006-02-15 米巴·格来特来格有限公司 用于承受摩擦载荷的表面的铝合金
US20090246072A1 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Daido Metal Company Ltd. Aluminum-based bearing alloy
WO2012107288A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-16 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110418904A (zh) * 2017-03-29 2019-11-05 联合莫古尔威斯巴登有限公司 具有两个铝层的三材料辊轧包覆滑动轴承
CN111911535A (zh) * 2019-05-07 2020-11-10 米巴滑动轴承奥地利有限公司 多层滑动轴承元件

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