CZ295510B6 - Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby - Google Patents

Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ295510B6
CZ295510B6 CZ19993020A CZ302099A CZ295510B6 CZ 295510 B6 CZ295510 B6 CZ 295510B6 CZ 19993020 A CZ19993020 A CZ 19993020A CZ 302099 A CZ302099 A CZ 302099A CZ 295510 B6 CZ295510 B6 CZ 295510B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
composite material
copper
bearing
bearing alloy
alloy
Prior art date
Application number
CZ19993020A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ302099A3 (cs
Inventor
Gerd Andler
Original Assignee
Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7854543&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ295510(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh filed Critical Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh
Publication of CZ302099A3 publication Critical patent/CZ302099A3/cs
Publication of CZ295510B6 publication Critical patent/CZ295510B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
    • B22D19/085—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal of anti-frictional metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y10S384/90—Cooling or heating
    • Y10S384/912—Metallic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736—Al-base component
    • Y10T428/1275—Next to Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12757—Fe
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12785—Group IIB metal-base component
    • Y10T428/12792—Zn-base component
    • Y10T428/12799—Next to Fe-base component [e.g., galvanized]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Řešení se týká kompozitního vrstveného materiálu a způsobu jeho výroby, který se hodí pro ložiska s kombinovaným třením a který je korozně stálý a tvarovatelný za studena a odolává také nejvyšším zatížením. Způsob spočívá v tom, že se nosný materiál předehřívá na teplotu 1000 .degree.C až 1100 .degree.C a že se kompozitní materiál ochlazuje z teploty při odlévání na teplotu 100 .degree.C v časovém rozmezí 2 až 4 minuty. Mezi ložiskovou slitinou (3) a nosným materiálem (1) se vytvoří metalurgická vazebná zóna (2), která vykazuje 80 až 95 % železa, běžné nečistoty a zbytek je měď, která vykrystalizuje v kubické soustavě.ŕ

Description

Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu kompozitního vrstveného materiálu pro kluzné elementy jako jsou ložiskové pánve a ložisková pouzdra, při kterém se ložisková slitina nanáší na podkladový materiál, zejména z oceli, pomocí kontinuálního procesu pásového lití. Vynález se také vztahuje na kompozitní vrstvený materiál.
Dosavadní stav techniky
Ložiska obecně slouží k zachycení a přenášení sil mezi konstrukčními prvky pohybujícími se k sobě navzájem, a to sil jak axiálních tak radiálních. To znamená, že ložisko je nezbytné pro téměř všechny točivé pohyby. Ložiska jsou tudíž u všech strojů a agregátů, a proto zvlášť u spalovacích motorů, nepostradatelným elementem.
Díváme-li se u moderních spalovacích motorů na místa tam existujících ložisek (hlavní ložiska, ložiska ojnic, pouzdro pístních čepů, pouzdro vačkových hřídelů atd.), získáme tak dobiý přehled o množství často vzájemně protichůdných vlastností, které musí ložisko splňovat.
Podle typu ložiska a motoru se musí brát v úvahu nejen rozdílné konstrukční skutečnosti, ale vyskytují se i zcela rozdílná zatížení (síly tlaku plynů, setrvačné síly, kluzné rychlosti). Pro mnohostranný profil požadavků, které z toho vyplývají (vysoká únavová pevnost, vysoká odolnost proti otěru, necitlivosti proti zadření, vysoká odolnost proti korozi, vysoká odolnost vůči kavitační korozi aj.), se během času ukázaly jako zvlášť vhodné vícevrstvé kompozitní materiály. Tak k dnešnímu stavu techniky patří dvojvrstvé a trojvrstvé kompozitní materiály. Ocelový podklad přitom ložisku propůjčuje požadovanou mechanickou pevnost a přesné utěsnění v pouzdře. Ložiskový kov nanášený plátováním naválcováním, pásovým odléváním nebo spékáním přitom již zmíněné vlastnosti splňuje, přičemž ještě navíc laminátový systém doplňuje nej častěji galvanicky nanášená mezivrstva sloužící jako bariéra proti difúzi.
Díváme-li se na vývojové tendence v oblasti budoucích dieselových motorů, tak do popředí vystupují dvě hlavní krajní podmínky: minimalizace spotřeby paliva a redukce škodlivých emisí.
Proti konvenčním dieselovým motorům se toho dosahuje přímým vstřikováním, tj. zvyšováním tlaku pro spalování a turbo přeplňováním. Tím jsou zvláště na ložiskové materiály u nových generací motorů kladeny nejvyšší nároky. Trend jednoznačně směřuje ke stále více zatížitelným materiálům a u ložisek ojnic již přinesl nové kompozitní vrstvené materiály. Tak se v tomto oboru stalo pevnou součástí trhu ložisko pokovované rozprašováním (třecí vrstva je tvořena kluznou vrstvou nanesenou katodovým rozprašováním). S tímto typem ložiska lze bez problémů vyhovět i nejvyšším zatížením.
Ale i v jiných oblastech, jako např. u ložisek pístních čepů, stouply nároky na ložiskové materiály takovým způsobem, že u zde tradičně používaných materiálů pouzder na bázi ocel/olověný bronz, mohou být zvládány jen zvětšením průměru pístního čepu a tím zredukováním specifického zatížení. Tento vývoj ale ukazuje falešným směrem, protože tak narůstají oscilující hmoty a tím i konstrukční výška motoru, což působí proti obecné snaze snižovat váhu. Dalším problémem používání slitin z olověného bronzu je jejich nedostatečná odolnost proti korozi.
Z toho je zřetelné, že např. v oboru materiálů pro pouzdra mohou být budoucí požadavky trhu splněny jen nově vyvinutým systémem vrstveného kompozitního materiálu. Na ten jsou kladeny následující technické a ekonomické požadavky: kompozitní materiál musí odolávat nejvyšším zatížením, musí mít vysokou odolnost proti korozi v agresivním prostředí při teplotách do 200 °C
-1 CZ 295510 B6 (na materiál silně působí aditiva olejů, zbytky spalin v oleji a silná kontaminace oleje vlivem delších intervalů údržby) a musí být vyrobitelný při příznivých nákladech.
VEP0681 114 je popisován laminovaný materiál sestávající zocelí skluzným materiálem ložiska z tvářecí slitiny mědi a zinku, který nalézá použití jako materiál ložiskových pouzder resp. náběhových kotoučů. Výroba tohoto kompozitního materiálu se provádí plátováním naválcováním. Tepelné zpracování navazující na plátování zvyšuje pevnost vazby mezi ocelí a ložiskovým kovem vlivem difuzních pochodů.
Na rozdíl od způsobu nárokovaného v této patentové přihlášce se u tohoto kompozitního systému při výrobě jedná o způsob plátování naválcováním. Při něm v důsledku tlaku při válcování dochází k mechanické soudržnosti „zakusováním“ povrchů obou materiálů. Následující difuzní žíhání sice tuto soudržnost zesiluje, avšak nevede k tvarově uzavřenému spojení nebo dokonce metalurgické vazbě, jako je tomu v případě odlévání, tedy při kontaktu kapalné fáze s pevnou fází.
Dále je třeba konstatovat, že v EP 0 681 114 popisovaný proces je z hlediska výrobních nákladů také dražší než s ním srovnávané odlévání, protože předtím, než se kompozitní materiál plátuje naválcováním, musí být CuZn31Si-plát zhotoven slévárenským procesem. Kompozitní materiál může vzniknout teprve v dalším výrobním stupni plátováním. Při odlévání na ocel může být ale kompozitní materiál vyroben v jedné operaci.
DE-OS 25 48 941 popisuje způsob získávání kovových předmětů plynulým odléváním, při kterém se nanáší více vrstev z téhož materiálu. Tomu odpovídá více odlévacích pánví. Vrstva, která se v místě odlévání na pásu právě vytvoří, je průběžně odtažena a okamžitě ochlazena. Za tím účelem je pás vespod opatřen odpovídajícími ochlazovacími zařízeními.
ZDE-PS 10 63 343 je k pásovému odlévání olověného bronzu znám způsob, při kterém se ocelový pás zahřívá asi na 1100 °C, aby se zabránilo zkřivení pásu. Pás se napřed vytvaruje do U-profílu s okraji do úhlu. Po odlití a ochlazení pásu, o kterém se ovšem žádná zmínka nečiní, je pás vyfrézován na požadovanou tloušťku a následně navinut.
Z DE 44 37 565 Al je znám způsob výroby kompozitního odlévaného ocelového materiálu. Nejedná se o žádný způsob kontinuálního pásového odlévání, nýbrž o způsob gravitačního resp. odstředivého odlévání, při kterém se pokrývají již vytvarované ložiskové pánve. Tato ložisková slitina na bázi mědi obsahuje nikl a křemík v určitém poměru tak, že jsou ve vazebné zóně potlačeny křehké fáze silicidu železa. Kluzný element, který má být pokryt, se předehřívá, přičemž se teplota předehřívání volí v závislosti na tloušťce oceli. Tento způsob se hodí jen pro velká ložiska a tedy drahé díly. Pro masovou výrobu, jaká se vyžaduje u ložisek s malými dimenzemi s tloušťkami oceli pod 10 mm, nemůže být tento známý způsob použit.
Podstata vynálezu
Vycházeje z DE-OS 25 48 941 je úkolem vynálezu poskytnout způsob a vrstvený kompozitní materiál, který se hodí pro ta místa ložisek, kde se vyskytuje smíšené tření, který odolává korozi, je za studená tvarovatelný a vydrží nejvyšší zatížení.
Tento úkol se řeší postupem, při němž se nosný materiál předehřívá na teplotu 1000 °C až 1100 °C a odléváním se nanáší heterogenně se tvořící, olova prostá ložisková slitina na bázi mědi a zinku nebo mědi a hliníku o teplotě 1000 °C až 1250 °C, přičemž se během 2 až 4 minut laminovaný materiál zchladí z teploty odlévání ložiskové slitiny pod 100 °C.
Laminovaný materiál se zejména během prvních 30 sekund ochladí z teploty odlévání ložiskové slitiny na svoji teplotu tuhnutí.
-2CZ 295510 B6
Ukázalo se, že požadavky na laminovaný materiál mohou splňovat vysoce pevné slitiny mědi. Sem se počítá speciální mosaz nebo hliníkový bronz, které vedle vysoké zatížitelnosti poskytují z hlediska snášenlivosti k životnímu prostředí výhodu v tom, že neobsahují žádné olovo. V této skupině materiálů se může principiálně vycházet ze dvou strukturních morfologií: slitinové systémy, které homogenně tuhnou (např. CuA18 resp. CuZn31Si), a slitinové systémy, které tvoří heterogenní strukturu (např. CuAllOFe resp. CuZn40Al).
„Homogenní“ materiály sestávají z α-směsného krystalu a vedle dobrých kluzných vlastností mají také tvarovatelnost za studená. Naproti tomu „heterogenní“ slitiny mají díky svému vícefázovému složení vyšší odolnost proti otěru, ale horší tvarovatelnost za studená.
Kompozitní materiály s ložiskovými slitinami na bázi měď-zinek nebo měď-hliník mohly být dosud vyráběny pouze způsobem odstředivého lití. Kontinuální způsoby pásového odlévání nenalezly dosud žádného použití, protože se při odlévání základového materiálu v oblasti vazebné zóny vytvářely křehké fáze, které nedovolovaly laminovaný materiál přetvářet. To je ovšem nepřijatelné pro nákladově příznivou výrobu např. kluzných ložisek nebo pouzder. Překvapivě bylo zjištěno, že tyto laminované materiály se stávají např. tvarovatelnými, aniž by se nanesený ložiskový kov od podkladového materiálu uvolňoval, když jsou dodrženy parametry způsobu podle předkládaného vynálezu. Vedením procesu při odlévání na ocel je možné vytvořit kompozitní materiál, který jako celek dovoluje přetváření nejméně z 25 %.
Vazebná zóna na přechodu k oceli má dostačující tažnost, tj. bylo zabráněno tvoření křehkých fází na přechodu ocel/ložiskový kov. Tím byly splněny předpoklady pro další zpracování kompozitu jako pásu tvarovacími procesy, jako je válcování nebo zakružování, např. pro výrobu pouzdra.
Jestliže je ložiskovou slitinou slitina měď-hliník, potom se po nanesení ložiskové slitiny a ochlazovací fázi provádí výhodně žíhání při 600 °C až 750 °C po dobu 4 až 10 hodin. V případě slitiny měď-zinek je kompozitní materiál s výhodou příslušně žíhán při teplotě 400 °C až 550 °C po dobu 4 až 10 hodin.
Ložisková slitina se odlévá přednostně v tloušťce DL, která je k tloušťce nosného materiálu DT v poměru Dl/Dt = 1 až 2. Poměrem tlouštěk může být ovlivněno utváření vazebné zóny.
Podstata kompozitu pro ložiskové pánve nebo ložisková pouzdra spočívá v tom, že ložisková slitina je olova prostá a zakládá se na mědi a zinku nebo mědi a hliníku, a také vtom, že její vnitřní skladba je heterogenní, přičemž mezi ložiskovou slitinou a nosným materiálem je metalurgická vazebná zóna, která vykazuje 80 až 95 % železa, běžné nečistoty a zbytek je měď a krystaluje v kubické soustavě.
Stanovení složek slitiny vazebné vrstvy se výhodně provádí energodisperzivní rentgenovou analýzou (EDX) pomocí elektronové rastrovací mikroskopie. Pod metalurgickou vazebnou zónou se rozumí zóna vazby, která se jako znatelně rozeznatelná vrstva tvoří v důsledku difuzních pochodů např. prvků nanesené slitiny do pevného podkladového materiálu. Tato vazebná zóna představuje nej častěji fázi směsných krystalů nebo intermetalickou fázi obou materiálů.
Vysoký obsah železa pochází z ocelového podkladového materiálu, zatímco podíl mědi pochází z ložiskové slitiny. Vedle těchto obou komponent, které určují vnitřní skladbu metalurgické vazebné zóny, mohou být obsažena ještě malá množství ostatních složek slitiny. Tato metalurgická vazebná zóna zajišťuje vysokou adhezní pevnost a vysokou zatížitelnost celého kompozitního materiálu.
Tloušťka vazebné zóny leží zejména v rozsahu od 5 pm do 50 pm.
-3 CZ 295510 B6
Heterogenní struktura ložiskové slitiny by byla s ohledem na zpracovatelnost materiálu za studená nevýhodná. Avšak překvapivě se zjistilo, že heterogenní struktura není nevýhodná tehdy, když existuje vyvážený poměr mezi a- a β-fázemi.
β-fáze se ustavují při vysokých teplotách, a aby zaručily dobrou přepracovatelnost, musí být mezi jiným přeměněny na α-fázi. Na druhé straně musí být také k dispozici dostačující podíly βfází, aby byla zachována heterogenita strukturní skladby, protože ta výhodně ovlivňuje stálost vůči otěru.
Přeměna β-fází může být řízena ochlazováním po nanesení litím, přičemž však by z hospodářských hledisek bylo žádoucí co nejrychlejší ochlazení. Zjistilo se, že ochlazení na 100 °C v rozmezí 2 až 4 minut je vhodné ktomu, aby se ustavil poměr a- ku β-fázím od 1,5 až do 3,0. Kompozitní materiál s takovým poměrem a- ku β- spojuje dobré tribologické vlastnosti s dobrou přepracovatelností, stejně jako dobré korozní vlastnosti a vysokou zatížitelnost.
Následným žíhacím procesem může být poměr a- k β-fázím dále zvýšen až na 6, což působí příznivě na vlastnosti pro přetváření.
Pro kluzné elementy jako kluzná ložiska nebo pouzdra se zejména používá kompozitní vrstvený materiál, u něhož je tloušťka nosného materiálu pod 10 mm.
Slitina měď-zinek může mít na příklad následující složení:
Měď 55 až 63 %
Hliník 1,5 až 2,5%
Železo 0,5 až 0,8 %
Mangan 1,8 až 2,2 %
Nikl 0,7 až 1 %
Cín 0 až 0,1 %
Zinek zbytek.
Příkladná složení slitiny měď-hliník jsou následující:
Hliník 7,5 až 11 %
Železo 0,5 až 3 %
Mangan 0,5 až 2 %
Nikl 1 až 3,5 %
Zinek 0 až 0,5 %
Měď zbytek.
Kompozitní vrstvený materiál může navíc obsahovat ještě temámí vrstvu jako vrstvu pro záběh, na příklad z PbSnCu nebo zinkové výstelky.
Přehled obrázků na výkresech
Příklady forem provedení jsou v následujícím blíže objasněny na obrázcích:
Obr. 1 ukazuje výbrus ložiskové slitiny CuA19Ni3Fe ve stavu po odlití na podkladovém materiálu z ocele.
Obr. 2a a 2b ukazují dva výbrusy kompozitního vrstveného materiálu s ložiskovou slitinou CuZn40Al ve stavu po odlití a
-4CZ 295510 B6
Obr. 3 ukazuje sloupcový diagram vazebné pevnosti kompozitního materiálu CuA19Ni3Fe2 resp. CuZn40A12 na oceli ve stavu po odlití resp. po tepelném zpracování v přímém srovnání s obvyklými kompozitními vrstvenými materiály.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
CuA19Ni3Fe
- Ocelový pás 1,6 mm
- Plátování ocelového pásu litím předehřívací teplota nosného materiálu 1100 °C tavná teplota ložiskové slitiny 1200 °C
- Ochlazení ve 30 s na teplotu tuhnutí, v dalších 2,5 min na 100 °C
- Frézování povrchu ložiskového kovu 5-15 % tloušťky ložiskového kovu
- Tepelné zpracování 650 °C, doba výhřevu 6 h
- Přetvářecí proces 25 %
Výbrus tohoto kompozitního vrstveného materiálu lze vidět na obrázku 1. Na nosném materiálu 1 z ocele se nalézá tenká vazebná zóna 2, která vykazuje 88 % železa a 6 % mědi, přičemž zbylé součásti tvoří obvyklé součásti ložiskových slitin.
Na vazebné zóně 2 se nalézá ložisková slitina 3, která vykazuje heterogenní dendritickou strukturu, přičemž světlé plošky představují α-fázi. a- a β-fáze jsou v ložiskové slitině 3 v poměru 2,6.
Příklad 2
CuZn40A12
- Ocelový pás 1,6 mm
- Plátování ocelového pásu litím předehřívací teplota nosného materiálu 1000 °C tavná teplota ložiskové slitiny 1020 °C
- Ochlazení ve 30 s na teplotu tuhnutí, v dalších 2,5 min na 100 °C
- Frézování povrchu ložiskového kovu 5-15 % tloušťky ložiskového kovu
- Tepelné zpracování 500 °C, doba výhřevu 4 h
- Přetvářecí proces 25 %
Na obr. 2a a 2b jsou uvedeny výbrusy kompozitního vrstveného materiálu ložiskové slitiny ve stavu po odlití. Mezi ocelovou nosnou vrstvou Γ a ložiskovým materiálem 3' se rovněž nachází vazebná zóna 2', která vykazuje 81 % železa a 8 % mědi, přičemž zbylé součásti tvoří obvyklé součásti ložiskových slitin.
-5CZ 295510 B6
Také tento materiál vykazuje heterogenní strukturu.
Na obr. 3 je vN/mm2 znázorněna pevnost vazby pro laminované materiály podle příkladu provedení 1 resp. 2, ve srovnání s obvyklými kompozitními vrstvenými materiály. Šedivá oblast charakterizuje řízení měřených veličin. Přitom byl zkoumán stav po odlití u CuA19Ni3Fe2 resp. CuZn40A12 stejně jako stav po žíhání. Zřetelně lze rozeznat, že oba nové kompozitní materiály z hlediska přilnavosti jasně překonávají známé materiály ocelových vrstvených kompozitů jako CuA18 resp. CuPblOSnlO. Tepelné zpracování provedené proto, aby byla dosažena potřebná skladba struktury pro pozdější přetváření, nepůsobí na přilnavost negativně (u CuZn40A12 se přilnavost k oceli dokonce ještě zlepšuje).

Claims (13)

1. Způsob výroby kompozitního vrstveného materiálu pro kluzné elementy jako jsou ložiskové pánve a ložisková pouzdra, při kterém se ložisková slitina nanáší na podkladový materiál, zejména z oceli, pomocí kontinuálního procesu pásového odlévání na nosný materiál, vyznačený tím, že se nosný materiál předehřívá na teplotu od 1000 °C až 1100 °C, že se odléváním nanáší heterogenně se tvořící, olova prostá ložisková slitina na bázi mědi a zinku nebo mědi a hliníku o teplotě 1000 °C až 1250 °C, že se během 2 až 4 minut laminovaný materiál zchladí z teploty odlévání ložiskové slitiny pod 100 °C.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se vrstvený kompozitní materiál v intervalu prvních 30 sekund ochladí z teploty odlévání ložiskové slitiny na teplotu tuhnutí ložiskové slitiny.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že po nanesení slitiny měď-hliník a po ochlazovacím pochoduje vrstvený kompozitní materiál žíhán při 600 °C až 750 °C po dobu 4 až 10 hodin.
4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačený tím, že po nanesení slitiny měď-zinek a po ochlazovacím pochodu je vrstvený kompozitní materiál žíhán při 400 °C až 550 °C po dobu 4 až 10 hodin.
5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačený tím, že se ložisková slitina odlévá v tloušťce DL, která je k tloušťce nosného materiálu DT v poměru Dl/Dt = 1 až 2.
6. Vrstvený kompozitní materiál pro kluzné elementy jako ložiskové pánve a ložisková pouzdra, s nosným materiálem z ocele a ložiskovou slitinou nanesenou odléváním, vyznačený tím, že ložisková slitina je prostá olova a na bázi slitiny měď-zinek nebo měď-hliník a vykazuje také heterogenní skladbu struktury, přičemž mezi ložiskovou slitinou (3, 3') a nosným materiálem (1, Γ) existuje metalurgická vazebná zóna (2, 2'), která vykazuje 80 % až 95 % železa, obvyklé nečistoty a zbytek tvoří měď a je vykrystalována v kubické soustavě.
7. Vrstvený kompozitní materiál podle nároku 6, vyznačený tím, že heterogenní struktura vykazuje a- a β-fáze.
-6CZ 295510 B6
8. Vrstvený kompozitní materiál podle nároku 6 nebo 7, vyznačený tím, že ve stavu po odlití po ochlazení a před tepelným zpracováním jsou a- a β-fáze v poměru 1,5 až 3,0.
9. Vrstvený kompozitní materiál podle nároku 8, vyznačený tím, že po procesu žíhání je zvýšen poměr a- k β-fázím až na 6.
10. Vrstvený kompozitní materiál podle některého z nároků 6 až 9, vyznačený tím, že vazebná vrstva vykazuje tloušťku 5 až 50 pm.
11. Vrstvený kompozitní materiál podle některého z nároků 6 až 10, vyznačený tím, že ložisková slitina má následující složení:
Měď 55 až 63 % Hliník 1,5 až 2,5% Železo 0,5 až 0,8 % Mangan 1,8 až 2,2 % Nikl 0,7 až 1 % Cín 0 až 0,1 % Zinek zbytek.
12. Vrstvený kompozitní materiál podle některého z nároků 6 až 10, vyznačený tím, že ložisková slitina má následující složení:
Měď zbytek Hliník 7,5 až 11 % Železo 0,5 až 3,0 % Mangan 0,5 až 2,0 % Nikl 1 až 3,5 % Zinek 0 až 0,5 %.
13. Vrstvený kompozitní materiál podle některého z nároků 6 až 12, vyznačený tím, že na odlité ložiskové slitině je nanesena temámí vrstva nebo zinková výstelka jako vrstva pro záběh.
CZ19993020A 1998-01-14 1998-11-24 Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby CZ295510B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19801074A DE19801074C2 (de) 1998-01-14 1998-01-14 Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Gleitelemente

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ302099A3 CZ302099A3 (cs) 2000-07-12
CZ295510B6 true CZ295510B6 (cs) 2005-08-17

Family

ID=7854543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19993020A CZ295510B6 (cs) 1998-01-14 1998-11-24 Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6273972B1 (cs)
EP (1) EP0966333B2 (cs)
JP (1) JP2001516285A (cs)
KR (1) KR100538977B1 (cs)
CN (1) CN1094079C (cs)
AT (2) AT411229B (cs)
BR (1) BR9808259A (cs)
CZ (1) CZ295510B6 (cs)
DE (3) DE19801074C2 (cs)
ES (1) ES2198785T5 (cs)
PL (1) PL187646B1 (cs)
RU (1) RU2218277C2 (cs)
SK (1) SK284335B6 (cs)
TR (1) TR199902050T1 (cs)
WO (1) WO1999036210A1 (cs)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19950445C2 (de) * 1999-10-19 2002-09-19 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Gleitlagerelement
US6596671B2 (en) * 2000-11-15 2003-07-22 Federal-Mogul World Wide, Inc. Non-plated aluminum based bearing alloy with performance-enhanced interlayer
US6833339B2 (en) * 2000-11-15 2004-12-21 Federal-Mogul World Wide, Inc. Non-plated aluminum based bearing alloy with performance-enhanced interlayer
JP4282284B2 (ja) 2001-08-22 2009-06-17 株式会社小松製作所 履帯
DE10144126C1 (de) * 2001-09-08 2003-01-30 Ks Gleitlager Gmbh Pleuellagerschale- oder -buchse oder Hauptlagerschale
US6787100B2 (en) * 2001-10-17 2004-09-07 Federal-Mogul World Wide, Inc. Multiple layer powder metal bearings
DE10159949C1 (de) 2001-12-06 2003-05-22 Wieland Werke Ag Verwendung einer Kupfer-Aluminium-Legierung mit definierten Deckschichten als Lagerwerkstoff zur Herstellung von verschleißfesten Gleitlagern
ATE317078T1 (de) 2002-09-06 2006-02-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Kolbenbolzenbuchse
DE10306542B3 (de) * 2003-02-13 2004-06-24 Sms Demag Ag Gleitstein für Gelenkspindeln
DE10329276B4 (de) * 2003-06-30 2007-07-19 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerbuchse und Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse
DE10333590B4 (de) * 2003-07-24 2005-10-13 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gießkammer für ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes
DE10333589B9 (de) * 2003-07-24 2010-06-10 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes für die Gleitlagerherstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10333591B4 (de) * 2003-07-24 2005-10-13 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Fließer zum Aufbringen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Metallschmelze auf ein Substrat
DE10343618B3 (de) * 2003-09-20 2004-11-04 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
DE10355547A1 (de) * 2003-11-21 2005-06-23 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff mit aufgesputterter Gleitschicht
DE10360818A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-21 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
US7050880B2 (en) * 2003-12-30 2006-05-23 Sc Solutions Chemical-mechanical planarization controller
DE102004013548A1 (de) * 2004-03-19 2005-10-06 Ks Gleitlager Gmbh Kolbenbolzenbuchse
AT501701B1 (de) * 2004-06-02 2007-01-15 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines schichtverbundwerkstoffes
AT501676B1 (de) * 2004-06-02 2007-01-15 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines schichtverbundwerkstoffes
AT414128B (de) 2004-08-03 2006-09-15 Miba Gleitlager Gmbh Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte flächen
DE102004038191A1 (de) * 2004-08-06 2006-03-16 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
CA2514491C (en) * 2004-09-17 2012-07-03 Sulzer Metco Ag A spray powder
DE102004045110B3 (de) * 2004-09-17 2006-01-19 Daimlerchrysler Ag Hochverschleißfeste und dauerfeste Lagerbeschichtung für Kurbelwellen- und Pleuellager
RU2295423C2 (ru) * 2005-05-03 2007-03-20 Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук Способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения
DE102005023309B4 (de) * 2005-05-13 2009-10-01 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102005063325B4 (de) * 2005-05-13 2008-01-10 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102005023307B4 (de) * 2005-05-13 2009-05-07 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102005063324B4 (de) * 2005-05-13 2008-02-28 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102006023384A1 (de) * 2006-05-17 2007-11-22 Sms Demag Ag Verwendung eines Gleitlagers
DE102006023397B4 (de) * 2006-05-17 2015-02-05 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland Gleitlager, Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung eines derartigen Gleitlagers
DE102007029470A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-02 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern sowie mit diesem Verfahren herstellbare Gleitlager
CN101876326B (zh) * 2009-11-16 2012-07-25 武汉理工大学 电扇复合材料轴承套及其制备方法
RU2468265C2 (ru) * 2010-07-26 2012-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра РАН Способ получения биметаллических подшипников скольжения
CN101954474B (zh) * 2010-08-06 2012-06-13 西安理工大学 铜铅合金/钢双金属层状复合材料的制备方法
KR20180041690A (ko) 2015-08-13 2018-04-24 미바 글라이트라거 오스트리아 게엠바하 다층 플레인 베어링 요소
CN105127369A (zh) * 2015-09-10 2015-12-09 安庆银泰轴承有限公司 一种空调轴承内套的铸造工艺
CN106224370A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 诸暨市三传动科技有限公司 一种钢挂铜双金属项圈轴承
AT518876B1 (de) * 2016-12-07 2018-02-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes
CN106887547B (zh) * 2017-02-28 2019-05-14 广东润盛科技材料有限公司 铝锰合金动力电池壳体及其制备方法
US11466728B2 (en) 2018-03-21 2022-10-11 Tenneco Inc. Bearing and method of manufacturing permitting high temperature heat treatment
DE102020002524A1 (de) 2020-04-25 2021-10-28 Wieland-Werke Aktiengesellschaft Mangan- und aluminiumhaltige Kupfer-Zink-Legierung

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE17660C (de) J. GALLAUDAT in Lausanne Maschinentheiler für Kugellöcher
DE1714C (de) 1877-07-13 1900-01-01 A. CRIENITZ in Wünschendorf b. Weida Maschine zur Anfertigung von Papiersäcken
DE1063343B (de) * 1956-01-21 1959-08-13 Glyco Metall Werke Verfahren und Vorrichtung beim ununterbrochenen Angiessen von Metallegierungen, insbesondere Bleibronze, an Stahlbaender
DE1187805B (de) * 1960-03-24 1965-02-25 Dr Eugen Vaders Doppelmetall-Lagerschale
DE1842279U (de) * 1961-09-28 1961-11-23 Schmalbach Ag J A Eindruckdeckel.
CH604960A5 (cs) 1974-11-01 1978-09-15 Erik Allan Olsson
DE3906402C2 (de) * 1987-09-03 1994-05-05 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitlagerelemente, z.B. Radialgleitlager bzw. Axialgleitlager
IT1215841B (it) * 1988-02-10 1990-02-22 Emilio Ghisoni Revolver a canna ribassata.
DE3813802A1 (de) * 1988-04-23 1989-11-09 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff oder schichtwerkstueck mit einer auf einer traegerschicht angebrachten funktionsschicht, insbesondere gleitschicht mit der struktur einer festen, aber schmelzbaren dispersion
JP2866384B2 (ja) * 1988-11-04 1999-03-08 オイレス工業株式会社 耐摩耗性を有する摺動部材用アルミニウム青銅鋳物
GB2225740B (en) * 1988-11-19 1993-05-19 Glyco Metall Werke A method and a device for the manufacture of laminar material for slide elements
DE4004703C2 (de) * 1989-03-01 1994-01-27 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitlagerelemente mit Antifriktionsschicht aus einem Lagerwerkstoff auf Aluminium-Basis
JPH04504229A (ja) * 1989-11-17 1992-07-30 グリコ・アクチェンゲゼルシャフト 滑り要素の層材料の製造方法及びその装置
DE4103117C2 (de) * 1990-02-03 1993-11-04 Glyco Metall Werke Verfahren zur herstellung von gleitelementen mit einer gleitschicht aus ternaerer oder binaerer weissmetall-lagerlegierung
JPH0694036A (ja) * 1992-09-11 1994-04-05 Daido Metal Co Ltd 耐フレッチング特性に優れた多層すべり軸受
JP2679920B2 (ja) * 1992-09-28 1997-11-19 大同メタル工業株式会社 非焼付性に優れたオーバーレイを有するすべり軸受材料
DE4240157A1 (de) * 1992-11-30 1994-06-01 Chuetsu Metal Works Synchronisierring mit einer Spritzbeschichtung aus einem verschleißbeständigen Messingmaterial
DE4316755A1 (de) * 1993-05-19 1994-11-24 Metallgesellschaft Ag Zink-Aluminium-Gußlegierung
JP2693369B2 (ja) * 1993-12-28 1997-12-24 大同メタル工業株式会社 多層構造エンドベアリング及びその製造方法
DE4411762A1 (de) * 1994-04-06 1995-10-12 Kolbenschmidt Ag Gleitlagerwerkstoff
DE4437565A1 (de) 1994-10-20 1996-04-25 Fuerstlich Hohenzollernsche We Lagerwerkstoff aus einer Legierung auf Kupfer-Basis und Verfahren zur Herstellung eines Stahlverbundgußwerkstoffes umfassend einen solchen Lagerwerkstoff
DE4442186C2 (de) * 1994-11-26 1999-03-04 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19654953A1 (de) * 1996-06-01 1998-03-26 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitelemente

Also Published As

Publication number Publication date
ES2198785T3 (es) 2004-02-01
EP0966333A1 (de) 1999-12-29
CN1250401A (zh) 2000-04-12
PL187646B1 (pl) 2004-08-31
CZ302099A3 (cs) 2000-07-12
US6273972B1 (en) 2001-08-14
AT411229B (de) 2003-11-25
KR20000076043A (ko) 2000-12-26
KR100538977B1 (ko) 2005-12-26
RU2218277C2 (ru) 2003-12-10
ATA901798A (de) 2003-04-15
DE19801074A1 (de) 1999-07-22
SK118399A3 (en) 2000-05-16
EP0966333B2 (de) 2007-08-29
ATE238863T1 (de) 2003-05-15
DE59808162D1 (de) 2003-06-05
ES2198785T5 (es) 2008-02-01
EP0966333B1 (de) 2003-05-02
BR9808259A (pt) 2000-05-16
PL335583A1 (en) 2000-05-08
DE19861160C5 (de) 2005-05-25
WO1999036210A1 (de) 1999-07-22
DE19801074C2 (de) 2002-01-31
SK284335B6 (sk) 2005-02-04
CN1094079C (zh) 2002-11-13
DE19861160C1 (de) 2001-12-06
JP2001516285A (ja) 2001-09-25
TR199902050T1 (xx) 2004-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ295510B6 (cs) Kompozitní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby
CN101326296B (zh) 含Sn重载材料组合物、重载涂层的制备方法及其用途
CN102878204A (zh) 多层轴瓦
US20060286398A1 (en) Layered composite meterial for plain bearings, production and use thereof
KR20070106390A (ko) 밴드 형상의 복합재 및 그의 용도, 복합 슬라이딩 부품
KR20150091227A (ko) 다층 플레인 베어링
US5334460A (en) CU-PB system alloy composite bearing having overlay
US20230003255A1 (en) Method for producing a sliding layer of a sliding-contact bearing using an alloy and/ or a material
KR940002689B1 (ko) 알루미늄계 베어링 재료의 제조방법
US8845199B2 (en) Solid bronze bearing with hardness gradient
JP3754315B2 (ja) 複層摺動材料
EP2041327B1 (en) Aluminium bearing alloy aluminiumlagerlegierung
KR102471381B1 (ko) 알루미늄 베어링 금속층을 포함하는 슬라이딩 베어링 복합재료
KR20190127812A (ko) 2 개의 알루미늄 층을 갖는 3-물질 압연-접합된 슬라이딩 베어링
US20040126042A1 (en) Big-end bearing shell or bushing or main bearing shell
EP1108797B1 (en) Aluminium-tin bearing alloy
US20080019626A1 (en) Connecting rod bearing shell or bush or main bearing shell for combusion engines
US5766777A (en) Composite copper alloy bearing
Kota et al. Joining of cast iron and phosphor bronze through liquid–solid interaction: effect of Ni and Cu coating on interfacial microstructures and mechanical properties of bimetallic composites
US6060179A (en) Cu-Pb alloy bearing and producing method therefor
Totten Friction and Wear of Sliding Bearing Materials
CN113638967A (zh) 厚壁铝基双金属轴承及制作方法
JPS58113341A (ja) アルミニウム軸受合金
GB2023648A (en) Aluminium Bearing Alloy

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20071124