DE102004025672A1

DE102004025672A1 - Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, Kontaktelement und Kontaktteil, und Vorrichtungen, bei der diese angewendet werden

Info

Publication number: DE102004025672A1
Application number: DE102004025672A
Authority: DE
Inventors: Takemori Hirakata Takayama; Tetsuo Hirakata Ohnishi; Kazuo Hirakata Okamura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2004-12-23
Also published as: JP4289926B2; CN1572893A; US20050051975A1; GB2403732B; JP2004346417A; CN100564564C; KR20040101939A; US7438979B2; GB0411565D0; KR101113130B1; US7648773B2; US20070298980A1; GB2403732A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, ein Kontaktelement und ein Kontaktteil, und eine Vorrichtung, bei der diese angewendet werden, wobei eine Verbesserung des Presswiderstandes, der Verschleißfestigkeit und dergleichen unter schweren Gleitbedingungen, wie Gleiten unter hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit, Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur, Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit und dergleichen, erreicht wird. Der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff weist eine Mo-Metallphase oder 5 Vol.-% oder mehr einer Mo-Metallphase und eine Metallphase und/oder eine Legierungsphase auf, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, ein Kontaktelement und ein Kontaktteil, und eine Vorrichtung, bei der diese angewendet werden, wobei eine Verbesserung des Fresswiderstandes, der Verschleißfestigkeit und dergleichen unter schweren Gleitbedingungen, wie Gleiten unter hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit, Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur, Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit, und dergleichen, erreicht wird.
Herkömmlich werden als Lager, die über ein langes Schmierungsintervall oder ohne Schmierung verwendbar sind, ölhaltige Gleitlager, die mit Poren in einer porösen Sinterlegierung auf Cu- oder Fe-Basis für die Aufnahme von Schmieröl gefertigt sind, in der Praxis weit eingesetzt. Die Auswahl der porösen Sinterlegierung auf Cu- oder Fe-Basis wird in Abhängigkeit von Bedingungen, wie Ölschmierungszustand, Gleitgeschwindigkeit, Kontaktflächenpressung und dergleichen, bestimmt, und unter Bedingungen des Gleitens bei geringer Belastung und hoher Geschwindigkeit wird üblicherweise ein ölhaltiges Gleitlager auf Bronze-Basis verwendet, wohingegen unter Bedingungen des Gleitens bei hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit üblicherweise ein ölhaltiges Gleitlager auf Fe-C-, Fe-Cu- oder Fe-C-Cu-Basis verwendet wird (siehe zum Beispiel Japanische Pulvermetallurgiegesellschaft ed., „P/M Teile – Deren Gestaltung und Herstellung", Gijutsu Shoin Co., Ltd., 20. Oktober 1987, S. 327-341). Einerseits werden auch Gleitlager weit verwendet, die durch regelmäßige Anordnung von Graphitstücken als Festschmierstoff in einem Lagerwerkstoff aus hochfestem Messing und Bronze gefertigt werden, wobei die Graphitstücke ein Schmieröl enthalten (zum Beispiel 500 SP, hergestellt von Oiles Corp.). Andererseits sind frühere Technologien, die auf eine Verbesserung der Gleiteigenschaft unter Bedingungen des Gleitens bei hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit gerichtet sind, in der folgenden Patentliteratur aufgezeigt.

Das japanische Patent Nr. 2832800 offenbart einen Sinterkörper auf Eisen-Basis aus einer aus Kupferpulver und Eisenpulver zusammengesetzten Sinterlegierung mit einer Porosität von 5-30 Vol.% in einem ölhaltigen Gleitlager, bei dem der Sinterkörper mit einem Schmieröl mit einer kinematischen Viskosität von 240-1500 cSt imprägniert wird und das unter Bedingungen des Gleitens bei einer hohen Flächenpressung von 600 kgf/cm² oder darüber und einer Gleitgeschwindigkeit von 1,2-3 m/min verwendet wird, wobei vorzugsweise eine Karburier-, Nitrier- oder Sulfurier/Nitrier-Behandlung an einer Kontaktfläche durchgeführt wird.

Die japanische Patentanmeldung JP-A 10-246230 offenbart ein Gleitlager, das durch Füllen einer Schmiermittelzusammensetzung, die einen Festschmierstoff oder ein Hochdruckadditiv mit einem Tropfpunkt von 60°C oder darüber im halbfesten Zustand oder im festen Zustand bei Umgebungstemperatur enthält, in Poren in einer Sinterlegierung auf Eisen-Basis hergestellt wird, die Martensit in einer Legierung auf Eisen-Kohlenstoff-Basis enthält und in welcher Kupferpartikel und/oder Kupferlegierungspartikel verteilt sind, wobei Gleitlager ein ausgezeichnetes Verhalten unter einer Flächenpressung von 30 MPa oder darüber zeigt.

Die japanische Patentveröffentlichung JP-B 6-6725 offenbart eine Kupfer-Sinterlegierung mit Eigenschmierfähigkeit für die Verwendung bei einer Warenplatte einer Pressmaschine und dergleichen, wobei die Sinterlegierung durch Sintern eines Mischpulvers unter Druck erreicht wird, das durch Mischen eines Kupferlegierungspulvers gefertigt wird, das 5-30 Gew.% Ni, 7-13 Gew.% Sn und 0,3-2 Gew.% P mit 1-5 Gew.% Mo und 1-2,5 Gew.% Graphitpulver enthält.

Die JP-A 8-109450 offenbart eine verschleißfeste Sinterlegierung für ein ölhaltiges Lager, wobei Cu-Partikel oder Cu-Legierungspartikel in einer Legierung auf Eisen-Kohlenstoff-Basis mit Martensit verteilt sind, und ein Cu-Gehalt von 7-30 Gew.% vorliegt, wobei die Legierungspartikel, die eine spezifische Zusammensetzung wie eine Phase haben, die härter als die oben erwähnte Legierung auf Eisen-Kohlenstoff-Basis ist, in einer Menge von 5-30 Gew.% verteilt sind, und eine Porosität von 8-10 Vol.% vorliegt. Bei dieser verschleißfesten Sinterlegierung für ein ölhaltiges Lager wird durch Verteilen einer großen Menge an weichen Cu-Partikeln in einer Martensitphase das Formanpassungsvermögen verbessert, und durch Verteilen von Legierungspartikeln, die härter als das Martensit der Basis sind, wird die plastische Verformung der Basis verringert, und die auf die Basislegierung im Gleitkontaktzustand ausgeübte Belastung wird gesenkt, um eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit selbst unter hoher Flächenpressung zu erreichen. Als die oben genannten Legierungspartikel liegen vor: (1) Legierungspartikel auf Fe-Basis (Pulverpartikel aus Schnellarbeitsstahl (HSS)), die 0,6-1,7 Gew.% C, 3-5 Gew.% Cr, 1-20 Gew.% W und 0,5-6 Gew.% V enthalten, (2) Legierungspartikel auf Fe-Basis (Pulverpartikel aus Schnellarbeitsstahl (HSS, enthaltend Mo, Co)), die 0,6-1,7 Gew.% C, 3-5 Gew.% Cr, 1-20 Gew.% W, 0,5-6 Gew.% V und 20 Gew.% oder weniger Mo und/oder Co enthalten, (3) Mo-Fe-Partikel (Ferromolybdän), die 55-70 Gew.% Mo enthalten, (4) Legierungspartikel auf Co-Basis (wärmebeständiges und verschleißfestes Legierungspulver zum Aufspritzen, Handelsname: COBAMET, hergestellt von Cabot), das 5-15 Gew.% Cr, 20-40 Gew.% Mo und 1-5 Gew.% Si enthält, und dergleichen.

Die JP-A 2001-271129 offenbart ein Gleitlager, bei dem harte Dispersionswerkstoffe, wie verschiedene intermetallische Verbindungen und dergleichen, und Festschmierstoffe, wie Graphit und dergleichen, in einer Alpha-Beta-Phasenstruktur (Zweiphasenstruktur) mit wenigstens einer in der Struktur verteilten Beta-Phase oder in einer Beta-Phasenstruktur enthalten sein können, die einen Sinterkontaktwerkstoff auf Cu-Al-Sn-Basis bildet, der in der inneren Umfangsfläche eines Grundwerkstoffs auf Eisen-Basis integriert ist, um die Tragfähigkeit und die Anpresskraft beim Einpressen in einer Arbeitsgerätverbindungsvorrichtung aufrechtzuerhalten. Bei diesem Gleitlager ist der oben genannte Sinterkontaktwerkstoff auf Cu-Al-Sn-Basis im Vergleich zu dem Martensit enthaltenden Lagerwerkstoff gemäß der oben genannten JP-A 8-109450 weich und ausgezeichnet im Formanpassungsvermögen mit einem Gegenkontaktteil (Arbeitsgerätverbindungsbolzen oder dergleichen). Daher ist dieses Gleitlager ganz ausgezeichnet zur Verwendung bei einer extrem geringen Gleitgeschwindigkeit (0,6 m/min oder weniger) und einer hohen Flächenpressung von bis zu 1200 kgf/cm² geeignet.

Die JP-A 7-166278 offenbart einen Sinterkontaktwerkstoff, der eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit, eine Affinität zu Öl, einen geringen Reibungskoeffizienten und eine hohe Verschleißfestigkeit hat und durch Beimengung von 0,5-5 Gew.% Mo oder 0,5-15 Gew.% Fe-Mo zu einem Sinterkontaktwerkstoff auf Bronze-Basis und/oder Bleibronze-Basis erreicht wird, der 4-12 Gew.% Sn oder dieses und 0,1-10 Gew.% Pb enthält.

Einerseits werden häufig verhältnismäßig weiche Bleibronze-Blockwerkstoffe (z.B. LBC 2-5) verwendet, wie zum Beispiel ein Kontaktwerkstoff für die Laufbuchse eines Turboladers, der unter den Bedingungen hoher Geschwindigkeit, hoher Temperatur und Ölschmierung verwendet wird, jedoch werden vom Standpunkt der Korrosionsbeständigkeit unter der Bedingung des Gleitens bei hoher Temperatur (Schwefelangriffsfähigkeit) üblicherweise Legierungen auf Automatenmessing-Basis und hochfeste Legierungen auf Messing-Basis verwendet, die Pb enthalten (siehe z.B. JP-B 5-36486). Außerdem werden auch Blockwerkstoffe auf Al-Bronze-Basis als Kontaktwerkstoff für Laufbuchsen untersucht (siehe z.B. JP-A 5-214468).

Andererseits ist beispielsweise im Falle von Motormetallen, die unter den Bedingungen des Gleitens bei hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit verwendet werden, eine Überzugsschicht aus einem weichen Metall, wie Sn und dergleichen, auf einer Kontaktfläche einer Sinterbuchse auf Bleibronze-Basis aufgebracht, um das Formanpassungsvermögen zu verbessern und eine verbesserte Flüssigkeitsschmierfähigkeit zu erreichen.

Ferner wird bei Teilen von hydraulischen Pumpen und Motoren, die unter den Bedingungen hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit gleiten, ein Werkstoff verwendet, der Bleibronze enthält, die durch ein Umgussverfahren und dergleichen integriert wird, und bei Teilen, die unter besonders schweren Gleitbedingungen verwendet werden, wird ein Werkstoff mit hoher Festigkeit, ausgezeichnetem Fresswiderstand und vortrefflicher Verschleißfestigkeit, wie hochfestes Messing, verwendet (siehe z.B. Japanische Nichteisenmetallgussgesellschaft ed., „Technisches Datenbuch für das Gießen einer Legierung auf Kupfer-Basis", herausgegeben vom Zentrum für Werkstoffverarbeitungstechnik (Sokeizai Center), 30. Juli 1988, S. 134-155).

Im Allgemeinen ist es äußerst selten, einen Flüssigkeitsschmierungszustand in einem ölhaltigen Gleitlager zu erreichen, und besonders unter den Bedingungen extrem geringer Gleitgeschwindigkeit und hoher Flächenpressung ist die Filmdicke des Schmieröls an einer Lagerfläche (Kontaktfläche) infolge des Entweichens von Öldruck durch Poren in einem Sinterwerkstoff hindurch etwa wie die Oberflächenrauheit der Lagerfläche oder geringer, und in vielen Fällen werden Gleitbedingungen der Grenzschmierung einschließlich Festkörperschmierung (Adhäsion) geschaffen. Demzufolge werden bei Gleitlagern (Buchsen, Drucklager und dergleichen), die in einem Arbeitsgerätverbindungsabschnitt von Baumaschinen, wie z.B. eines Hydraulikbaggers und dergleichen, unter Gleitbedingungen einer Flächenpressung von 300 kgf/cm² oder darüber und einer Gleitgeschwindigkeit von 0,01-2 m/min verwendet werden, deren Fresswiderstand und Verschleißfestigkeit bedeutend von Werkstofffunktionen des Gleitlagers (Zusammensetzung und Struktur) bestimmt.

Jedoch besteht bei dem porösen Sinterlegierungswerkstoff auf Cu-Basis und Fe-Basis gemäß der oben genannten Veröffentlichung der Japanischen Pulvermetallurgiegesellschaft das Problem, dass der Werkstoff nicht an Bedingungen extrem niedriger Gleitgeschwindigkeit von 0,01-2 m/min und hoher Flächenpressung von 300 kgf/cm² oder darüber angepasst werden kann, wie aus 21 ersichtlich ist, die den Anwendungsbereich eines allgemein verwendeten ölhaltigen Gleitlagers zeigt (siehe Japanische Pulvermetallurgiegesellschaft ed., „P/M Teile – Deren Gestaltung und Herstellung", Gijutsu Shoin Co., Ltd., 20. Oktober 1987, S. 337, 6.19 „Anwendungsbeispiel für ein Sinterlager").

Auch ein zusammengesetzter Sinterlegierungswerkstoff gemäß dem japanischen Patent Nr. 2832800, bei dem Oberflächenbehandlungen, wie Karburieren, Nitrieren und dergleichen, an einer aus Kupferpulver und Eisenpulver zusammengesetzten Sinterlegierung durchgeführt werden, und ein Sinterlegierungswerkstoff auf Eisen-Basis gemäß der JP-A 10-246230, bei dem Poren mit Hochdruckadditiven und dergleichen gefüllt werden und eine Martensitstruktur enthalten ist, haben das Problem, dass die Möglichkeit besteht, dass sich die Gleitfähigkeit unter extrem niedriger Gleitgeschwindigkeit (0,01-2 m/min) als nicht allzu ausreichend erweist.

Bei dem Kupfer-Sinterlegierungswerkstoff mit Eigenschmierfähigkeit für die Verwendung bei einer Warenplatte oder dergleichen einer Pressmaschine gemäß JP-B 6-6725 tendiert der lokale Metallkontakt mit einem Gegenelement zu Gleitbedingungen, bei denen infolge extrem niedriger Gleitgeschwindigkeit und hoher Flächenpressung kein ausreichender Schmierölfilm gebildet wird, wodurch das Problem auftritt, dass kein ausreichender Fresswiderstand und keine ausreichende Verschleißfestigkeit erreicht werden. Ferner gibt es das Problem, dass, wenn die Beimengung an weichen Festschmierstoffen, wie Graphit, MoS₂ und dergleichen, die in dem Kupfer-Sinterlegierungswerkstoff verteilt sind, über 2,5 Gew.% ist, dessen Festigkeit erheblich abnimmt.

Bei der oben genannten verschleißfesten Sinterlegierung für ölhaltige Lager gemäß JP-A 8-109450 wird die plastische Verformung einer Basis reduziert, und die auf eine Basislegierung im Gleitkontaktzustand ausgeübte Belastung wird durch Verteilen einer großen Menge an weichen Cu-Partikeln in einer Martensitphase und Verteilen von Legierungspartikeln, die härter als das Martensit in einer Basis sind, verringert. Jedoch tritt das Problem auf, dass die Wirkung der Verbesserung des Adhäsionswiderstandes nicht ausreichend ist, da das gleichzeitige Bestehen der Verteilung von weichen Cu-Partikeln und der Verteilung von harten Legierungspartikeln (5-30 Gew.%) in einer Legierung begrenzt ist und die auf die Basislegierung im Gleitkontaktzustand ausgeübte Belastung auf ihre harten Legierungspartikel konzentriert ist. Ferner gibt es das Problem, dass durch Hinzufügung einer großen Menge an Legierungspartikeln, die härter als Martensit in einer Basis sind und keine Eigenschmierfähigkeit haben, ein Gegenkontaktwerkstoff durch Adhäsionsverschleiß erheblich angegriffen wird und die Temperatur der Kontaktfläche ansteigt, was leicht zu einer Fresserscheinung führt. Ferner tritt das Problem auf, dass eine Lagerbuchse aus diesem verschleißfesten Sinterlegierungswerkstoff für ein ölhaltiges Lager teuer ist. Es gibt auch eine Untersuchung zur Verringerung der Kosten, Erhöhung der Gleitfähigkeit, Verbesserung der Wartung und dergleichen durch Verteilung der Gleitwirkung auf einen kostengünstigen Kontaktwerkstoff unter Bildung eines gemeinsamen Gleitpaares, jedoch wurde noch keine Lösung erzielt.

Der in JP-A 2001-271129 vorgeschlagene Sinterkontaktwerkstoff auf Cu-Al-Sn-Basis ist ein äußerst vortrefflicher Lagerwerkstoff, der bei extrem niedriger Gleitgeschwindigkeit (0,6 m/min oder weniger) und einer hohen Flächenpressung von bis zu 1200 kgf/cm² verwendet werden kann, was durch herkömmliche Lagerwerkstoffe aus einer Legierung auf Eisen-Kohlenstoff-Basis nicht erreicht werden kann, jedoch tritt das Problem auf, dass infolgedessen, dass etwas Druckbeständigkeit fehlt, die in Verwendungsbereichen bei Einwirkung von Erdboden und Sand erforderlich ist, der Verschleiß unter solchen Bedingungen fortschreitet.

Bei dem Sinterkontaktwerkstoff gemäß JP-A 7-166278 tritt das Problem auf, dass, wenn eine Schmierwirkung, die durch 5 Gew.% Mo oder weniger oder 15 Gew.% Fe-Mo oder weniger (55-70 Gew.% Mo in der Ferromolybdän-Phase) basierend auf der eine Bronzelegierungsphase als Mutterphase nutzenden Kontaktfläche gebildet wird, einzeln durchgeführt wird, unter den Bedingungen extrem niedriger Gleitgeschwindigkeit und hoher Flächenpressung, wie bei dem oben genannten Arbeitsgerätverbindungsabschnitt, die Bildung eines Adhäsionsabschnitts durch lokalen Metallkontakt mit einem Gegenelement nicht ausreichend verhindert wird und der Adhäsionsverschleiß fortschreitet, das Formanpassungsvermögen, der Fresswiderstand und die Verschleißfestigkeit nicht ausreichend erreicht werden, und harte Mo-Fe-(Ferromolybdän) Partikel einen Gegenkontaktwerkstoff erheblich angreifen. Es ist leicht vorstellbar, die Gleiteigenschaften durch Regulieren der Beimengung von mehr als 5 Gew.% Mo zu verbessern, jedoch tritt in diesem Falle ein neues Problem auf, dass die Strukturfestigkeit des Sinterkontaktwerkstoffs verringert wird.

Die hochfesten Kontaktwerkstoffe auf Messing-Basis und auf Al-Bronze-Basis gemäß JP-B 5-36486 und JP-A 5-214468, die einen Werkstoff auf Bleibronze-Basis und Blei enthalten und als Werkstoffe für eine Laufbuchse in einem Turbolader verwendet werden, verbessern den Fresswiderstand, die Verschleißfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit beim Gleiten unter höherer Geschwindigkeit und höherer Temperatur sogar unter schlechten Schmierungsbedingungen beim Starten des Turboladers und dergleichen, jedoch tritt bei diesen Kontaktwerkstoffen das Problem auf, dass (1) eine Pb-freie Schicht nach der Elution von Pb nahe einer Kontaktfläche gebildet wird (siehe 22(a)-(c)), und (2) selbst nach dem Stopp des Betriebs des Turboladers die Temperatur in einem Lagerabschnitt infolge der Wärmeleitung von einer Turbine auf etwa 300°C ansteigt und demzufolge eine Schicht der Ansammlung von CuS und Schlamm, die durch die Reaktion mit S im Schmieröl gebildet werden, an einer die Kontaktfläche verbindenden Spur von Pb gebildet wird (siehe 23(a)(c)), wodurch die Schmierfähigkeit durch Pb verringert wird und eine wesentliche Verbesserung des Fresswiderstandes und der Lebensdauer unmöglich ist. Ferner gibt es vom Standpunkt der neuesten Umweltprobleme das Problem, dass keine große Menge von Pb, das in einem Werkstoff enthalten ist, bevorzugt wird.

Bezüglich hydraulischer Pumpen und Motoren gibt es eine Tendenz zur Erhöhung des Drucks und zur weiteren Reduzierung der Größe, so dass eine Verbesserung des Fresswiderstandes und der Verschleißfestigkeit für die Gleitteile der hydraulischen Pumpen und Motoren erwünscht ist, jedoch gibt es bei den herkömmlichen Kontaktwerkstoffen auf Bleibronze-, Bronze- und Messing-Basis gemäß der oben genannten Veröffentlichung der Japanischen Nichteisenmetallgussgesellschaft das Problem, dass diese Kontaktwerkstoffe in der Festigkeit, dem Fresswiderstand und der Verschleißfestigkeit unzureichend sind und keine höhere Leistung und weitere Verringerung der Größe bewirken können.

Mit der Erfindung werden ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, ein Kontaktelement und ein Kontaktteil, sowie eine Vorrichtung geschaffen, bei der diese angewendet werden, wobei ein ausgezeichneter Fresswiderstand und eine vortreffliche Verschleißfestigkeit unter extrem schlechten Schmierungsbedingungen, wie Gleiten bei hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit sowie Schwingungen und dergleichen, und ein ausgezeichnetes Formanpassungsvermögen beim Gleiten und ein ausgezeichneter Fresswiderstand und eine gute Verschleißfestigkeit selbst beim Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur und beim Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit erreicht werden.

Dies wird nach einem Aspekt der Erfindung durch einen Thermospritzmembrankontaktwerkstoff erreicht, der eine Mo-Metallphase, oder 5 Vol.% oder mehr einer Mo-Metallphase und eine Metallphase und/oder eine Legierungsphase aufweist, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Kontaktelement vorgesehen, das eine Kontaktfläche eines Kontaktteilbasiswerkstoffs einer Vorrichtung mit einem drehbaren und/oder linearen Kontaktmechanismus aufweist, wobei die Kontaktfläche von dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff gebildet wird.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische (a) Gesamtansicht eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und (b) Explosionsansicht eines Schaufelverbindungsabschnitts;
2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Schaufelverbindungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur (a) einer Arbeitsgerätbuchse und (b) eines Drucklagers;
4 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Schaufelverbindungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5(a) und (b) Ansichten von Ausführungsbeispielen eines Arbeitsgerätverbindungsbolzens;
6 eine schematische Ansicht zur Erläuterung (a) der Struktur einer Raupenkettenanordnung und (b) eines Ausgleichmechanismus;
7 eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Hauptteils (a) einer Aufhängungsvorrichtung und (b) einer Rollenanordnung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
8 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Turboladervorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
9(a) und (b) vergrößerte Ansichten eines Ausschnitts H aus 8;
10 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Motorventilvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
11 eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Hauptteils einer Hydraulikkolbenpumpe mit geneigtem Plattenmodus nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine (a) teilweise weggebrochene Vorderansicht eines Kolbenschuhs, (b) Ansicht entlang der Linie P-P aus 12(a), und (c) teilweise weggebrochene Vorderansicht eines Kolbenschuhs nach einem anderen Ausführungsbeispiel;
13 eine (a) Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Hauptteils einer Hydraulikkolbenpumpe mit geneigtem Achsenmodus nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung und (b) vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts Q aus 13(a) ;
14 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung nach einer achten Ausführungsform der Erfindung;
15 eine Ansicht, welche die Form einer Lagerbuchse für den Lagertest zeigt;
16 eine Ansicht, welche die Auswertung des Adhäsionswiderstandes verschiedener Werkstoffe zeigt;
17 eine Ansicht, welche die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung verschiedener Membranen zeigt;
18 eine Ansicht, die eine Wechselwirkung zwischen der Beimengung von Mo-Metallphase und der Fresswiderstandsgrenzflächenpressung zeigt;
19 eine Ansicht zur Erläuterung der Reibungs- und Verschleißtestbedingungen bei konstanter Geschwindigkeit und der Form eines Probestücks;
20 eine Ansicht, die eine Wechselwirkung zwischen der Beimengung von Mo-Metallphase und der Fresswiderstandsgrenzflächenpressung zeigt;
21 eine Ansicht eines Anwendungsbeispiels eines herkömmlichen Sinterlagers;
22 eine Ansicht (a) eines Strukturbildes nahe einer Kontaktfläche einer Laufbuchse in einem herkömmlichen Turbolader, (b) des Verteilungszustandes von Pb, und (c) des Verteilungszustandes von Fe;
23 eine Ansicht (a) eines Strukturbildes nahe einer Kontaktfläche einer Laufbuchse in einem herkömmlichen Turbolader, (b) des Verteilungszustandes von Pb, und (c) des Verteilungszustandes von S.
Eine Mo-Metallphase, die nicht in eine Legierung umgewandelt wird, hat folgende Eigenschaften:

(1) Die Mo-Metallphase hat eine starke Beständigkeit gegen Wärme, die bei der Adhäsion mit Fe und dergleichen erzeugt wird, und bewirkt keine leichte Legierungsbildung mit Fe und dergleichen auch unter chemischem Aspekt;
(2) Eine Membran (MoS₂, MoO₃), die eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit hat, wird wegen der Reaktion mit S, der in einem Schmieröl enthalten ist, und O₂ in einer Atmosphäre leicht an einer Kontaktfläche gebildet; und
(3) Infolge der Tendenz zur Bildung einer Membran, die eine ausgezeichnete Festkörperschmierfähigkeit hat, weist selbst eine harte Mo-Metallphase eine extrem geringe Angriffsfähigkeit gegen ein Gegenmetall und dergleichen auf, und es wurde herausgefunden, dass eine äußerst vortreffliche Gleiteigenschaft erreicht werden kann, wenn eine Thermospritzmembran, die aus einer Mo-Metallphase zusammengesetzt ist, als Kontaktwerkstoff verwendet wird.

Ferner verbessert eine Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, die Adhäsion und die Härte und Kompaktheit der Membran, und zieht auch infolge der Kostspieligkeit von Mo einen wirtschaftlichen Standpunkt in Betracht. Es wurde herausgefunden, dass auch eine Thermospritzmembran, die aus einer Mo-Metallphase in einer Menge von 10-75 Vol.% und einer Metallphase und/oder einer Legierungsphase zusammengesetzt ist, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, als Kontaktwerkstoff geeignet ist.
Das heißt, der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff gemäß der Erfindung weist eine Mo-Metallphase, oder 10 Vol.% oder mehr einer Mo-Metallphase und eine Metallphase und/oder eine Legierungsphase auf, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind.
Gemäß der Erfindung kann ein Kontaktwerkstoff mit einem ausgezeichneten Fresswiderstand und einer guten Verschleißfestigkeit unter extrem schlechten Schmierungsbedingungen, wie Gleiten bei hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit sowie bei Schwingungen und dergleichen, und mit einem ausgezeichneten Formanpassungvermögen beim Gleiten und einem ausgezeichneten Fresswiderstand und einer guten Verschleißfestigkeit selbst beim Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur und beim Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit erreicht werden. Gemäß der Erfindung liegt der untere Grenzwert einer Mo-Metallphase bei 5 Vol.%, wo der Fresswiderstand unter Schmierung sich deutlich zu verbessern beginnt, wobei 10 Vol.% bevorzugter ist. Bei der Verwendung unter der Bedingung niedriger Geschwindigkeit und schlechter Schmierung ist 10 Vol.% bevorzugt, wo der Fresswiderstand sich deutlich zu verbessern beginnt, wobei 20 Vol.% bevorzugter ist. Beim Gleiten unter hoher Geschwindigkeit ist es im Falle einer porösen Thermospritzmembran zur leichten Bildung eines Schmierölfilms an einer Kontaktfläche beim Gleiten bevorzugt, dass zur Verhinderung des Entweichens von Schmieröl in Poren diese zuvor mit einer Dichtungsmasse gefüllt werden.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass ein Sonderkarbid, das aus wenigstens einem oder mehreren Elementen zusammengesetzt ist, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo und V, ausgewählt sind, in einer Menge von 10-50 Vol.% enthalten ist.
Ferner ist es gemäß der Erfindung bevorzugt, dass harte Partikel aus intermetallischen Zusammensetzungen, wie Mo-Fe, Al-Fe, Ti-Fe und dergleichen, Nitriden, wie TiN, CrN, Si₃N₄ und dergleichen, und/oder Oxiden, wie NiO, Cu₂O, CoO, TiO₂, SiO₂, Al₂O₃ und dergleichen, die härter als die Mutterphase sind, in einer Menge von 10 Vol.% oder weniger verteilt sind.
Durch Auswählen der oben genannten Strukturen kann die Verschleißfestigkeit weiter verbessert werden, so dass ein Kontaktwerkstoff erreicht werden kann, der selbst unter Gleitbedingungen geeignet verwendet werden kann, bei denen die Einwirkung von Erdboden und Sand nicht vermieden werden kann, wie zum Beispiel an einer Gleitstelle eines Arbeitsgerätes eines Hydraulikbaggers. Hierbei umfassen spezielle Beispiele des oben genannten Sonderkarbids WC, W₂C, Cr₃C₂, CrC, Cr₂₃C₆, Fe₃Mo₃C, Fe₃W₃C, Mo₂C, V₄C₃ und dergleichen, die relativ weich sind und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Wärmeschockbeständigkeit haben. Der Grund für eine untere Grenze des Gehalts dieses Sonderkarbids von 10 Vol.% ist die Berücksichtigung einer Menge von Karbiden in einem wärmebeständigen Stahl, wie zum Beispiel einem Schnellarbeitsstahl und dergleichen, von etwa 10 Vol.%. Der Grund für eine obere Grenze des Gehalts dieses Sonderkarbids von 50 Vol.% ist die Berücksichtigung einer oberen Grenze der Beimengung, mit der eine hohe Härte in herkömmlichen verschleißfesten Thermospritzmembranen von 50 Vol.% beibehalten wird. Andererseits ist der Grund für eine Menge der Verteilung von harten Partikeln der oben genannten Nitride (TiN, CrN, Si₃N₄ und dergleichen) und/oder Oxide (NiO, Cu₂O, CoO, TiO₂, SiO₂, Al₂O₃ und dergleichen) von 10 Vol.% oder weniger, dass die Angriffsfähigkeit gegen einen Gegenkontaktwerkstoff unterdrückt werden soll. Wenn eine weitere Berücksichtigung der Angriffsfähigkeit gegen einen Gegenkontaktwerkstoff notwendig ist, ist es vorteilhaft, dass die Verteilung von harten Partikeln der Nitride und/oder Oxide bei 5 Vol.% oder weniger gehalten wird. Das heißt, zum Unterdrücken der Angriffsfähigkeit gegen einen Gegenkontaktwerkstoff unter Verbesserung der Adhäsion, der Härte und Kompaktheit einer Thermospritzmembran ist es vorteilhaft, dass die oben genannte Mo-Metallphase in einer Menge von 10-50 Vol.% enthalten ist, die oben genannten Sonderkarbide (die relativ weichen) in einer Menge von 10-50 Vol.% enthalten sind, und eine Metallphase oder Legierungsphase, die vor allem ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, in der übrigen Menge enthalten ist, und die oben genannten harten Partikel sind in einer Menge von 5 Vol.% oder weniger verteilt.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass Sauerstoff in einer Menge von 0,1-3,0 Gew.% in der oben genannten Mo-Metallphase enthalten ist, um ein Mo-Oxid zu bilden. Wenn die Menge an Sauerstoff, die in der Mo-Metallphase enthalten ist, somit auf 0,1-3,0 Gew.% gesteuert wird, um ein Mo-Oxid mit hoher Festkörperschmierfähigkeit zu bilden, werden die Wirkungen erreicht, dass die Härte erhöht wird (HV 450-800), um die Verschleißfestigkeit weiter zu verbessern, dass der Fresswiderstand durch die Eigenschmierungswirkung des Mo-Oxids beachtlich verbessert wird, und dass ferner die Angriffsfähigkeit gegen weiches S45C und dergleichen kaum überwacht wird.
Wenn die oben genannte Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, ein vorzüglicherer Kontaktwerkstoff ist, kann die Beimengung der oben genannten Mo-Metallphase reduziert werden, um einen wirtschaftlichen Vorteil zu schaffen, und eine vorzüglichere Gleiteigenschaft kann erreicht werden.
Gemäß der Erfindung ist es weiter bevorzugt, dass die oben genannte Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Fe-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 0,8 Gew.% oder weniger C und 10-40 Gew.% Cu, und ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Si, Mn, Ni, Cr und Mo, ausgewählt sind, in einer Menge von 5 Gew.% oder weniger enthält, und der Rest im Wesentlichen aus Fe und Verunreinigungen besteht.
Gemäß der Erfindung kann die oben genannte Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Fe-Basis zusammengesetzt sein, die wenigstens 2-16 Gew.% Al enthält, das eine geordnete Fe₃Al-Phase bildet, und die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus 10-40 Gew.% Cu, 0,8 Gew.% oder weniger C, 30 Gew.% oder weniger Ni+Co, 1,5 Gew.% oder weniger P, und 5 Gew.% oder weniger Mn+Cr+Mo, ausgewählt sind, und der Rest im Wesentlichen aus Fe und Verunreinigungen zusammengesetzt sein, wie in JP-A 9-49006 und JP-A 2002-180216 offenbart ist.
Hierbei ist es bevorzugt, dass Cu in einer Menge von 10-40 Gew.% zu einer Legierungsphase auf Fe-Basis beigemengt wird. Dadurch werden eine Cu-Legierungsphase und eine Legierungsphase auf Fe-Basis, die eine Martensitphase enthalten, gemeinsam verteilt, um eine harte Legierungsschicht zu bilden, wodurch der Fresswiderstand, die Verschleißfestigkeit und die Adhäsion einer Thermospritzmembran weiter verbessert werden können. Die untere Grenze der Beimengung von Cu wird von einer Fest/Flüssig-Grenzzusammensetzung in einem Fe-Cu-Basis-Phasendiagramm bestimmt, und die obere Grenze der Beimengung von Cu wird von dem Standpunkt der Verringerung der Härte einer Legierungsphase auf Fe-Basis infolge der Verringerung der Martensitmenge festgelegt. Der Kohlenstoffgehalt ist vorzugsweise 0,1 Gew.% oder mehr, was sich in ausreichender Martensithärte äußert, und die obere Grenze des Kohlenstoffgehalts ist vorteilhafterweise bis zu 0,8 Gew.%, bei welcher die Martensithärte annähernd gesättigt ist. Durch gleichzeitiges Bestehen von Al mit einem oder mehreren Elementen, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Co, Zn und Mn, ausgewählt sind, ist eine bemerkenswerte Härte durch eine Zweiphasentrennungsreaktion der geordneten Fe₃Al- und FeAl-Phasen möglich, so dass Kohlenstoff kein wesentliches Element ist.
Ferner kann gemäß der Erfindung die oben genannte Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, auch aus einer der folgenden Legierungen (A)-(F) zusammengesetzt sein.

(A) Eine Legierung auf Bronze-Basis, die wenigstens 5-15 Gew.% Sn enthält;
(B) Eine Legierung auf Cu-Basis, die wenigstens 2-10 Gew.% Sn und 2-14 Gew.% Al enthält, ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti, P und Zn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält, und eine Beta-Phase auf Cu-Al-Basis in deren Struktur enthält;
(C) Eine Legierung auf Cu-Zn-Basis, die wenigstens 10-35 Gew.% Zn enthält, und die ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti und Sn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält;
(D) Eine Legierung auf Cu-Zn-Basis, die wenigstens 35-65 Gew.% Zn enthält, ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti und Sn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält, und eine Beta-Phase auf Cu-Zn-Basis und/oder eine Gamma-Phase in deren Struktur enthält;
(E) Eine Legierung auf Ni-Basis, die wenigstens Cr+Al+Si+Ti in einer Menge von 50 Gew.% oder weniger enthält;
(F) Eine Legierung auf Zn-Basis, die wenigstens ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Cu, Mg, Sn, Sb, Ti, Fe und Ni, ausgewählt sind, in einer Menge von 30 Gew.% oder weniger enthält.

Auch durch solche Strukturen kann die Beimengung einer Mo-Metallphase verringert werden, während eine ausgezeichnete Gleiteigenschaft beibehalten wird, wodurch die Wirkung erreicht wird, dass eine Kostensenkung begründet werden kann.
Hierbei kann die oben genannte Legierung auf Bronze-Basis ein Legierungswerkstoff auf Cu-Basis sein, der einen ausgezeichneten Fresswiderstand und eine ausgezeichnete Bindungsfähigkeit mit Stahl hat, und kann ein Bronzewerkstoff sein, wobei für den jeweiligen Zweck verschiedene Legierungselemente, wie P, Pb, Ti, Ni, Si, Al, Mn, Fe, Zn und dergleichen, beigemengt werden. Ferner ist die oben genannte Legierung auf Cu-Basis jene, die in JP-A 2001-271129 vorgeschlagen wird, und jene Legierungselemente, wie zum Beispiel Ti, Si, Fe, Mn, Ni, Co, P, Zn und dergleichen, können beigemengt werden. Ferner ist die oben genannte Legierung auf Cu-Zn-Basis eine auf relativ weichem Werkstoff basierende Alpha-Phase, die bei Arbeitsgerätebuchsen von Hydraulikbaggern, Laufbuchsen in Turboladern, Kontaktteilen in hydraulischen Pumpen und Motoren, und dergleichen weit verwendet wird. Durch Auswählen eines relativ harten Werkstoffs, der eine Beta-Phase und/oder eine Gamma-Phase unter Werkstoffen auf Messing-Basis enthält, werden vor allem die Verschleißfestigkeit und der Fresswiderstand verbessert. Durch Auswählen einer Legierung auf Ni-Basis werden vor allem die Adhäsion, die Wärmebeständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit verbessert. Ferner wird durch Beimengung von hauptsächlich Al, Cu, Mg und Ti in eine Legierung auf Zn-Basis, die eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit hat, der aber etwas Druckfestigkeit fehlt, die Druckfestigkeit verbessert, und durch Beimengung von Sn, Sb und dergleichen in diese Legierung auf Zn-Basis wird der Fresswiderstand weiter verbessert.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass Festschmierstoffe, wie Graphit, CaF₂, MoS₂ und dergleichen, in einer Menge von 5-30 Gew.% enthalten sind. Dadurch kann die Schmierfähigkeit weiter verbessert werden, um den Fresswiderstand weiter zu verbessern.
Als nächstes ist das Kontaktelement gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche eines Kontaktteilbasiswerkstoffs einer Vorrichtung mit einem drehbaren und/oder linearen Kontaktmechanismus aus dem oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoff geformt ist.
Gemäß der Erfindung kann das Kontaktelement als Werkstoff eines Kontaktteils verwendet werden, das einen Kontaktabschnitt in Ausrüstungen bildet. Zu den Mitteln zur Filmbildung des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs an diesem Kontaktteil gehören thermisches Plasmaspritzen, dessen Atmosphäre gesteuert werden kann, thermisches Bogenspritzen, thermisches Flammspritzen (einschließlich thermisches Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen), thermisches Drahtexplosionsspritzen und dergleichen. Die oben genannte Kontaktfläche kann eine gewünschte Form, wie einen Zylinder, einen Vollzylinder, eine ebene Fläche, eine Kugel und dergleichen, annehmen.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Grundmembran, die aus Ni oder einer Legierung auf Ni-Basis oder aus Cu oder einer Legierung auf Cu-Basis zusammengesetzt ist, an dem oben genannten Kontaktteilbasiswerkstoff ausgebildet ist. Dadurch kann die Adhäsion einer Thermospritzmembran selbst in dem Falle erfolgreich sichergestellt werden, in dem ein Element, das Oberflächenbehandlungen, wie Induktionshärten, Karburierungsvergütung und dergleichen, erfordert, als ein Basiswerkstoff verwendet wird.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass Poren in dem oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoff mit einem Schmieröl, einer Schmiermittelzusammensetzung aus einem Schmieröl und Wachsen, oder mit Wachsen gefüllt werden.
Dadurch kann die Schmierfähigkeit erfolgreich bewerkstelligt werden.
Wenn die Poren in dem oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoff mit einer Dichtungsmasse imprägniert werden, um eine Abdichtung vorzunehmen, wird die Wirkung erreicht, dass das Korrosionsproblem durch die Poren vorher verhindert wird. Ferner, da die Flüssigkeitsschmierfähigkeit beim Gleiten unter hoher Geschwindigkeit durch die Abdichtung verbessert wird, wird die Wirkung der Verringerung des Reibungskoeffizienten durch Aufbringung des Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs auf Kolbenschuhe, Zylinderblöcke, Ventilplatten und dergleichen von später beschriebenen Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren erreicht. Die Dichtungsmasse kann aus für den jeweiligen Zweck aus organischen Werkstoffen, wie Silikon, Harzen auf Acryl- und Epoxid-Basis und dergleichen, oder aus anorganischen Werkstoffen auf Wasserglas-Basis ausgewählt werden.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass der oben genannte Kontaktteilbasiswerkstoff aus einem porösen Sinterwerkstoff gebildet wird und Poren in diesem porösen Sinterwerkstoff mit einem Schmieröl, einer Schmiermittelzusammensetzung aus Schmieröl und Wachsen, oder mit Wachsen gefüllt werden. Dadurch wird eine Schmiersubstanz in einer großen Menge in einem porösen Sinterwerkstoff gesammelt, der einen Basiswerkstoff bildet, wodurch es möglich ist, eine Schmiersubstanz für einen langen Zeitraum über den Thermospritzmembrankontaktwerkstoff zu einer Kontaktfläche zu führen.
Als nächstes kann das Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoff gebildet wird, eines der folgenden Teile (1)-(7) sein.

(1) Eine Lagerbuchse, ein Lagerbolzen, ein Drucklager, eine Laufbuchse oder ein Raupenkettenbolzen, die bei Arbeitsgeräten, Aufhängungen, Fahrzeugkarosserie-Kupplungsvorrichtungen, Raupenkettenfördersystemen und dergleichen verwendet werden;
(2) Eine Rollenachse, eine Rolle, eine Rollenbuchse oder eine Druckbuchse, die in einer Rollenvorrichtung eines Raupenkettenfördersystems und dergleichen verwendet werden;
(3) Eine Gleitflächendichtung, die zur Ölabdichtung einer Rollenvorrichtung eines Reduktionsgetriebes oder eines Raupenkettenfördersystems verwendet wird;
(4) Eine Laufbuchse oder eine Turbinenwelle, die in einem Turbolader verwendet wird;
(5) Ein Motorventil;
(6) Ein Zylinderblock, eine Ventilplatte, ein Wippnocken, eine Schwinge, ein Kolben, ein Kolbenschuh, ein Nockenring, ein Kolbenbolzen, eine Kolbenstange oder eine Antriebswelle, die in einer Hydraulikkolbenpumpen- und/oder einer Hydraulikkolbenmotorvorrichtung verwendet werden;
(7) Ein Keil oder eine Keilführung, die in einer Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung verwendet werden.

Durch diese Strukturen kann ein Kontaktteil erreicht werden, das einen ausgezeichneten Fresswiderstand und eine vortreffliche Verschleißfestigkeit unter extrem schlechten Schmierungsbedingungen, wie Gleiten bei hoher Flächenpressung und geringer Geschwindigkeit sowie Schwingungen und dergleichen, und ein ausgezeichnetes Formanpassungsvermögen beim Gleiten und einen ausgezeichneten Fresswiderstand und eine gute Verschleißfestigkeit selbst beim Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur und beim Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit hat.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung verbindet ein Maschinenbauelement an der einen Seite mit einem Maschinenbauelement an der anderen Seite, das über eine Stützachse, die von dem Maschinenbauelement an der einen Seite abgestützt wird, und über eine Lagerbuchse platziert ist, die mit dieser Stützachse außen gekuppelt ist, so dass diese Elemente schwenkbar oder drehbar miteinander verbunden sind, oder verbindet ein Maschinenbauelement an der einen Seite mit einem Maschinenbauelement an der anderen Seite, das über eine Stützachse, die von dem Maschinenbauelement an der einen Seite abgestützt ist, und eine Lagerbuchse platziert ist, die mit dieser Stützachse außen gekuppelt ist, so dass diese Elemente schwenkbar oder drehbar miteinander verbunden sind, und weist ein Drucklager auf, welches die zwischen dem oben genannten Maschinenbauelement an der einen Seite und dem oben genannten Maschinenbauelement an der anderen Seite wirkende Druckbelastung trägt und absichert, wobei eine oder mehrere von der oben genannten Stützachse, der Lagerbuchse und dem Drucklager aus dem oben genannten Kontaktelement als ein Teil bildender Werkstoff hergestellt sind.
Gemäß der Erfindung sind eine oder mehrere von der Stützachse, der Lagerbuchse und dem Drucklager, die an einer Verbindungsstelle einer Vorrichtung platziert sind, aus dem Kontaktteil als Werkstoff hergestellt, wodurch die Verbindungsvorrichtung unter schwierigen Gleitbedingungen, wie Gleiten unter hoher Flächenpressung und niedriger Geschwindigkeit, Gleiten unter hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur, Gleiten unter hoher Flächenpressung und hoher Geschwindigkeit, und dergleichen, eingesetzt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff als Film auf eine abgestützte Fläche der oben genannten Stützachse relativ zu dem oben genannten Maschinenbauelement an der einen Seite aufgebracht wird. Mit dieser Anordnung kann, selbst wenn das Maschinenbauelement an der einen Seite und die abgestützte Fläche einer Stützachse durch leichte Drehbewegung und Durchbiegung der Stützachse bei Ausübung einer großen Belastung auf die Stützachse in Reibung miteinander gelangen, die Erzeugung von Lärm, der von Unbehagen begleitet wird, vorher verhindert werden. Hierbei hat die Mo-Metallphase entsprechend dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, der als Film auf die abgestützte Fläche der Stützachse aufgebracht wird, die Eigenschaft eines spärlichen Angriffs, selbst wenn der Stützabschnitt des Maschinenbauelements an der einen Seite, der die Stützachse trägt, aus einem relativ weichen Werkstoff, wie zum Beispiel normierter S45C-Stahl von etwa HRC 25, hergestellt ist, so dass es nicht notwendig ist, den Fresswiderstand und die Verschleißfestigkeit mittels Durchführung einer Warmhärtebehandlung, wie Induktionshärten und dergleichen, an der Stützfläche des Stützabschnitts zu verbessern, wodurch eine Kosteneinsparung erreicht wird. Es ist möglich, den Thermospritzmembrankontaktwerkstoff auf der abgestützten Fläche der Stützachse als eine thermisch gespritzte Membran mit hoher Dichte und einer Porosität von 1-15 Vol.% durch beispielsweise ein thermisches Hochgeschwindigkeits-Flammspritzverfahren (HVOF: High Velocity Oxygen Fuel) als Film aufzubringen, jedoch behält selbst eine thermisch gespritzte Membran mit hoher Dichte die Ölhaltefähigkeit bei.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass die oben genannte Stützachse aus dem oben genannten Kontaktelement als ein Teil bildender Werkstoff hergestellt ist, und dass die oben genannte Lagerbuchse aus einem Sinterwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-C-Basis, Fe-C-Cu-Basis oder Cu-Sn-Basis mit einem Poren-Gehalt von 5-30 Vol.% gebildet ist, in welchem die Poren mit einem Schmieröl oder einer Schmiermittelzusammensetzung gefüllt sind, oder aus einem Sinterwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-C-Basis, Fe-C-Cu-Basis oder Cu-Sn-Basis mit einem Poren-Gehalt von 5-30 Vol.% gebildet ist, in welchem die Poren mit einem Schmieröl oder einer Schmiermittelzusammensetzung gefüllt sind und ein Festschmierstoff darin verteilt ist.
Durch Aufbringen des oben genannten Kontaktelements als Werkstoff der Stützachse ist diese in der Lage, eine Gleitfunktion abzusichern. Daher kann eine relativ kostengünstige Lagerbuchse als ein Kontakt gegenüber der Stützachse ausgewählt werden, und die Kosten können verringert werden. Da die Lagerbuchse aus einem ölhaltigen Sinterwerkstoff gebildet wird, der zur Speicherung einer großen Menge an Schmieröl oder Schmiermittelzusammensetzung geeignet ist, kann das Zuführen von Schmieröl zu einer Kontaktfläche über einen langen Zeitraum stabilisiert werden, und das Schmierintervall kann erheblich verlängert werden. Da die Stützachse, die im Vergleich zu einer Lagerbuchse im Allgemeinen leicht entfernbar ist, in der Lage ist, eine Gleitfunktion abzusichern, kann die Gleitfunktion durch Ersetzen der Stützachse mit der verminderten Gleitfunktion durch eine neue Stützachse oder durch Aufbringen des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs auf den abgenutzten Teil leicht wiederhergestellt werden, um die Achse für die Wiederverwendung zu reparieren. Daher kann die Wartung erheblich verbessert werden.
Gemäß der Erfindung wird ein harter Werkstoff bevorzugt, der 50 Vol.% oder mehr einer Martensitphase in einer Basisstruktur des Sinterwerkstoffs enthält, jedoch kann eine Oberflächenbehandlung, wie eine Karburierungsvergütung, Gasweichnitrieren, Nitrieren, Sulfurieren, Sulfurieren/Nitrieren oder dergleichen, weiter an dessen Kontaktfläche durchgeführt werden. Ferner können die oben genannten harten Partikel und Festschmierstoffpartikel, wie Karbide, Nitride, Oxide, Phosphide, Werkzeugstahlpulver, Sinterkarbid, Legierung auf Co-Basis, Ferromolybdän, Ferrochrom, Graphit, CaF₂ und dergleichen, in geeigneter Menge in deren Basisstruktur verteilt werden. Da die Filmdicke des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs, der als Film auf die Stützachse aufgebracht ist, relativ dünn ist, ist es bevorzugt, dass im Falle der Verteilung der harten Partikel in einer Basisstruktur eines die Lagerbuchse bildenden Sinterwerkstoffs von dem Standpunkt der weitmöglichsten Verhinderung der Abnutzung der Membran die Menge an zu verteilenden harten Partikeln auf 5 Vol.% oder weniger niedergehalten wird. Es ist auch bevorzugt, dass der oben genannte Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, der als Film auf die Stützachse aufgebracht ist, ein Sonderkarbid, wie WC und dergleichen, enthalten kann, um die Verschleißfestigkeit des Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs weiter zu erhöhen.
Ferner ist es bevorzugt, dass die oben genannte Lagerbuchse oder das Drucklager eine vorzüglichere Verschleißfestigkeit hat.
Daher ist es gemäß der Erfindung bevorzugt, dass die oben genannte Lagerbuchse aus einem porösen Sinterkontaktwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-Basis gebildet wird, der wenigstens 2-16 Gew.% Al, das eine geordnete Fe₃Al-Phase bildet, und ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus 10-40 Gew.% Cu, 1,5 Gew.% oder weniger C, 20 Gew.% oder weniger Ni und 1,5 Gew.% oder weniger P, ausgewählt sind.
Die oben genannte Lagerbuchse kann aus einem porösen Sinterkontaktwerkstoff aus einer Legierung auf Cu-Basis gebildet werden, der wenigstens 2-10 Gew.% Sn und 2-14 Gew.% Al und eine Beta-Phase auf Cu-Al-Basis in dessen Struktur enthält.
Es ist bevorzugt, dass eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 10-50 Vol.% einer Mo-Metallphase und 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids aus W, Ti, Cr, Mo, V und dergleichen, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Kontaktfläche des oben genannten Drucklagers ausgebildet ist. Als Gegenkontaktwerkstoff des Drucklagers ist ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff derselben Art nicht bevorzugt, und es ist bevorzugt, auch vom wirtschaftlichen Standpunkt harten Stahl zu verwenden, der durch Wärmebehandlung (zum Beispiel Vergüten, Karburierungsvergütungsbehandlung und dergleichen) gehärtet wird.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird geeignet als ein Verbindungsmittel an einer Verbindungsstelle eines Raupenkettengliedes einer unteren Raupenkettenstruktur, einer Rolle dieser unteren Struktur, einer die Karosserie einer Planierraupe abstützenden Ausgleichvorrichtung, und einer Aufhängungsvorrichtung eines Muldenkippers, und dergleichen verwendet.
Die Turboladervorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Laufbuchse auf, die zwischen einer an einem Stützkörper ausgebildeten Lagerfläche und einem Achsabschnitt einer Turbine eingesetzt ist, wobei der oben genannte Thermospritzmembrankontaktwerkstoff als Film auf der äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche der oben genannten Laufbuchse, oder auf der äußeren Umfangsfläche der oben genannten Laufbuchse und der äußeren Umfangsfläche des oben genannten Achsabschnitts einer Turbine ausgebildet ist.
Gemäß der Erfindung ist der oben genannte Thermospritzmembrankontaktwerkstoff als Film auf der äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche einer Laufbuchse, die zwischen einer an einem Stützkörper ausgebildeten Lagerfläche und einem Achsabschnitt einer Turbine eingesetzt ist, oder auf einer äußeren Umfangsfläche der Laufbuchse und der äußeren Umfangsfläche des Achsabschnitts einer Turbine aufgebracht, so dass folglich eine Turboladervorrichtung mit einem ausgezeichneten Fresswiderstand und einer vorzüglichen Verschleißfestigkeit erreicht werden kann. Bei dieser Turboladervorrichtung sind das Spiel zwischen dem Achsabschnitt einer Turbine und der Laufbuchse und das Spiel zwischen der Laufbuchse und dem Stützkörper jeweils genau bemessen, um die Flüssigkeitsschmierung mit einem Schmieröl bei Drehung mit hoher Geschwindigkeit sicherzustellen und daher eine große Änderung des Spiels zwischen der Laufbuchse und dem Achsabschnitt einer Turbine, die im Allgemeinen aus Stahl ist, und dem Stützkörper, der aus Gusseisen ist, infolge der Differenz in der thermischen Expansion zu verhindern, was zur vorherigen Verhinderung von Problemen, wie Fressen durch Erhöhung des Gleitwiderstandes und dergleichen, führt. Daher ist der Basiswerkstoff der Laufbuchse gemäß der Erfindung auch vom wirtschaftlichen Standpunkt vorzugsweise Stahl, Gusseisen oder Sinterwerkstoff auf Fe-Basis mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,1-1,5 × 10^-5. Die Auswahl eines porösen Sinterwerkstoffs aus einer Legierung auf Fe-Basis, das ein Schmieröl enthält, als Basiswerkstoff der Laufbuchse hat den Vorteil, dass die Adhäsion unter Anfangsbetriebsbedingungen, bei denen das Schmieröl nicht ausreichend zugeführt werden kann, sicher verhindert werden kann.
Als nächstes ist die Motorventilvorrichtung gemäß der Erfindung aus einem Ventil, das eine Brennkammer eines Motors öffnet und schließt, und einer Ventilführung gebildet, welche die Bewegung des Ventils führt, wobei der oben genannte Thermospritzmembrankontaktwerkstoff als Film auf einer die Ventilführung kontaktierenden Kontaktfläche des oben genannten Ventils ausgebildet ist.
Gemäß der Erfindung ist es natürlich möglich, ein Motorventil mit ausgezeichnetem Fresswiderstand und vorzüglicher Verschleißfestigkeit zu erreichen, und außerdem kann Pb, das herkömmlich in großer Menge in den Basiswerkstoff einer Ventilführung beigemengt wird, reduziert oder weggelassen werden.
Als nächstes ist die Hydraulikkolbenpumpen- und/oder die Hydraulikkolbenmotorvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der oben genannten Kontaktteile einbezogen wird.
Gemäß der Erfindung kann die Hydraulikkolbenpumpen- und/oder Hydraulikkolbenmotorvorrichtung erhöhten Druck, erhöhte Geschwindigkeit und verringerte Größe erreichen. Hydraulikkolbenpumpen und/oder Hydraulikkolbenmotoren mit geneigtem Wellenmodus haben das Problem, dass sie zur Erzeugung von Lärm tendieren, da die Gleitgeschwindigkeit an einem sphärischen Abschnitt einer Kolbenstange und einer Antriebswelle so extrem gering wie 0,1 m/s oder weniger ist und die Schmierungsbedingungen an dieser Kontaktfläche zur Grenzschmierung tendieren. Dementsprechend ist nach einer äußerst bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikkolbenpumpen und/oder Hydraulikkolbenmotoren ein Kontaktteil einbezogen, das durch Aufbringen des Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs gemäß der Erfindung als Film auf einen sphärischen Abschnitt eines Kolbenkopfes oder eine sphärische Ausnehmung einer Antriebswelle erreicht wird.
Als nächstes weist die Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung gemäß der Erfindung einen Keil, der einen Druck von einem Druckerzeugungsmittel aufnimmt, und ein Paar Keilführungen auf, zwischen denen der Keil platziert ist, wobei der Keil durch Antreiben der oben genannten Druckerzeugungsmittel gegen die Keilführungen gleiten kann, um den Druck von den Druckerzeugungsmitteln über die Keilführungen in eine sich in Querrichtung ausbreitende Kraft umzuwandeln, so dass Gesteinsmassen von dieser Kraft gebrochen werden können, um einen Steinspaltungsvorgang durchzuführen, wobei der oben genannte Thermospritzmembrankontaktwerkstoff als Film auf eine Kontaktfläche des oben genannten Keils oder der Keilführungen aufgebracht ist.
Gemäß der Erfindung kann eine größere Gesteinsmassenbrechkraft erreicht werden, und die Betriebskosten können beachtlich reduziert werden.
Als nächstes ist die Gleitflächendichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 10-50 Vol.% einer Mo-Metallphase und 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids aus W, Ti, Cr, Mo, V und dergleichen, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Dichtungsfläche ausgebildet ist.
Üblicherweise wird ein kohlenstoffreicher Gussstahl mit hohem Cr-Gehalt als Gleitflächendichtung verwendet, und die Härte dieser Dichtungsfläche wird in vielen Fällen auf HRC 60 oder mehr gesteuert, jedoch ist es vom Standpunkt der jüngsten Erhöhung der Geschwindigkeit einer Fahrzeugkarosserie und der Verbesserung deren Haltbarkeit erwünscht, eine Gleitflächendichtung mit ausgezeichnetem Fresswiderstand und vorzüglicher Verschleißfestigkeit zu entwickeln. Gemäß der Erfindung ist eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 10-50 Vol.% einer Mo-Metallphase und 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids aus W, Ti, Cr, Mo, V und dergleichen, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Dichtungsfläche ausgebildet, so dass folglich eine Gleitflächendichtungsvorrichtung mit vorzüglicherem Fresswiderstand und besserer Verschleißfestigkeit geschaffen werden kann. Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, eine Abdichtungsbehandlung durch Resorption von Harz an einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff durchzuführen, um das Eindringen von Wasser und dergleichen durch die Poren mit Luftdurchlässigkeit in dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff hindurch zu verhindern. Als Verfahren zur Filmbildung eines Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs wird thermisches Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF: High Velocity Oxygen Fuel) bevorzugt, mittels welchem eine thermisch gespritzte Membran mit hoher Dichte leicht geformt wird. Da die oben genannte Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit haben und hart sein muss, ist diese vorzugsweise eine Legierungsphase, die wenigstens ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Ti und B, ausgewählt sind, in einem Ni-Cr-Legierungssystem enthält, oder eine Legierungsphase, die wenigstens ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Co, Ni, Cr und Al, ausgewählt sind, in Fe enthält.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden bestimmte Ausführungsformen des Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs, des Kontaktelements und des Kontaktteils sowie der Vorrichtung, bei der diese angewendet werden, beschrieben.
1(a) zeigt eine perspektivische Gesamtansicht eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 1(b) zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Schaufelverbindungsabschnitts des Hydraulikbaggers aus 1(a). 2 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Schaufelverbindungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 3(a) zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Arbeitsgerätbuchse. 3(b) zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Drucklagers.
Ein Arbeitsgerät 2 eines Hydraulikbaggers 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch Verbinden eines Auslegers 4, eines Armes 5 und einer Schaufel 6 mit einer Auslegerverbindungsvorrichtung 7, einer Armverbindungsvorrichtung 8 bzw. einer Schaufelverbindungsvorrichtung 9 in der Reihenfolge von einem oberen Aufbau 3 gebildet. Die Verbindungsvorrichtungen 7, 8, 9 haben im Wesentlichen dieselbe Struktur, und zum Beispiel wird die Schaufelverbindungsvorrichtung 9 von Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 und Arbeitsgerätbuchsen 11 gebildet. Die detaillierte Struktur einer Schaufelverbindungsvorrichtung 9A, die an einer Verbindungsstelle des Arms 5 und der Schaufel 6 platziert ist, wird nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben.
Die oben genannte Schaufelverbindungsvorrichtung 9A weist eine Schaufel 6 (Maschinenbauelement an der einen Seite), einen Arm 5 (Maschinenbauelement an der anderen Seite), der über einen Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 (Stützachse) und Arbeitsgerätbuchsen 11 (Lagerbuchsen), die außen an dem Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 angreifen, der an Haltern 6a abgestützt ist, die an der Schaufel 6 ausgebildet sind, mit der Schaufel 6 drehbar verbunden ist, und Drucklager 12 auf, welche die zwischen der Schaufel 6 und dem Arm 5 wirkende Druckbelastung trägt und abstützt. Bei der Schaufelverbindungsvorrichtung 9A sind die Arbeitsgerätbuchsen 11 in den Endabschnitt des Armes 5 eingepresst, und der Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 ist mittels einer Befestigungsschraube 13 an einem der Halter 6a fixiert. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet Dichtungsvorrichtungen, und die Bezugzeichen 15 und 16 bezeichnen eine Schmierölzuführöffnung bzw. eine Schmierölzuführleitung.
Der oben genannte Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 wird aus einem Basiswerkstoff 17 aus Stahl, der die Funktion einer Achse hat, und Kontaktflächen 19 gebildet, die aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 18 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 geformt sind, der an dem Basiswerkstoff 17 als Film aufgebracht ist. Bei dem Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 sind die oben genannten Kontaktflächen 19 an der Stelle einer abgestützten Fläche des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 10 relativ zu dem oben genannten Halter 6a platziert.

[Merkmal 1]: Das Sonderkarbid ist wenigstens aus einem oder mehreren Elementen zusammengesetzt, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo und V, ausgewählt sind.
[Merkmal 2]: Die harten Partikel sind aus intermetallischen Zusammensetzungen, wie Mo-Fe, Al-Fe, Ti-Fe und dergleichen, Nitriden, wie TiN, CrN, Si₃N₄ und dergleichen, und/oder Oxiden, wie NiO, Cu₂O, CoO, TiO₂, SiO₂, Al₂O₃ und dergleichen, die härter als die Mutterphase sind, zusammengesetzt.
[Merkmal 3]: Die Metallphase und/oder Legierungsphase enthält ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, und ist aus einer der folgenden Legierungen (a)-(h) zusammengesetzt. (a) Eine Legierung auf Fe-Basis, die wenigstens 0,8 Gew.% oder weniger C und 10-40 Gew.% Cu enthält; (b) Eine Legierung auf Fe-Basis, die wenigstens 2-16 Gew.% Al enthält, das eine geordnete Fe₃Al-Phase bildet, und die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus 10-40 Gew.% Cu, 0,8 Gew.% oder weniger C, 30 Gew.% oder weniger Ni, und 1,5 Gew.% oder weniger P, ausgewählt sind; (c) Eine Legierung auf Bronze-Basis, die wenigstens 5-15 Gew.% Sn enthält; (d) Eine Legierung auf Cu-Basis, die wenigstens 2-10 Gew.% Sn und 2-14 Gew.% Al enthält, und die eine Beta-Phase auf Cu-Al-Basis in deren Struktur enthält; (e) Eine Legierung auf Cu-Zn-Basis, die wenigstens 10-35 Gew.% Zn enthält, und die ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co und Mn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält; (f) Eine Legierung auf Cu-Zn-Basis, die wenigstens 35-65 Gew.% Zn enthält, die ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co und Mn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält, und die eine Beta-Phase auf Cu-Zn-Basis und/oder eine Gamma-Phase in deren Struktur enthält; (g) Eine Legierung auf Ni-Basis, die wenigstens Cr+Al in einer Menge von 50 Gew.% oder weniger enthält; (h) Eine Legierung auf Zn-Basis, die wenigstens ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Cu, Mg, Sn, Sb, Ti, Fe und Ni, ausgewählt sind, in einer Menge von 30 Gew.% oder weniger enthält.

Wie in 3(a) gezeigt ist, wird die oben genannte Arbeitsgerätbuchse 11 aus einem zylindrischen Basiswerkstoff 20, die mit einer Gleitlagerfunktion ausgestattet ist, und einer Kontaktfläche 22 gebildet, die aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 21 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 geformt ist. Bei der Arbeitsgerätbuchse 11 ist der oben genannte Basiswerkstoff 20 aus einem porösen Sinterwerkstoff auf Fe-Basis gebildet.
Wie in 3(b) gezeigt ist, weist das oben genannte Drucklager 12 einen Basiswerkstoff 23 aus Stahl in der Form einer hohlen Scheibe und eine Kontaktfläche 25 auf, die aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 24 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 gebildet ist, der als Film auf die Fläche des Basiswerkstoffs 23 aufgebracht ist. Das Drucklager 12 ist mit einer Gleitlagerfunktion ausgestattet und nimmt die von der Schaufel 6 (Drehkörper) an den Arm abgegebene Druckbelastung durch Gleitkontakt auf und stützt diese ab.
Gemäß der oben genannten Ausführungsform kann, da die Kontaktfläche 22 aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 21 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 gebildet ist, eine Verbindungsvorrichtung erreicht werden, die geeignet unter schwierigen Kontaktbedingungen, wie Gleiten unter hoher Flächenpressung und niedriger Geschwindigkeit, verwendet wird. Da der Basiswerkstoff 20 der Arbeitsgerätbuchse 11 aus einem porösen Sinterwerkstoff auf Fe-Basis ist, der zum Speichern einer großen Menge an Schmieröl oder einer Schmiermittelzusammensetzung geeignet ist, kann die Zuführung von Schmieröl zu der Kontaktfläche 22 für einen langen Zeitraum stabilisiert werden, und das Schmierintervall kann beachtlich verlängert werden. Da die Kontaktfläche 19, die aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 18 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 gebildet ist, an der Stelle der abgestützten Fläche des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 10 platziert ist, kann die Erzeugung von Lärm, der von Unbehagen begleitet wird, vorher verhindert werden, selbst wenn der oben genannte Halter 6a und der Abschnitt der abgestützten Fläche des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 10 durch leichte Drehbewegung und Durchbiegung des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 10 in Reibung miteinander gelangen, wenn eine große Belastung auf den Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 einwirkt.
Bei der oben genannten Ausführungsform hat, obwohl der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 18, der als Film auf den Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 aufgebracht wird, entweder ein poröser Körper oder ein Körper mit hoher Dichte sein kann, da die Erhöhung der Dicke der thermisch gespritzten Membran in vielen Fällen vom Standpunkt der Lebensdauer nachteilig ist, der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 18 vorzugsweise eine hohe Dichte, um die Verschleißfestigkeit weiter zu erhöhen, und ferner ist es bevorzugt, harte Partikel von Karbiden, die aus einem oder mehreren Elementen, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo, V und dergleichen, ausgewählt sind, und Fe₃P (Phosphor-Eisen- Zusammensetzung), NiAl₂, CaF₂ und dergleichen zusammengesetzt sind, in eine Membran zu verteilen. Es ist oft nötig, Wärmebehandlungen, wie Induktionsvergütung und Karburierungsvergütung und dergleichen, an dem oben genannten Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10 zum Zwecke einer hohen Festigkeit durchzuführen, jedoch ist im Falle des Härtens des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs 18 eine Verschlechterung der Adhäsion der thermisch gespritzten Membran zu befürchten, so dass es in diesem Falle bevorzugt ist, den Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 18 als Film aufzubringen, nachdem zuvor eine Legierung auf Ni-Basis oder eine Legierung auf Cu-Basis mit ausgezeichneter Adhäsion auf den Basiswerkstoff des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 10 thermisch aufgespritzt wurde.
4 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Schaufelverbindungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der grundlegende Aufbau der Schaufelverbindungsvorrichtung 9B gemäß der zweiten Ausführungsform ist derselbe wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, außer dass die Gestaltungen des Arbeitsgerätverbindungsbolzens und der Arbeitsgerätbuchse unterschiedlich sind. Daher werden nur die Teile erläutert, die für die Ausführungsform charakteristisch sind, und dieselben Teile der vorhergehenden Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei eine ausführliche Beschreibung dieser Teile weggelassen wird.
Der Arbeitsgerätverbindungsbolzen 26 gemäß dieser Ausführungsform weist einen Basiswerkstoff 27 aus Stahl, der die Funktion einer Achse hat, und Kontaktflächen 29 auf, die aus einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 28 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 geformt sind, der an dem Basiswerkstoff 27 als Film aufgebracht ist, wobei die Kontaktflächen 29 zumindest an der Stelle einer abgestützten Fläche des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 26 relativ zu dem Halter 6a und an einer Fläche des Gleitkontakts mit der Arbeitsgerätbuchse 30 platziert sind.
Andererseits ist die Arbeitsgerätbuchse 30 vor allem aus einem harten ölhaltigen Sinterlagerwerkstoff auf Eisen-Basis, und wenigstens die Innenfläche als Kontaktfläche ist aus einem porösen Sinterkontaktwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-C-Basis, Fe-C-Cu-Basis oder Cu-Sn-Basis, wobei Poren in diesem Werkstoff mit einer Schmiermittelzusammensetzung, wie Schmieröl und dergleichen, gefüllt sind.
Gemäß dieser Ausführungsform kann, da der Arbeitsgerätverbindungsbolzen 26 eine Gleitfunktion absichern kann, eine relativ kostengünstige Arbeitsgerätbuchse 30 als ein Kontakt gegenüber dem Arbeitsgerätverbindungsbolzen 26 ausgewählt werden, und die Kosten können verringert werden. Da die Arbeitsgerätbuchse 30 aus einem ölhaltigen Sinterwerkstoff gebildet wird, der zur Speicherung einer großen Menge an Schmieröl oder Schmiermittelzusammensetzung geeignet ist, kann das Zuführen von Schmieröl zu der Kontaktfläche 29 über einen langen Zeitraum stabilisiert werden, und das Schmierintervall kann erheblich verlängert werden. Da der Arbeitsgerätverbindungsbolzen 26, der im Vergleich zu der Arbeitsgerätbuchse 30 im Allgemeinen leicht entfernbar ist, in der Lage ist, eine Gleitfunktion abzusichern, kann die Gleitfunktion durch Ersetzen des Arbeitsgerätverbindungsbolzens 26 mit der verminderten Gleitfunktion durch ein neues Teil oder durch Aufbringen des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs 28 auf den abgenutzten Teil leicht wiederhergestellt werden, um den Bolzen für die Wiederverwendung zu reparieren. Daher kann die Wartung erheblich verbessert werden. Die Arbeitsgerätbuchse 30 gemäß dieser Ausführungsform kann aus einem bekannten porösen Kontaktwerkstoff mit vorzüglicherem Fresswiderstand sein.
Vom Standpunkt der Gewichtsreduzierung und der Aufrechterhaltung der Schmierfähigkeit für einen langen Zeitraum ist es bevorzugt, eine Schmierölzuführleitung 31, wie in 5(a) gezeigt ist, und einen Schmierölspeicherabschnitt 32, wie in 5(b) gezeigt ist, in den Arbeitsgerätverbindungsbolzen 10, 26 gemäß der ersten bzw. der zweiten Ausführungsform zu bilden.
Die grundlegenden Verbindungsstrukturen der jeweiligen Verbindungsstellen einer Raupenkettenanordnung 33 in einer unteren Raupenkettenstruktur, wie in 6(a) gezeigt ist, eines Ausgleichmechanismus 34, der die Karosserie einer Planierraupe abstützt, wie in 6(b) gezeigt ist, einer Aufhängungsvorrichtung 35 eines Muldenkippers und dergleichen, wie in 7(a) gezeigt ist, und einer Rollenanordnung 36 einer unteren Raupenkettenstruktur, wie in 7(b) gezeigt ist, sind gleich denen der Schaufelverbindungsvorrichtungen 9 (9A/9B) gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform. D.h. ein Maschinenbauelement an der einen Seite (Verbindungssatz 37, Hauptrahmen 41, Fahrzeugkarosserierahmen 45, Rollenhalter 49, an der einen Seite) und ein Maschinenbauelement an der anderen Seite (Verbindungssatz 40, Ausgleichstange 44, Aufhängung 48, Rolle 52, an der anderen Seite), die über eine Stützachse (Raupenkettenbolzen 38, Ausgleichbolzen 42, Aufhängungsstützbolzen 46, Rollenachse 50), die an diesem Maschinenbauelement an der einen Seite abgestützt ist, und eine Lagerbuchse (Raupenkettenbuchse 39, Ausgleichbuchse 43, sphärische Buchse 47 (Freiheitsgrad 2), Rollenbuchse 51 (Bundbuchse)) platziert sind, die außerhalb der Stützachse angreift, sind derart miteinander verbunden, dass die Elemente gemeinsam drehen oder schwenken können. Daher können durch Anbringen der Verbindungsvorrichtung wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform an der Verbindungsstelle dieselben Wirkungen wie bei diesen Ausführungsformen erreicht werden. In den 6(a) und (b) und 7(a) und (b) wird mit dem Bezugszeichen G eine Stelle bezeichnet, an der ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 geeignet als Film aufgebracht ist.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem die Erfindung auf eine Gleitflächendichtung in einer Rollenanordnung 36 angewendet wird, wie in 7(b) gezeigt ist.
Bei der Rollenanordnung 36 gemäß dieser Ausführungsform sind ein Rollenhalter 49 und eine Rolle 52, die über eine Rollenachse 50, die an dem Rollenhalter 49 abgestützt ist, und eine Rollenbuchse 51 (Bundbuchse) platziert sind, die außen an der Rollenachse 50 angreift, derart miteinander verbunden, dass sie gemeinsam drehen können, wie oben beschrieben ist. Bei der Rollenanordnung 36 weist eine Gleitflächendichtungsvorrichtung 53 ein Paar Dichtungsringe 54, deren Dichtungsflächen einander zugewandt sind, und einen O-Ring 55 auf, der außen an jedem Dichtungsring 54 angreift, und ein Paar einander zugewandter Dichtungsflächen gleiten in Kontakt unter einer geeigneten Flächenpressung, wobei sie durch die Elastizität des O-Rings 55, der unter Druck eingebaut wird, in Axialrichtung der Rollenachse 50 gedrückt werden, um ein Eindringen von Wasser und dergleichen von außen und eine Leckage von Schmieröl von innen zu verhindern. Ferner ist eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 10-50 Vol.% Mo-Metallphase, 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids aus W, Ti, Cr, Mo, V und dergleichen, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Dichtungsfläche von wenigstens einem Dichtungsring 54 des Paares von Dichtungsringen 54 ausgebildet.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Gleitflächendichtungsvorrichtung 53 mit vorzüglicherem Fresswiderstand und besserer Verschleißfestigkeit geschaffen werden. Es ist bevorzugt, eine Abdichtungsbehandlung mit einem durchtränkten Harz an einem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff durchzuführen, um ein Eindringen von Wasser und dergleichen durch Poren mit Luftdurchlässigkeit in einer thermisch gespritzten Membran hindurch zu verhindern. In Anbetracht von herkömmlichen Dichtungsringen, die aus Gusseisenwerkstoff mit hohem Cr-Gehalt gebildet sind, muss die oben genannte Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, eine Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Härte (HV 700 oder mehr) haben. Daher ist die oben genannte Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, vorzugsweise zum Beispiel eine Legierung auf Ni-Cr-Basis, die durch Legieren eines oder mehrerer Elemente gefertigt wird, die aus der Gruppe, bestehend aus Cr, Al, Si und Mo, ausgewählt sind, oder eine Legierung auf Fe-Basis, die durch Legieren eines oder mehrerer Elemente gefertigt wird, die aus der Gruppe, bestehend aus Cr, Ni, Al und Si, ausgewählt sind.
8 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Turboladervorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Eine Turboladervorrichtung 56 gemäß dieser Ausführungsform weist vor allem eine Turbinenwelle 57, ein Turbinenrad 58 und ein Kompressorrad 59, die durch die Turbinenwelle 57 miteinander verbunden sind, und eine Laufbuchse 61 auf, die zwischen der Turbinenwelle 57 und einer Lagerfläche eingesetzt ist, die an einem Mittelgehäuse (Stützkörper) 60 ausgebildet ist. Durch Drehen des Turbinenrades 58, das ein Abgas von einem Motor nutzt, dessen Darstellung nicht gezeigt ist, wird das Kompressorrad 59, das koaxial zu dem Turbinenrad 58 platziert ist, in Drehung versetzt, und eine große Menge an Luft wird von dem Kompressorrad 59 in eine Brennkammer des Motors geführt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 62 entsprechend einem der Werkstoffe 1–16 in Tabelle 1 als Film auf die äußere Umfangsfläche der Laufbuchse 61, die in Gleitkontakt mit einer an dem Mittelgehäuse 60 ausgebildeten Lagerfläche ist, und auf die innere Umfangsfläche der Laufbuchse 61 aufgebracht, die in Gleitkontakt mit der Turbinenwelle 57 ist, wie in 9(a) gezeigt ist. Mit dem Bezugszeichen 63 ist eine Ölzuführöffnung bezeichnet.
Gemäß dieser Ausführungsform kann, da ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 62 entsprechend einem der Werkstoffe 1–16 in Tabelle 1 als Film auf die äußere Umfangsfläche der Laufbuchse 61, die in Gleitkontakt mit einer an dem Mittelgehäuse 60 ausgebildeten Lagerfläche ist, und auf die innere Umfangsfläche der Laufbuchse 61 aufgebracht wird, die in Gleitkontakt mit der Turbinenwelle 57 ist, die Turboladervorrichtung 56 mit einem ausgezeichneten Fresswiderstand und einer guten Verschleißfestigkeit geschaffen werden.
Außerdem gibt es den Vorteil, dass die Verringerung der Schmierfähigkeit, die durch Fehlen von Pb und die Ansammlung von CuS bewirkt wird, und das Problem der Umweltverschlechterung, was Probleme bei herkömmlichen Laufbuchsen sind, die Pb enthalten, nicht auftreten.
Bei der Turboladervorrichtung 56 gemäß dieser Ausführungsform sind das Spiel zwischen der Turbinenwelle 57 und der Laufbuchse 61 und das Spiel zwischen der Laufbuchse 61 und dem Mittelgehäuse 60 jeweils genau bemessen, um die Flüssigkeitsschmierung mit einem Schmieröl bei Drehung mit hoher Geschwindigkeit sicherzustellen und daher eine große Änderung des Spiels zwischen der Laufbuchse 61 und der Turbinenwelle 57, die im Allgemeinen aus Stahl ist, und dem Mittelgehäuse 60, das aus Gusseisen ist, infolge der Differenz in der thermischen Expansion zu verhindern, was zur Verhinderung von Problemen, wie Fressen durch Erhöhung des Gleitwiderstandes und dergleichen, führt. Daher ist der Basiswerkstoff der Laufbuchse 61 gemäß der Erfindung auch vom wirtschaftlichen Standpunkt vorzugsweise Stahl, Gusseisen oder Sinterwerkstoff auf Fe-Basis mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,1-1,5 × 10^-5. Die Auswahl eines porösen Sinterwerkstoffs aus einer Legierung auf Fe-Basis, das ein Schmieröl enthält, als Basiswerkstoff der Laufbuchse 61 hat den Vorteil, dass die Adhäsion unter Anfangsbetriebsbedingungen, bei denen das Schmieröl nicht ausreichend zugeführt werden kann, sicher verhindert werden kann.
Wenn es schwierig ist, den oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 62 als Film auf der inneren Umfangsfläche der Laufbuchse 61 aufzubringen, ist es vorteilhaft, dass ein Thermospritzmembranwerkstoff 62' entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 als Film auf die äußere Umfangsfläche der Laufbuchse 61, die in Gleitkontakt mit einer an dem Mittelgehäuse 60 ausgebildeten Lagerfläche ist, und auf die äußere Umfangsfläche der Turbinenwelle 57 aufgebracht wird, die in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche der Laufbuchse 61 ist, wie in 9(b) gezeigt ist. Auch durch diese Gestaltung kann dieselbe Wirkung wie bei der oben genannten Ausführungsform erreicht werden.
10 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Motorventilvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Eine Motorventilvorrichtung 64 gemäß dieser Ausführungsform weist ein Ventil 65, das eine Brennkammer eines Motors, deren Darstellung nicht gezeigt ist, öffnet und schließt, und eine Ventilführung 67, die an einer gewünschten Stelle eines Zylinderkopfes 66 zum Führen der Bewegung des Ventils 65 eingebaut ist, außerdem einen Ventilsitz 68 und eine Ventilfeder 69, und einen Kipphebelarm, eine Nockenwelle, ein Nockenwellensteuerrad, einen Steuerriemen, ein Kurbelwellensteuerrad und dergleichen auf, deren Darstellung nicht gezeigt ist.
Das oben genannte Ventil 65 weist einen Ventilkopf 65a, eine Ventilfläche 65b, einen Ventilschaft 65c und ein Ventilschaftende 65d auf. Bei diesem Ventil ist ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 70 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 als Film auf der Oberfläche des Ventilschaftes 65c aufgebracht, der in Gleitkontakt mit der oben genannten Ventilführung 67 ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es natürlich auch möglich, eine Motorventilvorrichtung 64 mit einem ausgezeichneten Fresswiderstand und einer guten Verschleißfestigkeit zu schaffen, und außerdem kann Pb, das herkömmlich in großer Menge in den Basiswerkstoff der Ventilführung 67 beigemengt wird, reduziert oder weggelassen werden.
11 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Hauptteils einer Hydraulikkolbenpumpe mit geneigtem Plattenmodus nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Bei einer Hydraulikkolbenpumpe 71 mit geneigtem Plattenmodus gemäß dieser Ausführungsform sind eine Antriebswelle 72 und ein Zylinderblock 73 koaxial zueinander platziert, und ein Kolbenschuh 75 mit einem sphärischen Kopfabschnitt, der in das eine Ende eines Kolbens 74 eingreift, der sich mit dem Zylinderblock 73 dreht, kann in Kontakt mit einem Wippnocken 76 gleiten, die geneigt zu der Antriebswelle 72 platziert ist, um eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 74 in dem Zylinderblock 73 zu bewirken, und durch diese Bewegung wird der Druck eines Öls, das durch eine Saugöffnung 77a einer Ventilplatte 77 hindurch angesaugt wird, erhöht, um das Auslassen des Öls durch eine Auslassöffnung 77b der Ventilplatte 77 hindurch zu bewirken. Die Neigung des Wippnockens 76 wird durch Drehung entlang einer Kontaktfläche mit einer Schwinge 94 verändert, und dies wird für die Regulierung der Auslassmenge des Öls benutzt.
Hierbei sind wesentlich für die Erhöhung der Leistung der Hydraulikkolbenpumpe 71 mit geneigtem Plattenmodus die Erhöhung des Öldrucks und der Flussrate, und es ist wichtig, die Auslassmenge eines Hochdrucköls durch Verbesserung der Gleitfähigkeit zwischen dem Kolbenschuh 75 und dem Wippnocken 76 und durch Erhöhung des Neigungswinkels des Wippnockens 76 und des Kolbens 74 zu erhöhen. Daher wird gemäß der Ausführungsform ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 78 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 als Film auf die Kontaktfläche des Kolbenschuhs 75 aufgebracht, die in den 12(a) und (b) mit H bezeichnet ist. Dadurch ist eine Erhöhung der Leistung der Hydraulikkolbenpumpe 71 mit geneigtem Plattenmodus möglich. Mit dem Bezugszeichen 75a (79a) ist eine Ölzuführleitung bezeichnet, und mit dem Bezugszeichen 75b (79b) ist eine Ölschmiernut bezeichnet.
Auch im Falle einer Hydraulikkolbenpumpe mit Radialmodus (nicht gezeigt) kann die Leistung der Pumpe durch Aufbringen eines Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs 80 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 wie bei der Hydraulikkolbenpumpe mit geneigtem Plattenmodus als Film auf eine Kontaktfläche H' des Kolbenschuhs 79 (siehe 12(c)), auf eine Kontaktfläche eines Nockenringes (nicht gezeigt), der ein Kontakt gegenüber dem Kolbenschuh 79 ist, oder auf eine Kontaktfläche zwischen einem Zylinderblock und einem Kolbenbolzen (beide nicht gezeigt) erhöht werden. Auch bei einem Hydraulikkolbenmotor mit geneigtem Plattenmodus und einem Hydraulikkolbenmotor mit Radialmodus, welche denselben grundlegenden Aufbau wie die Hydraulikkolbenpumpe 71 mit geneigtem Plattenmodus und die Hydraulikkolbenpumpe mit Radialmodus gemäß den Ausführungsformen haben, können dieselben Wirkungen wie bei den Ausführungsformen gemäß der Erfindung erreicht werden.
13 zeigt eine (a) Ansicht zur Erläuterung der Struktur eines Hauptteils einer Hydraulikkolbenpumpe mit geneigtem Achsenmodus nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung, und (b) vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts Q aus 13(a).
Bei einer Hydraulikkolbenpumpe 81 mit geneigtem Achsenmodus gemäß dieser Ausführungsform ist ein Zylinderblock 83 geneigt zu einer Antriebswelle 82 platziert, und durch Antreiben der Antriebswelle 82 wird der Zylinderblock 83 mittels einer Kolbenstange 84, die an dem einen Ende einen sphärischen Kopfabschnitt aufweist, der in eine an dem Endabschnitt 82a in der Form einer Scheibe der Antriebswelle 82 ausgebildete sphärische Ausnehmung eingreift, und eines mit der Kolbenstange 84 in Eingriff stehenden Kolbens 85 um die Mittelachse S einer mittleren Welle 86 gedreht, um eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 85 in dem Zylinderblock 83 zu bewirken, und dadurch wird der Druck eines Öls, das durch eine Ansaugöffnung 87a einer Ventilplatte 87 hindurch gesaugt wird, erhöht, um ein Auslassen des Öls durch eine Auslassöffnung 87b der Ventilplatte 87 hindurch zu bewirken.
Die Gleitgeschwindigkeit an der sphärischen Stelle des sphärischen Kopfabschnitts der oben genannten Kolbenstange 84 und der mittleren Welle 86 ist so extrem gering wie 0,1 m/s oder weniger, und die Schmierungsbedingungen an dieser Kontaktfläche tendieren zur Grenzschmierung, so dass herkömmlich das Problem der Tendenz zur Erzeugung von Lärm auftritt. Daher ist bei dieser Ausführungsform ein Thermospritzmembranwerkstoff 88 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 als Film an der sphärischen Stelle des sphärischen Kopfabschnitts der Kolbenstange 84 und der mittleren Welle 86 aufgebracht (siehe 13(b)). Mit dieser Anordnung ist es möglich, vorher die Erzeugung von Lärm zu verhindern, was ein herkömmliches Problem ist. Die Erzeugung von Lärm kann wie bei dieser Ausführungsform auch durch Aufbringen des oben genannten Thermospritzmembrankontaktwerkstoffs 88 als Film auf die sphärische Stelle der sphärischen Ausnehmung des Endabschnitts 82a in der Form der Scheibe der Antriebswelle 82 vorher verhindert werden.
14 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung nach einer achten Ausführungsform der Erfindung.
Eine Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung 89 gemäß dieser Ausführungsform weist einen Keil 91, der einen Druck von einem Hydraulikzylinder 90 (Druckerzeugungsmittel) aufnimmt, und ein Paar Keilführungen 92 auf, zwischen denen der Keil 91 platziert ist. Dadurch, dass der Keil 91 durch Antreiben des Hydraulikzylinders 90 gegen die Keilführungen 92 gleiten kann, wird der Druck von dem Hydraulikzylinder 90 über die Keilführungen 92 in eine sich in Querrichtung ausbreitende Kraft umgewandelt, so dass Gesteinsmassen von dieser Kraft gebrochen werden können, um einen Steinspaltungsvorgang zu bewirken.
Bei der so strukturierten Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung 89 wird ein Thermospritzmembrankontaktwerkstoff 93 entsprechend einem der Werkstoffe Nr. 1-16 in Tabelle 1 als Film auf eine Kontaktfläche des Keils 91 oder der Keilführungen 92 aufgebracht. Dadurch kann eine größere Gesteinsmassenbrechkraft erreicht werden, und die Betriebskosten können beachtlich reduziert werden.
Als nächstes werden mit Bezug auf die Zeichnung spezielle Beispiele der Erfindung erläutert.
(Beispiel 1)
[Lagertest 1: Auswertung verschiedener harter Membranen von mehrschichtigen Lagerachsen]
In diesem Beispiel wurde ein Lagertest zwischen verschiedenen mehrschichtigen Lagerachsen, die mittels Durchführung von Induktionsvergütung (180°C × 1 h), Oberflächenhärte HRC 60) an der äußeren Umfangsfläche einer S55C Lagerachse erreicht wurden, und der Lagerbuchse (S45C Blockwerkstoff), die in 15 gezeigt ist, durchgeführt, um die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung der unterschiedlich harten Membranwerkstoffe zu prüfen. Die oben genannten unterschiedlich harten Membranwerkstoffe sind insgesamt sieben Werkstoffe aus TiC, TiN, CrN, DLC (diamantartiger Kohlenstoff), Cr-Beschichtung, WC20Cr7Ni und Mo-Metall. An der inneren Umfangsfläche (Kontaktfläche) der Lagerbuchse wurde ein Induktionsvergütungsbehandlung (160°C × 1 h) durchgeführt, und die Härte der inneren Umfangsfläche wurde auf HV 600 (HRC 55) gesteuert. Bei diesem Lagertest wurden verschiedene mehrschichtige Lagerachsen mit einer durchschnittlichen Gleitgeschwindigkeit von 0,55 m/min bei einem hohen Schwenkwinkel (160°) geschwenkt, wobei die angenommenen Bedingungen die Schmierfähigkeit extrem verschlechtern, und die Schmierungsbedingung ist am Anfang nur das Aufstreichen von im Handel verfügbarem Li-Fett. Die Flächenpressung wurde nach jeweils 2000 Mal Schwenken um 25 kgf/cm² zu der gegebenen Flächenpressung der verschiedenen mehrschichtigen Lagerachsen erhöht, und die Flächenpressung wurde, bevor der Reibungskoeffizient 0,3 überschreitet, als die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung ausgewertet. Die Ergebnisse sind in 16 gezeigt. Wie aus 16 ersichtlich, ist ein Mo-Metall am günstigsten als eine Adhäsionswiderstandssubstanz, darauf folgend sind Nitride von TiN und CrN günstig, und diesem als nächstes ist TiC als eine Adhäsionswiderstandssubstanz günstig.
Ferner wurden Tests desselben Objekts wie für den oben genannten Lagertest durchgeführt, wobei verschiedene mehrschichtige Lagerachsen, die durch Bilden einer Zn-Phosphatformationsmembran, Mn-Phosphatformationsmembran, Cr-Beschichtungsmembran, Zn-Thermospritzmembran, Zn-Thermospritzmembran mit 20 Gew.% Al – 1 Gew.% Cu – 0,3 Gew.% Mg, WC-Plasmathermospritzmembran mit 20 Gew.% Cr – 7 Gew.% Ni, bzw. Mo-Metall (99% Mo)-Plasmathermospritzmembran an der oben genannten Lagerachse (Oberflächenhärte: HRC 55) erreicht wurden, anstelle der oben genannten verschiedenen mehrschichtigen Lagerachsen verwendet wurden, und eine Lagerbuchse aus einem normierten Werkstoff von etwa HRC 25 an der inneren Umfangsfläche, an der keine Induktionsvergütung durchgeführt wurde, wurde anstelle der oben genannten Lagerbuchse (S45C, Härte der inneren Umfangsfläche: HRC 55) verwendet, und ferner wurde der jeweilige Schwenkwinkel auf 10° geändert, und die durchschnittliche Gleitgeschwindigkeit wurde auf 0,05 m/min geändert. Die Ergebnisse sind in 17 gezeigt.
Wie aus 17 ersichtlich, wird das Fressen in der Mn-Phosphatmembran, Cr-Beschichtung und WC-20Cr7Ni-Thermospritz membran (etwa HV 850) unter einer Flächenpressung von 100 kgf/cm² überwacht. Selbst WC-20Cr7Ni, das 45 Vol.% WC enthält, was im Kohäsionswiderstand als ausgezeichnet gilt, zeigte nicht den erwarteten Kohäsionswiderstand. Es besteht die Möglichkeit, dass dies auf ein Problem zurückzuführen ist, dass die Schmierfähigkeit nur mit dem Fetten im Anfangsstadium nicht sichergestellt ist, jedoch ist dies weiter auf die schlechte Eigenschmierung von WC zurückzuführen. Im Gegensatz dazu bewirkt die Mo-Thermospritzmembran kein Fressen bis etwa 1250 kgf/cm², während ein extrem geringer Reibungskoeffizient beibehalten wird. Obwohl sie aus hartem Werkstoff mit HV 550-750 ist, greift die Mo-Thermospritzmembran kaum einen Lagerbuchsenwerkstoff (normierter Werkstoff S45C) als ein Gegenkontakt an. Es wurde herausgefunden, dass der Grund dafür ist, dass (1) Mo selbst extrem ausgezeichnet in der Eigenschmierung ist, obwohl Poren von etwa 5 Vol.% in einer Membran enthalten sind, und dass infolge der chemischen Analyse dieser Thermospritzmembran (2) ein Mo-Oxid, das als Festschmierstoff arbeitet, in großer Menge verteilt ist (Sauerstoff: 0,93 Gew.%). Der Kohäsionswiderstand einer gesinterten Thermospritzmembran kann durch Verteilen einer Mo-Metallphase in einer gesinterten WC-10Cr10Ni-Thermospritzmembran verbessert werden, in der 10 oder 20 Gew.% Mo-Metallphase verteilt wurde, und diese gesinterte Thermospritzmembran wird in geeigneter Weise als Film auf eine Kontaktfläche des Drucklagers und der Gleitflächendichtung aufgebracht.
Da die Mo-Metall-Thermospritzmembran wie oben beschrieben hart ist, ist sie auch ausgezeichnet im Widerstand gegen Verschleiß durch Eindringen von Erdboden und Sand an eine Kontaktfläche, und eine extrem gute Verbindungsvorrichtung kann durch Kombinieren einer mehrschichtigen Lagerachse, an der eine Mo-Metall- Thermospritzmembran ausgebildet ist, mit einer Lagerbuchse aus einem ölhaltigen porösen Sinterwerkstoff auf Eisenbasis, der in seiner Struktur kostengünstiges Martensit enthält (siehe zweite Ausführungsform der Erfindung), erzeugt werden. Aus den Ergebnissen des oben genannten Lagertests (siehe 16) wird festgestellt, dass eine mehrschichtige Lagerachse, an der eine Nitrid-Membran ausgebildet ist, auch bevorzugt ist, jedoch ist deren Fresswiderstand im Vergleich zu einer Mo-Thermospritzmembran geringer, und die Dicke deren Membran kann nicht mehrere μm überschreiten, wodurch erwartet wird, dass keine lange Lebensdauer erreicht werden kann, wenn Erdboden und Sand eindringen. Daher ist auch eine Ausführungsform bevorzugt, die eine mehrschichtige Lagerachse, an der eine Nitrid-Membran ausgebildet ist, mit einem kostengünstigen porösen ölhaltigen Sinterlager kombiniert. Ferner kann auch eine verbesserte ausgezeichnete Fresswiderstandswirkung durch eine Thermospritzmembran aus Zn oder einer Legierung auf Zn-Basis erreicht werden.
(Beispiel 2)
[Lagertest 2: Untersuchung einer Legierungsphase in einer thermisch gespritzten Membran]
In diesem Beispiel wurden Cu-10Sn, Cu-30Zn, Cu-63Zn, Fe-0,6C-7Al-22Cu-Legierung und Fe20Ni10Al-Legierungspulver in Mengen von 95, 90, 80, 70, 50, 20 und 5 Gew.% zusätzlich zu Cu und Ni Metallen in Mo-Metall gemischt, um ein gemischtes Thermospritzpulver herzustellen, welches an derselben Lagerachse wie in Beispiel 1 thermisch aufgespritzt wurde, um eine Thermospritzmembran mit einer Dicke von 0,2 mm zu bilden. Verschiedene mehrschichtige Lagerachsen wurden somit erreicht, deren Oberflächenrauheit auf 3 μm oder weniger gesteuert wurde. 0,7 Gew.% eines Graphitpulvers (durchschnittliche Partikelgröße: 6 μm, Ronza KS6) wurde mit einem 4600 Eisenpulver von #100 mesh oder weniger gemischt, um ein Mischpulver zu erreichen, mit dem ein organisches Schmiermittel (Acrawax) in einer Menge von 0,7 Gew.% beigemengt und gemischt wurde, und die Mischung wurde unter einem Formpressdruck von 5 t/cm² geformt, dann Vakuumsintern mit 1150°C für 2 Stunden, dann Abschrecken mit N₂-Gas, und einer Temperbehandlung mit 200°C für 1 Stunde, weiter einer Ölbeimengungsbehandlung, und dann der mechanischen Bearbeitung ausgesetzt, um eine Lagerbuchse mit derselben Form wie der Lagerbuchse, die in 15 gezeigt ist, zu erreichen. Die Oberflächenrauheit der inneren Umfangsfläche der Lagerbuchse wurde mit etwa 3 μm durch Drehen an einer Drehmaschine abgeschlossen. Die ölhaltige Schmiermittelzusammensetzung enthält 5 Gew.% mikrokristallines Wachs und Fahrzeuggetriebeschmiermittel (75W/90, S-Beimengung in Hochdruckadditiv: 0,8 Gew.%), und die Ölbeimengungsbehandlung wurde mittels Durchtränken des Sinterkörpers in einer Schmiermittelzusammensetzung durchgeführt, welche durch Erhitzen auf 120°C unter reduziertem Druck verflüssigt wurde. Andererseits waren die Gleitbedingungen dieselben wie jene bei der Behandlung der Mo-Metall-Thermospritzmembran in Beispiel 1 (jeweiliger Schwenkwinkel: 10°, durchschnittliche Gleitgeschwindigkeit: 0,05 m/min).
18 zeigt die Ergebnisse des Lagertests der oben genannten Ausführungsform, und wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich ist, beginnt die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung sich deutlich bei 10 Gew.% oder mehr der Beimengung an Mo-Metall und etwa 50 Gew.% Mo zu verbessern, deren Verbesserungswirkung beginnt gesättigt zu sein und nähert sich der ausgezeichneten Fresswiderstandsgrenzflächenpressung von Mo-Metall an. Ein günstigerer Kontaktwerkstoff wird durch Auswählen von Legierungsphasen auf Kontaktwerkstoff-Basis, wie Legierungen auf Cu-Sn-Basis, Cu-Zn-Basis und dergleichen, im Vergleich zu Cu, Ni erreicht, und weiter wurde herausgefunden, dass ein günstigerer Kontaktwerkstoff durch Auswählen einer Legierung auf Fe20Ni10Al-Basis erreicht wird. Jedoch ist dies auf ein beachtliches Härten infolge der Trennung und Ausscheidung von zwei Schichten einer geordneten Fe₃Al- oder FeAl-Phase zurückzuführen, wie in JP-A 9-49006 und JP-A 2002-180216 offenbart ist. In diesem Beispiel ist die Fressgrenze selbst unter 1300 kgf/cm² nicht erreicht, wenn die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung mit derjenigen der Mo-Metall-Thermospritzmembran (siehe 17) gemäß Beispiel 1 verglichen wird, und Gründe dafür sind, dass (1) eine Lagerbuchse aus einem Sinterwerkstoff auf Eisen-Basis von geringem Young's Modul ist, und dass (2) die Schmierfähigkeit an einer Kontaktfläche dadurch weiter erhöht wird.
(Beispiel 3)
[Reibungsverschleißtest mit konstanter Geschwindigkeit]
In diesem Beispiel wurden die verschiedenen Thermospritzmembranwerkstoffe, die in Beispiel 2 behandelt wurden, in dem die Menge der Mo-Metallphase 3, 5, 10, 20, 30, 40 und 100 Gew.% in einer Cu-10Sn-Legierung war, an einer Kontaktfläche eines in 19 gezeigten Probestücks thermisch aufgespritzt, und der Fresswiderstand der verschiedenen Thermospritzmembranwerkstoffe wurde unter der Bedingung einer Tropfenschmierung durch einen konstanten Reibungsverschleißtester geprüft. Bezüglich der Gleittestbedingungen wurde eine Karburierungsvergütungsbehandlung an SCM415 durchgeführt, die Oberflächenhärte wurde auf HRC 60 gesteuert, und die Oberflächenrauheit wurde auf 3 μm oder weniger gesteuert. Die vorbereitete Drehscheibe wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s gedreht, während #10 Motoröl, das auf 60°C erhitzt wird, mit einer Rate von 5 cm³/min an der vorderen Fläche des Gleitprobestücks aufgetropft wurde, um diese zu schmieren. Während dieses Vorgangs wurden der Reibungskoeffizient und die Abtragungsmenge in diesem Moment gemessen. In dem Falle, dass keine Abnormität während 5 Minuten unter gegebener Flächenpressung auftritt, wurde der Vorgang des Erhöhens der Flächenpressung bei einer Einheit von 25 kgf/cm² wiederholt, und die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung oder eine ungewöhnlich starke verschleißerzeugende Grenzflächenpressung wurde geprüft. Als vergleichbare Werkstoffe wurden ein Bleibronze-Blockkontaktwerkstoff (LBC4) und besonders hochfestes Messung (P31C) verwendet.
Wie aus 20 ersichtlich, welche die Ergebnisse dieses Reibungsverschleißtests mit konstanter Geschwindigkeit zeigt, wird die Fresswiderstandsgrenzflächenpressung mit einer Beimengung von 5 Gew.% Mo oder mehr deutlich verbessert, und die untere Grenze der Mo-Metallphase ist 5 Gew.%, bevorzugter 10 Gew.%, und mit einer Menge an Mo von 50 Gew.% ist deren Verbesserungswirkung gesättigt, die Flächenpressung nähert sich der ausgezeichneten Fresswiderstandsgrenzflächenpressung von Mo-Metall an, und die obere Grenze der Beimengung von Mo ist vom wirtschaftlichen Standpunkt vorzugsweise 50 Gew.%.

Claims

Thermospritzmembrankontaktwerkstoff, aufweisend eine Mo-Metallphase, oder 5 Vol.% oder mehr einer Mo-Metallphase und eine Metallphase und/oder eine Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei ein Sonderkarbid, das aus wenigstens einem oder mehreren Elementen zusammengesetzt ist, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo und V, ausgewählt sind, in einer Menge von 10-50 Vol.% enthalten ist.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei harte Partikel aus intermetallischen Zusammensetzungen, wie Mo-Fe, Al-Fe, Ti-Fe und dergleichen, Nitriden, wie TiN, CrN, Si₃N₄ und dergleichen, und/oder Oxiden, wie NiO, Cu₂O, CoO, TiO₂, SiO₂, Al₂O₃ und dergleichen, die härter als die Mutterphase sind, in einer Menge von 10 Vol.% oder weniger verteilt sind.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei Sauerstoff in einer Menge von 0,1-3,0 Gew.% in der Mo-Metallphase enthalten ist, um ein Mo-Oxid zu bilden.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Fe-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 0,8 Gew.% oder weniger C und 10-40 Gew.% Cu und ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Mn, Ni, Cr und Mo, ausgewählt sind, in einer Menge von 5 Gew.% oder weniger enthält.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Fe-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 2-16 Gew.% Al, das eine geordnete Fe₃Al-Phase bildet, und ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus 10-40 Gew.% Cu, 0,8 Gew.% oder weniger C, 30 Gew.% oder weniger Ni+Co, 1,5 Gew.% oder weniger P, und 5 Gew.% oder weniger Mn+Cr+Mo, ausgewählt sind.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Bronze-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 5-15 Gew.% Sn enthält, oder wenigstens 5-15 Gew.% Sn und ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus P, Pb, Ti, Ni, Si, Al, Mn, Fe und Zn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält.
Thermospritzmembrankontaktmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Cu-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 2-10 Gew.% Sn und 2-14 Gew.% Al, ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti, P und Zn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger und eine Beta-Phase auf Cu-Al-Basis in deren Struktur enthält.
Thermospritzmembrankontaktmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Cu-Zn-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 10-35 Gew.% Zn und ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti und Sn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger enthält.
Thermospritzmembrankontaktmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Cu-Zn-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens 35-65 Gew.% Zn, ferner ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Si, Fe, Ni, Co, Mn, Ti und Sn, ausgewählt sind, in einer Menge von 10 Gew.% oder weniger und eine Beta-Phase auf Cu-Zn-Basis und/oder eine Gamma-Phase in deren Struktur enthält.
Thermospritzmembrankontaktmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Ni-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens Cr+Al+Si+Ti in einer Menge von 50 Gew.% oder weniger enthält.
Thermospritzmembrankontaktmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallphase und/oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Cu und Zn, ausgewählt sind, aus einer Legierung auf Zn-Basis zusammengesetzt ist, die wenigstens ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe, bestehend aus Al, Cu, Mg, Sn, Sb, Ti, Fe und Ni, ausgewählt sind, in einer Menge von 30 Gew.% oder weniger enthält.
Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach Anspruch 1, wobei ein Festschmierstoff, wie Graphit, CaF₂, MoS₂ und dergleichen, in einer Menge von 5-30 Gew.% enthalten ist.
Kontaktelement, an dem eine Kontaktfläche eines Kontaktteilbasiswerkstoffs einer Vorrichtung mit einem drehbaren und/oder linearen Kontaktmechanismus aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 geformt ist.
Kontaktelement nach Anspruch 14, wobei eine Grundmembran, die aus Ni oder einer Legierung auf Ni-Basis oder aus Cu oder einer Legierung auf Cu-Basis zusammengesetzt ist, an dem Kontaktteilbasiswerkstoff ausgebildet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 14, wobei Poren in dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff mit einem Schmieröl, einer Schmiermittelzusammensetzung aus einem Schmieröl und Wachsen, oder mit Wachsen gefüllt sind.
Kontaktelement nach Anspruch 16, wobei der Kontaktteilbasiswerkstoff aus einem porösen Sinterwerkstoff gebildet ist und Poren in dem porösen Sinterwerkstoff mit einem Schmieröl, einer Schmiermittelzusammensetzung aus Schmieröl und Wachsen, oder mit Wachsen gefüllt sind.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil eine Lagerbuchse, ein Lagerbolzen, ein Drucklager, eine Laufbuchse oder ein Raupenkettenbolzen ist, die bei Arbeitsgeräten, Aufhängungen, Fahrzeugkarosserie-Kupplungsvorrichtungen, Raupenkettenfördersystemen und dergleichen verwendet werden.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil eine Rollenachse, eine Rolle, eine Rollenbuchse oder eine Druckbuchse ist, die in einer Rollenvorrichtung eines Raupenkettenfördersystems verwendet werden.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil eine Gleitflächendichtung ist, die zur Ölabdichtung einer Rollenvorrichtung eines Reduktionsgetriebes oder eines Raupenkettenfördersystems verwendet wird.
Kontaktteil nach Anspruch 20, wobei Poren in dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff mit einer Dichtungsmasse imprägniert sind.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil eine Laufbuchse oder eine Turbinenwelle ist, die in einem Turbolader verwendet wird.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil ein Motorventil ist.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil ein Zylinderblock, eine Ventilplatte, ein Wippnocken, eine Schwinge, ein Kolben, ein Kolbenschuh, ein Nockenring, ein Kolbenbolzen, eine Kolbenstange oder eine Antriebswelle ist, die in einer Hydraulikkolbenpumpen- und/oder einer Hydraulikkolbenmotorvorrichtung verwendet werden.
Kontaktteil nach Anspruch 24, wobei Poren in dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff mit einer Dichtungsmasse imprägniert sind.
Kontaktteil mit einer Kontaktfläche, die aus dem Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 gebildet ist, wobei das Kontaktteil ein Keil oder eine Keilführung ist, die in einer Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung verwendet werden.
Verbindungsvorrichtung, die ein Maschinenbauelement an der einen Seite mit einem Maschinenbauelement an der anderen Seite verbindet, das über eine Stützachse, die von dem Maschinenbauelement an der einen Seite abgestützt wird, und eine Lagerbuchse platziert ist, die mit der Stützachse außen gekuppelt ist, so dass diese Elemente gemeinsam schwenkbar oder drehbar sind, oder die ein Maschinenbauelement an der einen Seite mit einem Maschinenbauelement an der anderen Seite verbindet, das über eine Stützachse, die von dem Maschinenbauelement an der einen Seite abgestützt wird, und eine Lagerbuchse platziert ist, die mit der Stützachse außen gekuppelt ist, so dass diese Elemente gemeinsam schwenkbar oder drehbar sind, und die ein Drucklager aufweist, welches die zwischen dem Maschinenbauelement an der einen Seite und dem Maschinenbauelement an der anderen Seite wirkende Druckbelastung trägt und absichert, wobei eine oder mehrere von der Stützachse, der Lagerbuchse und dem Drucklager aus dem Kontaktelement nach Anspruch 14 als ein Teil bildender Werkstoff hergestellt sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Stützachse aus dem Kontaktelement nach Anspruch 14 als ein Teil bildender Werkstoff hergestellt ist, und die Lagerbuchse aus einem Sinterwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-C-Basis, Fe-C-Cu-Basis oder Cu-Sn-Basis mit einem Poren-Gehalt von 5-30 Vol.% gebildet ist, in welchem die Poren mit einem Schmieröl oder einer Schmiermittelzusammensetzung gefüllt sind, oder aus einem Sinterwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-C-Basis, Fe-C-Cu-Basis oder Cu-Sn-Basis mit einem Poren-Gehalt von 5-30 Vol.% gebildet ist, in welchem die Poren mit einem Schmieröl oder einer Schmiermittelzusammensetzung gefüllt sind und ein Festschmierstoff darin verteilt ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Lagerbuchse aus einem porösen Sinterkontaktwerkstoff aus einer Legierung auf Fe-Basis gebildet ist, der wenigstens 2-16 Gew.% Al, das eine geordnete Fe₃Al-Phase bildet, und ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus 10-40 Gew.% Cu, 1,5 Gew.% oder weniger C, 20 Gew.% oder weniger Ni und 1,5 Gew.% oder weniger P, ausgewählt sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Lagerbuchse aus einem porösen Sinterkontaktwerkstoff aus einer Legierung auf Cu-Basis gebildet ist, der wenigstens 2-10 Gew.% Sn und 2-14 Gew.% Al und ferner eine Beta-Phase auf Cu-Al-Basis in dessen Struktur enthält.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 27, wobei eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 5-50 Vol.% einer Mo-Metallphase und 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids, das aus wenigstens einem oder mehreren Elementen zusammengesetzt ist, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo und V, ausgewählt sind, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Kontaktfläche des Drucklagers ausgebildet ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 27, die als ein Verbindungsmittel an einer Verbindungsstelle eines Raupenkettengliedes einer unteren Raupenketten-Struktur, einer Rolle der unteren Struktur, einer die Karosserie einer Planierraupe abstützenden Ausgleichvorrichtung, und einer Aufhängungsvorrichtung eines Muldenkippers, und dergleichen verwendet wird.
Turboladervorrichtung mit einer Laufbuchse, die zwischen einer an einem Stützkörper ausgebildeten Lagerfläche und einem Achsabschnitt einer Turbine eingesetzt ist, wobei der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 als Film auf der äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche der Laufbuchse, oder auf der äußeren Umfangsfläche der Laufbuchse und der äußeren Umfangsfläche des Achsabschnitts der Turbine ausgebildet ist.
Motorventilvorrichtung, die aus einem Ventil, das eine Brennkammer eines Motors öffnet und schließt, und einer Ventilführung gebildet ist, welche die Bewegung des Ventils führt, wobei der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 als Film auf einer die Ventilführung kontaktierenden Kontaktfläche des Ventils ausgebildet ist.
Hydraulikkolbenpumpen- und/oder Hydraulikkolbenmotorvorrichtung, wobei wenigstens ein Kontaktteil nach Anspruch 24 einbezogen ist.
Gesteinsmassenbrechkeilvorrichtung, aufweisend einen Keil, der einen Druck von einem Druckerzeugungsmittel aufnimmt, und ein Paar Keilführungen, zwischen denen der Keil platziert ist, wobei der Keil durch Antreiben der Druckerzeugungsmittel gegen die Keilführungen gleiten kann, um den Druck von den Druckerzeugungsmitteln über die Keilführungen in eine sich in Querrichtung ausbreitende Kraft umzuwandeln, und Gesteinsmassen von der sich in Querrichtung ausbreitenden Kraft gebrochen werden, um einen Steinspaltungsvorgang durchzuführen, wobei der Thermospritzmembrankontaktwerkstoff nach einem der Ansprüche 1-13 als Film auf einer Kontaktfläche des Keils oder der Keilführungen ausgebildet ist.
Gleitflächendichtungsvorrichtung, wobei eine thermisch gespritzte Membran, die aus wenigstens 5-50 Vol.% einer Mo-Metallphase und 10-50 Vol.% eines Sonderkarbids, das aus wenigstens einem oder mehreren Elementen zusammengesetzt ist, die aus der Gruppe, bestehend aus W, Ti, Cr, Mo und V, ausgewählt sind, und einer Metallphase oder Legierungsphase, die ein oder mehrere Elemente enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cr, Cu, Co und Fe, ausgewählt sind, in der übrigen Menge zusammengesetzt ist, an einer Dichtungsfläche ausgebildet ist.