DE102009019601B3

DE102009019601B3 - Layer composite material for sliding elements and for plain bearings, particularly crankshaft bearing, camshaft bearings or connecting rod bearings, comprises primary layer made from copper alloy or aluminum alloy

Info

Publication number: DE102009019601B3
Application number: DE102009019601A
Authority: DE
Inventors: Klaus Staschko
Original assignee: Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Current assignee: Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2029-05-01

Abstract

A layer composite material comprises a primary layer made of copper alloy or an aluminum alloy, where the primary layer is applied on surface of a sliding element. A sliding layer is directly applied on the primary layer. The sliding layer includes 85-99.5 vol.% of copper or copper alloy and 0.5-15 vol.% of solid lubricant particle with a Moh's hardness of 2 and a grain size of 10mu m. A running-in layer is additionally applied on the sliding layer. An independent claim is included for a method for producing layer composite material, which involves introducing sliding element and applying primary layer on surface of the sliding element in aqueous electrolytes, where the sliding layer is deposited through electrolysis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente, insbesondere Gleitlager, umfassend eine auf die Oberfläche eines Gleitelements aufgebrachte Grundschicht aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung und eine auf die Grundschicht aufgebrachte Gleitschicht, wobei die Gleitschicht 0,5–15 Vol.-% Feststoffschmierpartikel mit einer Mohs-Härte ≤ 2 und einer Korngröße ≤ 10 μm und keine Hartstoffpartikel mit einer Mohs-Härte ≥ 9 enthält. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Schichtverbundwerkstoffes sowie Verwendungen desselben.The The invention relates to a layer composite material for sliding elements, in particular slide bearing, comprising a on the surface of a Sliding element applied base layer of a copper or aluminum alloy and a slip layer applied to the base layer, wherein the Slip layer 0.5-15 Vol .-% solid lubricant particles with a Mohs hardness ≤ 2 and a Grain size ≤ 10 μm and none Hard material particles with a Mohs hardness ≥ 9 contains. Furthermore, the Invention to a method for producing this composite layer material and uses thereof.

Gleitelemente, die mechanischen Beanspruchungen in Form von Reibung ausgesetzt sind, beispielsweise Gleitlager für Verbrennungsmotoren, müssen über gute Gleiteigenschaften, ausreichende Härte, geringe Freßneigung und eine ausreichende Verschleißbeständigkeit sowie hohe Korrosionsbeständigkeit verfügen. Dazu können Gleitelemente, insbesondere deren Laufflächen, mit Gleitbeschichtungen aus Metallen oder Metallegierungen versehen werden. Diese Beschichtungen sollen einerseits eine ausreichende Duktilität aufweisen und eine geringe Versprödungsneigung zeigen, insbesondere unter Belastung und bei höheren Temperaturen, und andererseits über eine hohe innere Festigkeit verfügen, um den Belastungen Stand zu halten.Sliding elements, exposed to mechanical stresses in the form of friction are, for example, plain bearings for internal combustion engines, have good Sliding properties, sufficient hardness, low tendency to eat and a sufficient wear resistance as well as high corrosion resistance feature. Can do this Sliding elements, in particular their running surfaces, with sliding coatings made of metals or metal alloys. These coatings On the one hand should have sufficient ductility and a low embrittlement show, especially under load and at higher temperatures, and on the other hand via a have high internal strength, to withstand the stresses.

In der DE 197 54 221 A1 ist ein Schichtverbundwerkstoff beschrieben, dessen galvanisch aufgebrachte Gleitschicht unabhängig vom Kupfergehalt auch bei höheren Temperaturen keine Versprödung zeigt, wobei der Schichtverbundwerkstoff eine Gleitschicht mit 8–30 Gew.-% Kupfer, 60–97 Gew.-% Zinn und 0,5–10 Gew.-% Kobalt aufweist.In the DE 197 54 221 A1 is a layer composite material described, the electroplated sliding layer, regardless of the copper content, even at elevated temperatures shows no embrittlement, wherein the layer composite has a sliding layer with 8-30 wt .-% copper, 60-97 wt .-% tin and 0.5-10 wt .-% cobalt.

Die EP 0 882 145 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Schichtwerkstoffen für Gleitlager mit einem Stahlrücken und einer Bronzeschicht, auf der galvanisch nacheinander eine binäre Schicht auf Blei- oder Zinn-Basis und eine Einlaufschicht auf Molybdänbasis abgeschieden wird, wobei nach der Abscheidung der binären Schicht und vor der Abscheidung der Einlaufschicht eine anodische Aktivierung mindestens einer Oberflächenschicht der binären Schicht durchgeführt wird.The EP 0 882 145 B1 describes a method for the production of layer materials for plain bearings with a steel backing and a bronze layer on which a tin-based binary layer and a molybdenum-based enema layer are deposited in succession, wherein after the deposition of the binary layer and before deposition Run-in layer, anodic activation of at least one surface layer of the binary layer is performed.

In der DE 197 28 777 A1 wird ein Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager beschrieben, dessen Gleitschicht aus einer bleifreien, Zinn und Kupfer aufweisenden Legierung besteht, wobei der Kupferanteil 3 bis 20 Gew.-% und der Zinnanteil 70–97 Gew.-% beträgt. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit dieser Gleitschicht wird vorgeschlagen, Hartstoffteilchen aus Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Diamant, Titandioxid und/oder Siliziumcarbid in die Gleitschicht einzulagern.In the DE 197 28 777 A1 describes a layer composite material for plain bearings, the sliding layer consists of a lead-free, tin and copper-containing alloy, wherein the copper content is 3 to 20 wt .-% and the tin content 70-97 wt .-%. To improve the wear resistance of this sliding layer is proposed to store hard particles of aluminum oxide, silicon nitride, diamond, titanium dioxide and / or silicon carbide in the overlay.

Die DE 10 2007 028 215 A1 beschreibt Gleitelemente und Verfahren zu deren Herstellung, wobei Metall oder eine Metallegierung elektrolytisch in mindestens zwei Schritten auf einem Gleitelement abgeschieden wird, wobei der erste Schritt bei einer unüblich hohen Stromdichte erfolgt, um eine Mikrostrukturierung der ersten Schicht zu erzeugen. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit können auch bei dieser Mehrschichtanordnung Hartstoffteilchen in die Metallschichten eingelagert werden.The DE 10 2007 028 215 A1 describes sliding members and methods of making the same, wherein metal or a metal alloy is deposited electrolytically in at least two steps on a sliding member, the first step occurring at an unusually high current density to produce a microstructure of the first layer. To increase the wear resistance, hard material particles can also be incorporated into the metal layers in this multilayer arrangement.

Mit diesen Beschichtungen kann insbesondere die Belastbarkeit und die Verschleißfestigkeit von Gleitlagern verbessert werden. Die Gleiteigenschaften und die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, wie sie während des Betriebs häufig auftreten, sind jedoch noch verbesserungsbedürftig.With These coatings can in particular the load capacity and the wear resistance be improved by plain bearings. The sliding properties and the Strength at elevated Temperatures as they were during of the operation frequently occur, but are still in need of improvement.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente bereitzustellen, der hervorragende Gleiteigenschaften und hohe Festigkeiten bei erhöhten Temperaturen bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit, ausreichender Härte und geringer Freßneigung aufweist.Of the The present invention is therefore based on the object, a layer composite material for sliding elements to provide the excellent sliding properties and high strength at elevated Temperatures with high corrosion resistance, sufficient hardness and low tendency to eat having.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente, umfassend eine auf die Oberfläche eines Gleitelements aufgebrachte Grundschicht aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung und eine unmittelbar auf die Grundschicht aufgebrachte Gleitschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht 85–99,5 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Gleitschicht, Kupfer oder Kupferlegierung und 0,5–15 Vol.-% Feststoffschmierpartikel mit einer Mohs-Härte ≤ 2 und einer Korngröße ≤ 10 μm umfaßt und keine Hartstoffpartikel mit einer Mohs-Härte ≥ 9 enthält.According to the invention this Task solved by a layer composite material for sliding elements, comprising one on the surface of a sliding element applied base layer of a copper or aluminum alloy and one directly on the base coat applied sliding layer, characterized in that the sliding layer 85-99.5 Vol .-%, based on the total volume of the sliding layer, copper or copper alloy and 0.5-15 Vol .-% solid lubricant particles having a Mohs hardness ≤ 2 and a particle size ≤ 10 microns and none Hard material particles with a Mohs hardness ≥ 9 contains.

Weiter wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Gleitelemente, bei dem

(a) ein Gleitelement, umfassend eine auf die Oberfläche des Gleitelements aufgebrachte Grundschicht aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung in einen wässrigen Elektrolyten eingebracht wird, der Kupfer in Ionenform, Feststoffschmierpartikel mit einer Mohs-Härte ≤ 2 und einer Korngröße ≤ 10 μm und keine Hartstoffpartikel mit einer Mohs-Härte ≥ 9 enthält und anschließend
(b) elektrolytisch eine Gleitschicht abgeschieden wird, die 85–99,5 Vol.-% Kupfer oder Kupferlegierung und 0,5–15 Vol.-% der Feststoffschmierpartikel und keine Hartstoffpartikel enthält.

Furthermore, this object is achieved by a method for producing a layer composite material for sliding elements, in which

(A) a sliding member comprising a deposited on the surface of the sliding element base layer of a copper or aluminum alloy is introduced into an aqueous electrolyte, the copper in Io nenform, solid lubricant particles having a Mohs hardness ≤ 2 and a particle size ≤ 10 microns and no hard material particles having a Mohs hardness ≥ 9 contains and then
(b) electrolytically depositing a sliding layer containing 85-99.5% by volume of copper or copper alloy and 0.5-15% by volume of the solid lubricating particles and no hard particles.

Überraschenderweise weist der erfindungsgemäße Schichtverbundwerkstoff hervorragende Gleiteigenschaften und eine hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen sowie gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine ausreichende Härte und eine geringe Freßneigung auf.Surprisingly has the layer composite according to the invention excellent sliding properties and high strength at elevated temperatures as well as a high corrosion resistance, a sufficient Hardness and a low tendency to eat on.

Die 1 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs, auf der links die Grundschicht aus einer Kupfer-Nickel-Silizium-Legierung und rechts daneben die auf der Grundschicht befindliche Gleitschicht mit Graphit- und Molybdändisulfid-Partikeln zu sehen sind.The 1 shows a scanning electron micrograph of the composite layer material according to the invention, on the left of the base layer of a copper-nickel-silicon alloy and right next to it on the base layer located sliding layer can be seen with graphite and molybdenum disulfide particles.

Unter Gleitelementen werden im Sinne der Erfindung Elemente verstanden, die eine Gleitfläche zur gleitenden Anlage an eine Gegenfläche anweisen. Erfindungsgemäß bevorzugte Gleitelemente sind Gleitlager, Buchsen, Zylinder, Kolben, Bolzen, Dichtungen, Ventile und Druckzylinder. Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Gleitelemente sind Gleitlager, insbesondere Gleitlager für Verbrennungsmotoren, beispielsweise Kurbelwellenlager, Nockenwellenlager oder Pleuellager.Under Sliding elements are understood in the context of the invention elements, the one sliding surface for sliding attachment to an opposite surface. According to the invention preferred Sliding elements are slide bearings, bushes, cylinders, pistons, bolts, Seals, valves and pressure cylinders. Particularly preferred according to the invention Sliding elements are plain bearings, in particular plain bearings for internal combustion engines, For example, crankshaft bearings, camshaft bearings or connecting rod bearings.

Ein Gleitlager weist in der Regel folgenden Schichtaufbau auf: Träger aus Stahl (Material des Gleitlagers), Grund- oder Lagermetallschicht (sogenanntes Substrat), gegebenenfalls eine Damm- oder Diffusionssperrschicht und eine Gleitschicht aus Metall oder einer Metallegierung. Die Lagermetallschicht kann beispielsweise eine Kupferlegierungsschicht, insbesondere eine gesinterte oder gegossene Kupferlegierungsschicht sein. Die Gleitschicht kann beispielsweise galvanisch oder durch Sputtern aufgebracht werden.One Plain bearing usually has the following layer structure: carrier off Steel (material of plain bearing), base or bearing metal layer (so-called substrate), optionally a dam or diffusion barrier layer and a sliding layer of metal or a metal alloy. The Bearing metal layer can, for example, a copper alloy layer, in particular a sintered or cast copper alloy layer. The sliding layer can, for example, galvanically or by sputtering be applied.

In bekannten Schichtverbundwerkstoffen kann eine hinreichende Festigkeit und damit auch eine ausreichende Verschleißbeständigkeit der Gleitschicht durch eine darunter liegende Diffusionssperrschicht aus Nickel oder Kobalt erreicht werden, da Nickel oder Kobalt aus dieser Diffusionssperrschicht in oder nach der Einlaufphase des Gleitlagers im Betrieb, insbesondere durch die dabei herrschenden erhöhten Temperaturen in die darüber befindliche Gleitschicht diffundieren, wodurch sich eine höherfestere Gleitschicht ausbildet.In known layer composite materials may have sufficient strength and thus also a sufficient wear resistance of the sliding layer an underlying diffusion barrier layer of nickel or cobalt be achieved because nickel or cobalt from this diffusion barrier layer in or after the running-in phase of the plain bearing during operation, in particular increased by the prevailing Temperatures in the above Sliding layer diffuse, resulting in a higher strength Sliding layer forms.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung einer hohen Verschleißbeständigkeit ist die Einlagerung von Hartstoffpartikeln in Gleitschichten. Nähere Untersuchungen verschiedener Gleitschichtverbundwerkstoffe haben ergeben, daß durch die Einlagerung von Hartstoffteilchen in die Gleitschichten zwar erhöhte Verschleißbeständigkeiten erreicht werden, für bestimmte Anwendungen aber die Gleiteigenschaften leiden können, die dann auch nicht durch zusätzliche Schmierpartikel wieder auf das gewünschte Maß angehoben werden können.A another possibility to achieve a high wear resistance is the storage of hard material particles in sliding layers. Further investigations of various Sliding layer composite materials have shown that by the incorporation of Hard material particles in the sliding layers, although increased wear resistance be achieved for certain applications but may suffer the slip characteristics that then not by additional Lubricating particles can be raised again to the desired level.

Überraschenderweise kann mit dem erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoff auf die Diffusionssperrschicht und auf Hartstoffteilchen verzichtet werden, da die Kupfer- oder Kupferlegierungsschicht, die Feststoffschmierpartikel mit einer Korngröße ≤ 10 μm in einer Menge von 0,5–15 Vol.-% enthält, in Kombination mit der unmittelbar darunter befindlichen Grundschicht aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung zu einem Schichtverbundwerkstoff führt, der eine hohe Festigkeit aufweist, insbesondere bei erhöhter Temperatur, und gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine ausreichende Härte, Belastbarkeit, Verschleißbeständigkeit sowie geringe Freßneigung und eine hervorragende Gleitfähigkeit besitzt.Surprisingly can with the layer composite material according to the invention dispensed with the diffusion barrier layer and on hard particles be because the copper or copper alloy layer, the solid lubricant particles with a particle size ≤ 10 μm in one Quantity of 0.5-15 Vol .-% contains, in combination with the underlying layer immediately below from a copper or aluminum alloy to a composite layer material leads, which has a high strength, in particular at elevated temperature, and at the same time a high corrosion resistance, adequate Hardness, Load capacity, wear resistance as well as low tendency to eat and excellent lubricity has.

Aufgrund der außergewöhnlich guten Gleiteigenschaften des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs ist dieser insbesondere für Gleitlager in Verbrennungsmotoren geeignet, bei denen Mangelschmierungen auftreten können, z. B. in modernen Kraftfahrzeugen mit Start-Stop-Automatik, da hier im Kurzstreckenbetrieb bei noch kalten Lagern und Schmierstoffen häufig der Motor abgestellt wird.by virtue of the exceptionally good Sliding properties of the layer composite according to the invention is this particular for Plain bearings suitable in internal combustion engines, where lack of lubrication may occur, z. B. in modern vehicles with start-stop automatic, since here in short-distance operation with cold bearings and lubricants often the engine is turned off.

Unter einer unmittelbar auf die Grundschicht aufgebrachten oder einer unmittelbar auf der Grundschicht befindlichen Gleitschicht wird verstanden, daß sich zwischen Grund- und Gleitchicht keine weitere Schicht befindet. Die Grundschicht ist auf die Oberfläche des Gleitelements aufgebracht, wobei die Grundschicht wiederum entweder unmittelbar, d. h. direkt auf den in der Regel aus Stahl bestehenden Träger des Gleitelements oder auf eine metallische Trägerschicht auf dem Gleitelement aufgebracht sein kann, beispielsweise zur Verbesserung der Haftung der Grundschicht auf dem Träger.Under one directly applied to the base layer or one directly on the base layer sliding layer is understood that yourself there is no further layer between the base and the sliding layer. The base layer is applied to the surface of the sliding element, again, the base layer either directly, d. H. directly on the usually made of steel carrier of the sliding element or on a metallic carrier layer may be applied to the slider, for example, for improvement the adhesion of the base layer to the carrier.

Die Grundschicht des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs besteht aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung. Bevorzugte Legierungen sind Kupfer-Aluminium-, Kupfer-Aluminium-Eisen-, Kupfer-Zink-Aluminium-, Kupfer-Zinn-, Kupfer-Zink-, Kupfer-Zink-Silizium-, Kupfer-Nickel-Silizium-, Kupfer-Zinn-Nickel-, Aluminium-Zinn-, Aluminium-Zink- und Aluminium-Silizium-Legierungen. Die Schichtdicke der Grundschicht beträgt bevorzugt 300–600 μm. Die Grundschicht kann aufgegossen, chemisch oder galvanisch (elektrochemisch) aufgebracht werden.The base layer of the layer composite material according to the invention consists of a copper or aluminum alloy. Preferred alloys are copper-aluminum, copper-aluminum-iron, copper Fer zinc aluminum, copper tin, copper zinc, copper zinc silicon, copper nickel silicon, copper tin nickel, aluminum tin, aluminum zinc and aluminum silicon alloys. The layer thickness of the base layer is preferably 300-600 μm. The base layer can be poured, applied chemically or galvanically (electrochemically).

Die erfindungsgemäße Gleitschicht, die elektrochemisch aufgebracht wird, umfaßt 85–99,5 Vol.-% Kupfer oder Kupferlegierung und 0,5–15 Vol.-% Feststoffschmierpartikel, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen der Gleitschicht. Bevorzugt sind ist ein Anteil von 92–99,5 Vol.-% Kupfer oder Kupferlegierung und 0,5–8 Vol.-% Feststoffschmierpartikel, besonders bevorzugt ein Anteil von 95–99 Vol.-% Kupfer oder Kupferlegierung und 1–5 Vol.-% Feststoffschmierpartikel, insbesondere 97–99 Vol.-% Kupfer oder Kupferlegierung und 1–3 Vol.-% Feststoffschmierpartikel. Diese Volumenanteile haben sich als besonders vorteilhaft für eine gute Balance zwischen Belastbarkeit, Verschleißbeständigkeit, Gleitfähigkeit und Warmfestigkeit des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs erwiesen.The sliding layer according to the invention, which is applied electrochemically comprises 85-99.5 vol.% copper or copper alloy and 0.5-15 Vol .-% solid lubricant particles, in each case based on the total volume the sliding layer. Preference is given to a proportion of 92-99.5% by volume Copper or copper alloy and 0.5-8% by volume solid lubricant particles, particularly preferred is a proportion of 95-99 vol .-% copper or copper alloy and 1-5 vol.% Solid lubricating particles, in particular 97-99 vol.% Copper or copper alloy and 1-3% by volume Solid lubricant particles. These volume fractions have proven to be special advantageous for a good balance between load capacity, wear resistance, lubricity and heat resistance of the layer composite according to the invention proved.

Kupfer und Kupferlegierungen sind für den erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoff besonders geeignet, da dieses Metall in reiner Form oder als Legierung sehr gut mit den Schmiereigenschaften der Feststoffschmierpartikel harmoniert, insbesondere im Hinblick auf die Härte in Relation zu den Schmierstoffpartikeln sowie hinsichtlich der Strukturfestigkeit der partikelhaltigen Gleitschicht. Die Kupferlegierung enthält bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, insbesondere 90–99,8 Gew.-% Kupfer. Weiter ist bevorzugt, daß die Gleitschicht bleifrei ist, worunter im Sinne der Erfindung verstanden wird, daß die Gleitschicht weniger als 0,05 Gew.-% Blei enthält.copper and copper alloys are for the layer composite material according to the invention particularly suitable because this metal in pure form or as an alloy very good with the lubricating properties of solid lubricant particles harmonizes, in particular with regard to the hardness in relation to the lubricant particles as well as with regard to the structural strength of the particle-containing sliding layer. The copper alloy contains preferably at least 80 wt .-%, in particular 90-99.8 wt .-% copper. Further it is preferred that the Sliding layer is lead-free, which means within the meaning of the invention will that the Slip layer contains less than 0.05 wt .-% lead.

Die in der Gleitschicht enthaltenen Feststoffschmierpartikel sind Partikel, die im Gleitbetrieb zwischen den Gleitpartnern eine schmierende und damit die Gleiteigenschaften verbessernde Wirkung entfalten, wofür unter anderem eine geringe Härte der Partikel erforderlich ist. Grundsätzlich sind Partikel mit einer Härte nach Mohs bis etwa 2 geeignet. Die erfindungsgemäße Gleitschicht enthält daher Feststoffschmierpartikel mit einer Mohs-Härte ≤ 2, sogenannte Weichpartikel.The solid lubricant particles contained in the overlay are particles, in the sliding operation between the sliding partners a lubricating and thus the sliding properties have an improving effect, for what under other low hardness the particle is required. Basically there are particles with one Hardness to Mohs suitable for about 2 The sliding layer according to the invention therefore contains Solid lubricant particles with a Mohs hardness ≤ 2, so-called soft particles.

Die Mohs-Härte wird nach der im Stand der Technik bekannten Härteprüfung nach Mohs bestimmt, bei der die Härte durch die Ritzbarkeit eines Materials durch ein anderes ermittelt wird. Über diese Ritzbarkeit bzw. Ritzhärte wurde die Mohs-Skala erstellt, in der Talk die Härte 1, Gips die Härte 2, Kalkspat die Härte 3, Flußspat die Härte 4, Apatit die Härte 5, Feldspat die Härte 6, Quarz die Härte 7, Topas die Härte 8, Korund die Härte 9 und Diamant die Härte 10 aufweisen. Wenn sich ein Testmaterial von einem Material der Mohs-Skala nicht ritzen läßt, so ist seine Härte größer oder gleich der des Materials der Skala. Läßt sich ein Testmaterial von einem Material der Skala ritzen, so hat es eine geringere Härte. Die gleiche Härte liegt vor, wenn ein Testmaterial eines der aufgeführten Materialien der Mohs-Skala nicht ritzt und von diesem auch nicht geritzt werden kann. Wenn ein Testmaterial ein Skalenmaterial ritzt und selbst nicht von dem betreffenden Material sondern erst von dem nächsthöheren Material der Skala geritzt wird, so liegt die Härte des Testmaterials zwischen den Härten der beiden Materialien der Skala, was mit der Nachkommastelle 5 angegeben wird.The Mohs hardness is determined according to the Mohs hardness test known in the art, in which the hardness determined by the scratchability of one material by another becomes. about this scratchability or scratch hardness the Mohs scale was created, in the talc the hardness 1, gypsum the hardness 2, calcite the hardness 3, fluorspar the Hardness 4, Apatite the hardness 5, feldspar the hardness 6, quartz the hardness 7, topaz the hardness 8, corundum the hardness 9 and diamond the hardness 10 have. When a test material of a material of Mohs scale does not scratch, so is his hardness bigger or equal to the material of the scale. Is a test material from scratch a material of the scale, so it has a lower hardness. The same hardness occurs when a test material is one of the listed materials the Mohs scale does not scratch and are not scratched by this can. When a test material scratches a scale material and itself not of the material in question but of the next higher material the scale is scratched, so is the hardness of the test material between the hardships of Both materials of the scale, what with the decimal place 5 indicated becomes.

Bevorzugt enthält die Gleitschicht Feststoffschmierpartikel mit einer Mohs-Härte von ≤ 1,5. Unter diesen sind insbesondere Graphit (Mohs-Härte etwa 1), Molybdändisulfid (Mohs-Härte etwa 1,5), hexagonales Bornnitrid (Mohs-Härte etwa 1, auch als weißer Graphit bezeichnet), Zinn(IV)-sulfid (SnS₂) und Polymere sowie Mischungen daraus bevorzugt. Diese Materialien haben sich als besonders geeignet für die erfindungsgemäße Gleitschicht im Hinblick auf die Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher Härte und Belastbarkeit sowie Warmfestigkeit des Schichtverbundwerkstoffs erwiesen. Als Polymerpartikel sind insbesondere Partikel aus Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyethylen und ähnlichen Polymeren geeignet.Preferably, the sliding layer contains solid lubricating particles having a Mohs hardness of ≦ 1.5. Among these are, in particular, graphite (Mohs hardness about 1), molybdenum disulfide (Mohs hardness about 1.5), hexagonal boron nitride (Mohs hardness about 1, also called white graphite), tin (IV) sulfide (SnS ₂ ) and polymers and mixtures thereof are preferred. These materials have proven to be particularly suitable for the sliding layer according to the invention with regard to the sliding properties combined with high hardness and load-bearing capacity and heat resistance of the layered composite material. Particles of polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene and similar polymers are particularly suitable as polymer particles.

Die Korngröße der Feststoffschmierpartikel beträgt maximal 10 μm, bevorzugt maximal 7 μm, da so hervorragende Gleiteigenschaften erhalten werden können, während die Festigkeit der Gleitschicht hoch bleibt. Unter einer Korngröße von ≤ 10 μm wird im Sinne der Erfindung verstanden, daß mehr als etwa 95% der Partikel in diesem Größenbereich liegt, bezogen auf die Gesamtzahl der Partikel. Ein höherer Anteil läßt sich in der Regel nicht erreichen, da Partikel im Mikrometerbereich im Elektrolyten und bei der galvanischen Abscheidung zur Clusterbildung neigen, wodurch ein geringer Anteil größer Partikel resultiert.The Grain size of solid lubricant particles is maximum 10 μm, preferably not more than 7 μm, because such excellent sliding properties can be obtained while the Strength of the sliding layer remains high. Under a grain size of ≤ 10 μm is in According to the invention understood that more than about 95% of the particles in this size range is based on the total number of particles. A higher proportion let yourself usually not reach, since particles in the micrometer range in the Electrolytes and in the electrodeposition for clustering tend to result in a small proportion of larger particles.

In dem erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoff sind insbesondere Gleitschichten aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit 1–5 Vol.-% Feststoffschmierpartikeln, insbesondere Graphitpartikeln, bevorzugt, da sich so ein besonders ausgewogenes Verhältnis der Gleiteigenschaften und der Warmfestigkeit erreichen läßt. Des weiteren ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße Gleitschicht aus Kupfer oder Kupferlegierung und den Feststoffschmierpartikeln in den oben angegebenen Mengen besteht.Slip layers of copper or copper alloys containing 1-5% by volume of solid lubricating particles, in particular graphite particles, are particularly preferred in the layered composite material according to the invention, since in this way a particularly balanced ratio of the sliding properties and the heat resistance can be achieved. Furthermore, it is preferred that the sliding layer of copper or copper alloy according to the invention and the solid lubricant particles in the above amounts.

Die Gleitschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 2–18 μm, insbesondere 3–12 μm auf. Bei diesen Stärken kann eine sehr gute Strukturfestigkeit der partikelhaltigen Gleitschicht erzielt werden.The Sliding layer preferably has a layer thickness of 2-18 microns, in particular 3-12 μm. In these Strengthen can be a very good structural strength of the particle-containing sliding layer be achieved.

Wie oben beschrieben ist bekannt, daß zur Erzielung einer hohen Verschleißbeständigkeit Hartstoffpartikel in die Gleitschichten von Gleitelementen eingebracht werden können. Nähere Untersuchungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben nun aber ergeben, daß dadurch für bestimmte Anwendungen im Gleitlagerbereich die Gleiteigenschaften durch die Hartstoffpartikel leiden können. Daher enthält die erfindungsgemäße Gleitscheit keine Hartstoffpartikel, wobei unter Hartstoffpartikeln im Sinne der Erfindung insbesondere solche verstanden werden, die eine Mohs-Härte von etwa 9 oder höher und damit eine extreme Härte aufweisen. Bevorzugt enthält die Gleitschicht keine Hartstoffpartikel mit einer Härte nach Mohs von ≥ 8, besonders bevorzugt keine Partikel mit einer Härte nach Mohs von ≥ 7, insbesondere keine Partikel mit einer Härte nach Mohs von ≥ 6 und am meisten bevorzugt keine Partikel mit einer Mohs-Härte von ≥ 5.As described above, that to achieve a high wear resistance Hard material particles introduced into the sliding layers of sliding elements can be. details Investigations in the context of the present invention have but now show that by for certain Applications in the plain bearing area the sliding properties through the Hard particles can suffer. Therefore contains the Gleitscheit invention no hard material particles, whereby among hard material particles in the sense the invention are understood in particular those having a Mohs hardness of about 9 or higher and thus an extreme hardness exhibit. Preferably contains the sliding layer no hard material particles with a hardness after Mohs of ≥ 8, particularly preferred no particles having a Mohs hardness of ≥ 7, in particular no particles with a hardness after Mohs of ≥ 6 and most preferably no particles having a Mohs hardness of ≥ 5.

Für bekannte Gleitschichten haben sich zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit Hartstoffpartikel aus Wolframkarbid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Borkarbid, kubischem Bornitrid, Titandioxid oder Diamant als günstig erwiesen. Diese Hartstoffpartikel sind in der Gleitschicht des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs vorzugsweise nicht enthalten.For known Sliding layers have to increase the wear resistance Hard material particles of tungsten carbide, chromium carbide, aluminum oxide, Silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, cubic boron nitride, Titanium dioxide or diamond as cheap proved. These hard material particles are in the sliding layer of the layer composite material according to the invention preferably not included.

Auf den erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoff kann zusätzlich noch eine Einlaufschicht aufgebracht werden, die das Einlaufen des Gleitelements erleichtert. Bevorzugte Einlaufschichten sind Indium-, Zink-, Zinn-, Indiumlegierungs-, Zinklegierungs-, Zinnlegierungs-, PVD- und CVD-Schichten, insbesondere Zink-, Glanzzinn- und Indiumschichten.On the layer composite material according to the invention can additionally still an inlet layer can be applied, which is the shrinkage of the Sliding facilitated. Preferred inlet layers are indium, zinc, Tin, Indium Alloy, Zinc Alloy, Tin Alloy, PVD and CVD layers, especially zinc, bright tin and indium layers.

Unter einer PVD-Schicht wird im Sinne der Erfindung eine durch PVD (Physical Vapor Deposition) abgeschiedene Schicht auf einem Gleitelement verstanden. PVD-Verfahren sind dem Fachmann an sich bekannt. Dabei wird das Schichtausgangsmaterial durch Laser-, Ionen- oder Elektronenstrahlen oder durch Lichtbogenentladung, meist unter vermindertem Druck bei etwa 1–1000 Pa, verdampft und die PVD-Schicht durch Kondensation des Materialdampfes auf dem Substrat ausgebildet. Bei Bedarf kann auch ein geeignetes Prozeßgas zugeführt werden.Under a PVD layer is in accordance with the invention by a PVD (Physical Vapor deposition) deposited layer on a sliding element understood. PVD processes are known per se to the person skilled in the art. This is the Layer starting material by laser, ion or electron beams or by Arc discharge, usually under reduced pressure at about 1-1000 Pa, evaporated and the PVD layer by condensation of the material vapor formed on the substrate. If necessary, a suitable process gas supplied become.

Unter einer CVD-Schicht wird im Sinne der Erfindung eine durch CVD (Chemical Vapor Deposition) auf einem Gleitelement abgeschiedene Schicht verstanden. CVD-Verfahren sind dem Fachmann an sich bekannt. Bei einem CVD-Verfahren wird ein Feststoff aus der Gasphase an der erhitzten Oberfläche eines Substrats durch eine chemische Reaktion abgeschieden. In der Regel werden auch CVD-Verfahren unter vermindertem Druck bei etwa 1–1000 Pa durchgeführt.Under a CVD layer is in accordance with the invention by a CVD (Chemical Vapor deposition) layer deposited on a slider. CVD methods are known per se to the person skilled in the art. In a CVD process is a solid from the gas phase on the heated surface of a Substrate deposited by a chemical reaction. Usually also CVD processes under reduced pressure at about 1-1000 Pa carried out.

Als PVD- oder CVD-Schichten eignen sich erfindungsgemäß alle durch PVD- oder CVD-Verfahren erhältlichen Beschichtungen. Bevorzugte PVD- oder CVD-Schichten sind DLC (Diamant like Carbon)-Schichten. Dies sind durch PVD- oder CVD-Verfahren aus einem kohlenstoffhaltigen Gas abscheidbare Schichten aus amorphem Kohlenstoff. Diese lassen sich insbesondere durch PVD- oder PECVD-Methoden (Plasma enhanced chemical Vapor Deposition) abscheiden.When PVD or CVD layers are inventively all by PVD or CVD method available Coatings. Preferred PVD or CVD layers are DLC (diamond like carbon) layers. These are by PVD or CVD methods Deposits of amorphous carbonaceous gas Carbon. These can be particularly by PVD or PECVD methods Separate (plasma enhanced chemical vapor deposition).

Die Schichtdicke der Einlaufschicht beträgt vorzugsweise 2–15 μm, insbesondere 3–6 μm, abhängig von der Verschleißfestigkeit der Einlaufschicht und dem Einsatzzweck des Gleitelements.The Layer thickness of the inlet layer is preferably 2-15 microns, in particular 3-6 μm, depending on the wear resistance the inlet layer and the intended use of the sliding element.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Schichtverbundwerkstoff aus der Grundschicht und der Gleitschicht oder aus der Grundschicht, der Gleitschicht und der Einlaufschicht. Das Gleitelement besteht somit aus dem metallischen Träger, gegebenenfalls einer metallischen Trägerschicht auf dem Träger, der darüber befindlichen Grundschicht und der darüber galvanisch aufgebrachten Gleitschicht sowie gegebenenfalls einer darauf aufgebrachten Einlaufschicht.In a preferred embodiment According to the invention, the layer composite consists of the base layer and the sliding layer or from the base layer, the sliding layer and the enema layer. The sliding element thus consists of the metallic Carrier, optionally a metallic carrier layer on the carrier, the about that located base layer and the galvanic applied over it Sliding layer and optionally an applied thereon inlet layer.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs wird das Gleitelement, umfassend den Träger und die darauf aufgebrachte Grundschicht in einen wäßrigen Elektrolyten eingebracht und auf die Grundschicht elektrolytisch die oben beschriebene, Schmierstoffpartikel-haltige, Hartstoffpartikel-freie Gleitschicht abgeschieden.to Production of the Layer Composite Material According to the Invention becomes the slider comprising the carrier and the one applied thereto Base layer in an aqueous electrolyte introduced and on the base layer electrolytically the above-described Lubricant particle-containing, hard-particle-free sliding layer deposited.

Unter einem Elektrolyten wird im Sinne der Erfindung eine wäßrige Lösung verstanden, deren elektrische Leitfähigkeit durch elektrolytische Dissoziation der Elektrolytzusätze in Ionen zustande kommt. Der Elektrolyt enthält Kupfer und gegebenenfalls weitere Metalle zur Ausbildung der Kupferlegierung in Form von Ionen und darüber hinaus die dem Fachmann bekannten üblichen Elektrolysehilfsmittel, wie beispielsweise Säuren und Salze sowie als Rest Wasser.For the purposes of the invention, an electrolyte is understood to mean an aqueous solution whose electrical conductivity is achieved by electrolytic dissociation of the electrolyte additives into ions. The Elek trolyte contains copper and optionally other metals for the formation of the copper alloy in the form of ions and beyond the known in the art conventional electrolyzers, such as acids and salts and the remainder water.

Der Elektrolyt enthält bevorzugt 5–100 g/l, insbesondere 5–30 g/l Kupfer in Ionenform, beispielsweise Kupfer(II)methansulfonat, und gegebenenfalls weitere Metalle in Ionen- bzw. Salzform als Legierungselemente.Of the Contains electrolyte preferably 5-100 g / l, especially 5-30 g / l of ionic copper, for example, copper (II) methanesulfonate, and optionally further metals in ionic or salt form as alloying elements.

Die Menge an Feststoffschmierpartikeln, die in dem Elektrolyten enthalten ist, kann in weiten Bereichen variiert werden und ist neben dem einzubauenden Anteil insbesondere von der Abscheidungswilligkeit der jeweiligen Partikel und gegebenenfalls vorhandenen Netzmitteln abhängig. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß in dem Elektrolyten 0,3–20 g/l Partikel enthalten sind. Besonders bevorzugt sind 0,5–10 g/l Feststoffpartikel und am meisten bevorzugt 1–5 g/l Feststoffpartikel in dem Elektrolyten enthalten.The Amount of solid lubricant particles contained in the electrolyte is, can be varied in a wide range and is in addition to the to be incorporated, in particular, by the willingness of the respective particles and optionally existing wetting agents dependent. there it has proved to be advantageous that in the electrolyte 0.3-20 g / l Particles are included. Particularly preferred are 0.5-10 g / l Solid particles and most preferably 1-5 g / l of solid particles in contain the electrolyte.

Die Feststoffschmierpartikel werden während der galvanischen Abscheidung bevorzugt in der Schwebe gehalten, beispielsweise durch Rühren. Es können auch Netzmittel, d. h. grenzflächenaktive Verbindungen zugesetzt werden, um eine Clusterbildung der Partikel zurück zu drängen und den gleichmäßigen Einbau der Partikel in die Gleitschicht zu erleichtern. Als Netzmittel sind grundsätzlich alle amphiphilen Verbindungen geeignet, die die Suspendierung der Feststoffschmierpartikel im Elektrolyten erleichtern können. Ein bevorzugtes Netzmittel ist ATC solution no. 10 von der Firma Enthone. Das Netzmittel liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,3–30 g/l, insbesondere 0,5–15 g/l vor.The Solid lubricant particles become during the galvanic deposition preferably held in suspension, for example by stirring. It can also wetting agents, d. H. surfactants Compounds are added to cluster the particles back to urge and the even installation to facilitate the particle into the sliding layer. As a wetting agent are basically all amphiphilic compounds suitable for the suspension of the Solid lubricant particles in the electrolyte can facilitate. One preferred wetting agent is ATC solution no. 10 from Enthone. The wetting agent is preferably in an amount of 0.3-30 g / l, in particular 0.5-15 g / l ago.

Zusätzlich kann der Elektrolyt Komplexbildner enthalten, um die abzuscheidenden Metallionen, insbesondere Cu²⁺ zu komplexieren. Als besonders geeignet haben sich Komplexbildner auf Amidbasis erwiesen, die eine gleichmäßige Kupferabscheidung und einen weitgehend Clusterfreien Einbau der Feststoffschmierpartikel gewährleisten. Als besonders geeignet haben sich hier Hydantoin und Hydantoinderivate erwiesen, insbesondere 5,5'-Dimethylhydantoin, das als Reinstoff oder in Form von Salzen zum Elektrolyten zugesetzt werden kann, beispielsweise in Form von Alkalimetallsalzen. Bevorzugt enthält der Elektrolyt 50–200 g/l Hydantoin oder Hydantoinderivate.In addition, the electrolyte may contain complexing agents to complex the metal ions to be deposited, in particular Cu ²⁺ . Complex-forming agents based on amides have proven particularly suitable, which ensure uniform copper deposition and largely cluster-free incorporation of the solid lubricant particles. Hydantoin and hydantoin derivatives have proven particularly suitable here, in particular 5,5'-dimethylhydantoin, which can be added to the electrolyte as a pure substance or in the form of salts, for example in the form of alkali metal salts. Preferably, the electrolyte contains 50-200 g / l hydantoin or hydantoin derivatives.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein basischer Elektrolyt eingesetzt, der sich als besonders günstig für die Abscheidung der erfindungsgemäßen Gleitschicht erwiesen hat. Darunter wird ein Elektrolyt verstanden, der einen pH-Wert > 7 aufweist. Bevorzugt ist ein pH-Wert von etwa 8,5–12. Weiter ist es bevorzugt, daß der Elektrolyt frei von Cyanid ist, worunter im Sinne der Erfindung verstanden wird, daß der Elektrolyt weniger als 0,1 g/l Cyanidionen enthält. Bevorzugt sind weniger als 0,01 g/l Cyanidionen.In a preferred embodiment The invention uses a basic electrolyte, which is known as very cheap for the Deposition of the sliding layer according to the invention has proved. This is understood to mean an electrolyte that has a pH value> 7. Preferred is a pH of about 8.5-12. Next, it is preferable that the Electrolyte free of cyanide, among which in the context of the invention is understood that the Electrolyte contains less than 0.1 g / l cyanide ions. Preferred are less as 0.01 g / l cyanide ions.

Für die elektrolytische Abscheidung sind Temperaturen des Elektrolyten von etwa 20°– 90°C geeignet, wobei Temperaturen von 40°–70°C bevorzugt sind. Die Abscheidung erfolgt in der Regel bei Stromdichten von etwa 0,2–12 A/dm², wobei bei Stromdichten von etwa 0,2–1,5 A/dm² mikrostrukturfreie Gleitschichten aus Kupfer oder Kupferlegierung, enthaltend die Feststoffschmierpartikel, erhalten werden und bei Stromdichten von über etwa 1,5 A/dm², insbesondere 1,6–12 A/dm² Gleitschichten erzeugt werden können, die eine Mikrostruktur aufweisen. Die Mikrostruktur liegt in Form einer knospenförmigen und/oder dentritischen Struktur vor. Die erfindungsgemäßen Gleitschichten können somit ohne oder mit Mikrostruktur vorliegen, wobei mikrostrukturierte Gleitschichten bevorzugt sind. Die Stromdichten können während der elektrolytischen Abscheidung auch variiert werden, um eine partiell mikrostrukturierte und partiell mikrostrukturfreie Gleitschicht zu erzeugen.For the electrolytic deposition temperatures of the electrolyte of about 20 ° - 90 ° C are suitable, with temperatures of 40 ° -70 ° C are preferred. The deposition is usually carried out at current densities of about 0.2-12 A / dm ² , wherein at current densities of about 0.2-1.5 A / dm ² microstructure-free sliding layers of copper or copper alloy containing the solid lubricating particles, and can be produced at current densities of about about 1.5 A / dm ² , in particular 1.6-12 A / dm ² sliding layers having a microstructure. The microstructure is in the form of a bud-shaped and / or dendritic structure. The sliding layers according to the invention can thus be present without or with microstructure, wherein microstructured sliding layers are preferred. The current densities may also be varied during the electrodeposition to produce a partially microstructured and partially microstructure-free slip layer.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Schichtverbundwerkstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist. Weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoffs für Gleitlager, insbesondere Kurbelwellenlager, Nockenwellenlager oder Pleuellager für Verbrennungsmotoren.The The present invention further relates to a layered composite material, the method according to the invention available is. Further, the present invention relates to the use the layer composite material according to the invention for plain bearings, especially crankshaft bearings, camshaft bearings or connecting rod bearings for internal combustion engines.

Die bei dem erfindungsgemäßen Schichtverbundwerkstoff beschriebenen, geeigneten, bevorzugten und besonders bevorzugten Ausgestaltungen sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Verwendung ebenfalls geeignet, bevorzugt und besonders bevorzugt.The in the layer composite material according to the invention described, suitable, preferred and particularly preferred Embodiments are in the inventive method and use also suitable, preferred and particularly preferred.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It understands that the above and to be explained below Features not only in the specified combinations, but also can be used in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Das nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The explain the following examples The invention.

Es wird ein Elektrolyt folgender Zusammensetzung hergestellt: Cu² ⁺-Gehalt (als Kupfer(II)-methansulfonat zugesetzt) 20 g/l Graphitpartikel (Korngröße ≤ 7 μm) 1,5 g/l ATC solution no. 10 (Firma Enthone) 10 ml/l 5,5'-Dimethylhydantoin (als Alkalimetallsalz zugesetzt) 120 g/l An electrolyte of the following composition is produced: Cu ² ⁺ content ((as copper II) methanesulfonate added) 20 g / l Graphite particles (particle size ≤ 7 μm) 1.5 g / l ATC solution no. 10 (company Enthone) 10 ml / l 5,5'-dimethylhydantoin (added as alkali metal salt) 120 g / l

Ein mit einer Kupferlegierung als Grundschicht beschichtetes Gleitlager wurde in den Elektrolyten eingebracht und das Gleitlager bei 60°C 40 Minuten bei einer Stromdichte von 1,3 A/dm² beschichtet, wobei eine Schichtdicke von 11 μm abgeschieden wurde. Die Analyse zeigte, daß die Gleitschicht 1,5 Vol.-% Graphitpartikel enthielt.A plain bearing coated with a copper alloy as a base layer was placed in the electrolyte and the sliding bearing was coated at 60 ° C for 40 minutes at a current density of 1.3 A / dm ² , depositing a layer thickness of 11 μm. The analysis showed that the sliding layer contained 1.5% by volume of graphite particles.

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Gleitlagerbeschichtung mit einer Feststoffschmierpartikelfreien Gleitschicht zeigte das so hergestellte Gleitlager eine deutlich verbesserte Gleitfähigkeit und Warmfestigkeit bei gleichzeitig ausreichender Härte und damit hinreichender Verschleißbeständigkeit sowie geringer Freßneigung.in the Compared to a conventional one Plain bearing coating with a solid lubricating particle-free sliding layer showed the plain bearing thus produced a significantly improved lubricity and heat resistance at the same time sufficient hardness and thus adequate wear resistance and low tendency to eat.

In einem weiteren Experiment wurde unter ansonsten gleichen Bedingungen mit einem niedrigeren Anteil an Graphitpartikeln im Elektrolyten eine Gleitschicht mit 0,5 Vol.-% Graphitpartikeln hergestellt. Es zeigte sich, daß bei ansonsten hervorragender Härte und Warmfestigkeit des Schichtverbundwerkstoffs die Gleiteigenschaften des Gleitlagers deutlich verbessert werden konnten und sich der Reibwert gegenüber bekannten Gleitlagern mit Feststoffschmierpartikel-freien Gleitschichten von 0,02 auf 0,01, d. h. auf die Hälfte reduzierte.In another experiment was carried out under otherwise identical conditions with a lower proportion of graphite particles in the electrolyte a sliding layer made with 0.5 vol .-% graphite particles. It showed that at otherwise excellent hardness and heat resistance of the composite material, the sliding properties of the plain bearing could be significantly improved and the Coefficient of friction known plain bearings with solid lubricant particles-free sliding layers from 0.02 to 0.01, d. H. reduced to half.

Claims

Laminated material for sliding elements, comprising a base layer of a copper or aluminum alloy applied to the surface of a sliding element and a sliding layer applied directly to the base layer, characterized in that the sliding layer comprises 85-99.5% by volume of copper or copper alloy and 0.5 -15% by volume of solid lubricant particles having a Mohs hardness ≦ 2 and a particle size ≦ 10 μm and containing no hard material particles having a Mohs hardness ≦ 9.

Laminate according to claim 1, characterized in that that the Sliding layer of solid particles of graphite, molybdenum disulphide, hexagonal boron nitride, tin (IV) sulfide and / or polymer.

Laminated composite according to claim 1 or 2, characterized characterized in that Copper alloy of the sliding layer contains at least 80 wt .-% copper.

Layer composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the layer thickness the sliding layer is 2-18 microns.

Layer composite material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Sliding layer No hard material particles of tungsten carbide, chromium carbide, Alumina, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, titanium dioxide and / or diamond.

Layer composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Sliding layer is lead-free.

Layer composite material according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Sliding layer of copper and 1-5 Vol .-% solid lubricant particles.

Layer composite material according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the sliding layer in addition an enema layer is applied.

Laminate according to claim 8, characterized in that that the Inlet layer an indium, zinc, tin, indium alloy, zinc alloy, Tin alloy, PVD or CVD layer is.

Layer composite material according to one of claims 1 to 9, characterized in that the layer composite material from the base layer and the sliding layer or from the base layer, the sliding layer and the inlet layer consists.

Process for producing a layered composite material for sliding elements according to one of the claims 1 to 9, comprising the steps of (a) a sliding element, comprising one on the surface of the sliding element applied base layer of a copper or Aluminum alloy in an aqueous Electrolyte is introduced, the copper ions, solid lubricant particles with a Mohs hardness ≤ 2 and one Grain size ≤ 10 μm and none Hard material particles with a Mohs hardness ≥ 9 contains and (b) electrolytic a slip layer is deposited which contains 85-99.5 vol% copper or copper alloy and 0.5-15 Vol .-% of solid lubricant particles and no hard material particles with a Mohs hardness of ≥ 9.

Method according to claim 11, characterized in that the Electrolytic solid particles of graphite, molybdenum disulfide, hexagonal boron nitride, tin (IV) sulfide and / or polymer.

Method according to claim 11 or 12, characterized in that the electrolyte additionally wetting agent and / or complexing agent.

Method according to one the claims 11 to 13, characterized in that the electrolyte is basic and free of cyanide.

Use of the layered composite according to a the claims 1 to 10 for Plain bearing, in particular crankshaft bearing, camshaft bearing or Connecting rod bearings.