DE2722144B2 - Use of an alloy with more than 6 to 10% by weight of copper, 10 to 20% by weight of tin, the remainder being lead, as a white metal bearing alloy - Google Patents

Use of an alloy with more than 6 to 10% by weight of copper, 10 to 20% by weight of tin, the remainder being lead, as a white metal bearing alloy

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DE2722144B2 DE19772722144 DE2722144A DE2722144B2 DE 2722144 B2 DE2722144 B2 DE 2722144B2 DE 19772722144 DE19772722144 DE 19772722144 DE 2722144 A DE2722144 A DE 2722144A DE 2722144 B2 DE2722144 B2 DE 2722144B2
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Description

Aus DE-PS 844664 sind Legierungen mit mehr als 6 bis 10 Gew.% Kupfer, 10 Gew.% Zinn, Rest Blei bekannt. In DE-PS 844664 wird aber von der Benutzung derartiger Legierungen als Lagerlegierung abgeraten, weil Lager mit Weißmetall-Legierungen solcher Art mit mehr als 6 Gew.% Kupfer-Gehalt eine wesentlich geringere Lebensdauer haben, als Lager mit Gleitschicht oder Laufschicht aus Weißmetall dieser Art, jedoch geringeren Kupfer-Gehaltes. Ein Grund hierfür ist im Vorhandensein von Cu6Sn5-KristalIen zu vermuten, die bei mehr als 6% Kuper-Gehalt eine starke Verringerung der Duktilität bewirken.DE-PS 844664 discloses alloys with more than 6 to 10% by weight of copper, 10% by weight of tin, the remainder being lead. DE-PS 844664 advises against the use of such alloys as a bearing alloy, because bearings with white metal alloys of this type with more than 6% by weight of copper have a significantly shorter service life than bearings with a sliding layer or running layer made of white metal of this type , but with a lower copper content. One reason for this is the presence of Cu 6 Sn 5 crystals, which cause a strong reduction in ductility with a copper content of more than 6%.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Weißmetall-Lagerlegierung für Mehrschichtgleitlager zu finden, die eine wesentlich verbesserte Eigenschaft für Verbrennungskraftmaschinen bzw. für aufgeladene Dieselmotoren, Benzinmotoren mit Einspritzung bzw. Turboaufladung aufweist und insbesondere eine Weißmetall-Lagerlegierung, die geeignet ist, bei derartigen Verbrennungskraftmaschinen auftretende höhere Belastungen aufzunehmen.In contrast, the object of the invention is to provide a white metal bearing alloy for multilayer plain bearings to find a significantly improved property for internal combustion engines or for supercharged Has diesel engines, gasoline engines with injection or turbocharging and in particular a white metal bearing alloy suitable for use in such internal combustion engines to absorb higher loads.

Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Legierung mit mehr als 6 bis 10 Gew.% Kupfer, 10 bis 20 Gew.% Zinn, Rest Blei als Weißmetall-Lagerlegierung für die Herstellung von Gleitschichten von Mehrschichtgleitlagern gelöst. Dabei ist es insbesondere im Hinblick auf die zu erwartenden Cu6Sn5-Kristalle überraschend, daß auch ein relativ hoher Zinn-Gehalt neben erhöhtem Kupfer-Gehalt vorhanden sein soll.The object is achieved by the inventive use of an alloy with more than 6 to 10 wt.% Copper, 10 to 20 wt.% Tin, the remainder lead as a white metal bearing alloy for the production of sliding layers of multilayer plain bearings. It is surprising, especially with regard to the Cu 6 Sn 5 crystals to be expected, that a relatively high tin content should also be present in addition to an increased copper content.

Systematische Reihenuntersuchungen haben bereits gezeigt, daß sich bei erf indungsgemäßsr Verwendung mit erhöhtem Kupfer- und Zinn-Gehalt in der Gleitschicht auf Bleibasis die Dauerbelastbarkeit positiv beeinflussen läßt, wie dies an Hand der Fjg, l verdeutlicht wird. Dort ist die Schichtdickenabnahme in Abhängigkeit von der Laufzeit für 3 Legierungen ι dargestellt:Systematic series examinations have already shown that when used according to the invention with increased copper and tin content in the lead-based sliding layer, the long-term load capacity is positive can influence how this on the basis of FIG is made clear. There the layer thickness decrease is dependent on the running time for 3 alloys ι shown:

Legierung A; 10% Sn, 2% Cu, Rest PbAlloy A; 10% Sn, 2% Cu, remainder Pb

Legierung B: 13% Sn, 5% Cu, Rest PbAlloy B: 13% Sn, 5% Cu, remainder Pb

Legierung C: 16% Sn, 8% Cu, Rest PbAlloy C: 16% Sn, 8% Cu, remainder Pb

(öleintrittsteraperatur 130° C, Lagerbelastung bei in allen Versuchen 60 N/mm2, wechselnd.)(Oil inlet temperature 130 ° C, bearing load in all tests 60 N / mm 2 , alternating.)

Für die Legierung A ist das Verhältnis bei verschiedener Ausgangsdicke (12 μπι und 20 μπι).For alloy A , the ratio is at different starting thicknesses (12 μπι and 20 μπι).

Als besonders vorteilhaft hat sich die erfindungsgemäße Verwendung einer Legierung herausgestellt, die r» 14% Zinn, 8% Kupfer, Rest Blei, enthält. Die aus den Metallen Kupfer, Zinn und Blei gebildete, erfindungsgemäß verwendeten Legierungen lassen sich besonders vorteilhaft durch elektro-cheraische Abscheidung als Gleitschichten aufbringen. Will man -'Ii eine entsprechende, erfindungsgemäß verwendete Legierung durch Gießen aufbringen, so kann man hier vorteilhaft zusätzlich bis zu 7% Antimon und/oder 2% Arsen und/oder 2% Kadmium beifügen.The use according to the invention of an alloy which r »contains 14% tin, 8% copper, the remainder lead. That formed from the metals copper, tin and lead, according to the invention The alloys used can be particularly advantageously through electrochemical deposition apply as sliding layers. If one wants a corresponding one used according to the invention Apply alloy by casting, so you can advantageously add up to 7% antimony and / or Add 2% arsenic and / or 2% cadmium.

Die erfindungsgemäße Verwendung der Legierung ->~> für die Herstellung von Gleitschichten kann in der Weise ausgeführt werden, daß ein Mehrschichtlager aus einem metaHischen Stützkörper, ggf. einer oder mehreren metallischen Zwischenschicht(en), ggf. einer Diffusionssperrschicht, der Gleitschicht und ggf. i<> einer Korrosionsschutzschicht, besteht.The inventive use of the alloy -> ~> for the production of sliding layers can be carried out in such a way that a multi-layer bearing from a metallic support body, possibly one or more metallic intermediate layer (s), possibly one Diffusion barrier layer, the sliding layer and, if necessary, a corrosion protection layer.

Zwei Ausführungsbeispiele für Mehrschichtgleitlager mit erfindungsgemäß verwendeter Weißmetall-Lagerlegierung sind in den Fig. 2 bis 4 wiedergegeben. Dabei istTwo exemplary embodiments for multilayer plain bearings with a white metal bearing alloy used according to the invention are shown in Figs. It is

η Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Lagerhälfte, η Fig. 2 is a perspective view of a bearing half,

Fig. 3 ein Teilschnitt entsprechend III-I1I der Fig. 2, und3 shows a partial section corresponding to III-I1I of FIG. 2, and

Fig. 4 ein Teilschnitt nach IU-III der Fig. 2 in ab- w gewandelter Ausführungsform.Fig. 4 is a partial section according to IV-III of Fig. 2 in off w converted embodiment.

Bei dem in Fig. 3 wiedergegebenen Mehrschichtlager ist ein metallischer Stützkörper 1, vorzugsweise aus Stahl vorgesehen. Auf diesem Stützkörper 1 ist eine metallische Zwischenschicht 2 mit Notlaufeigen-■Γ) schäften, beispielsweise aus Blei- oder Zinnbronze aufgebracht. Diese Zwischenschicht 2 ist wiederum belegt mit einer harten, verschleißfesten Gleitschicht 3, aus einer Nickel-Zinn-Legierung von beispielsweise 65% Zinn und 35% Nickel. Diese Gleit- >(i schicht 3 kann eine Dicke von 0,006 bis 0,1mm aufweisen. Über diese harte, verschleißfeste Gleitschicht 3 ist die Weißmetall-Gleitschicht 4 gelegt. Diese Gleitschicht 4 ist aus einer Blei-Zinn-Kupfer-Legierung gebildet, die einen Kupfer-Gehalt zwischen ,-, 6 und 10% aufweist. Die gesamte Lagerhälfte, d. h. der Stützkörper 1 mit seinen Schichten 2,3, 4, ist von einer vorzugsweise galvanisch aufgebrachten Korrosionsschicht aus Zinn oder Zinn-Blei-Legierung umgeben, wie dies bei 5 in Fig. 3 angedeutet ist. Es hanwi delt sich hierbei um einen dünnen Flash, der auf der Oberfläche der Gleitschicht 4 kaum in Erscheinung tritt, aber insbesondere im Bereich des Stützkörpers 1 einen wirksamen Korrosionsschutz bietet.In the multi-layer bearing shown in FIG. 3, a metallic support body 1 is preferably made of steel. On this support body 1 is a metallic intermediate layer 2 with emergency running properties. shafts, for example made of lead or tin bronze. This intermediate layer 2 is in turn covered with a hard, wear-resistant sliding layer 3, made of a nickel-tin alloy of, for example 65% tin and 35% nickel. This sliding> (i layer 3 can have a thickness of 0.006 to 0.1mm exhibit. The white metal sliding layer 4 is placed over this hard, wear-resistant sliding layer 3. This sliding layer 4 is formed from a lead-tin-copper alloy, which has a copper content between , -, 6 and 10%. The entire warehouse half, i.e. H. the support body 1 with its layers 2, 3, 4 is of surrounded by a preferably galvanically applied corrosion layer made of tin or tin-lead alloy, as indicated at 5 in FIG. It hanwi This is a thin flash that hardly appears on the surface of the sliding layer 4 occurs, but offers effective protection against corrosion, particularly in the area of the support body 1.

Im Beispiel der F i g. 4 ist auf den Stützkörper 1 eine „-, Zwischenschicht 2 mit Notlaufeigenschaften, beispielsweise aus Blei- oder Zinnbronze aufgebracht. Diese Zwischenschicht 2 trägt die aus bleihaltigem Weißmetall gebildete Gleitschicht 4, die wiederumIn the example of FIG. 4 is on the support body 1 an "-", intermediate layer 2 with emergency running properties, for example Applied from lead or tin bronze. This intermediate layer 2 carries the lead-containing White metal formed sliding layer 4, which in turn

aus einer Blei-Zinn-Kupfer-Legierung gebildet ist, beispielsweise einer Zusammensetzung von 14% Zinn, 8% Kupfer, Rest Blei,is made of a lead-tin-copper alloy, for example a composition of 14% Tin, 8% copper, remainder lead,

Zwischen der Zwischenschicht 2 und der Gleitschicht 4 ist eine dünne Nickelschicht 6 als Diffusionssperrschicht angebracht. Die Gleitschicht 4 ist in diesem Beispiel durch eine Einlaufschicht 7 überdeckt. Diese Einlaufschicht 7 ist in diesem Beispiel dadurch gebildet, daß an der Oberfläche der Gleitschicht 4 Legierungsbestandteile in Sulfide übergeführt worden sind, also in Bleisulfid und Kupfersulfid. Die so gebildete Einlaufschicht 7 kann eine Dicke zwischen etwa 0,1 μπι und 2 μηι, vorzugsweise zwischen 0,5 μπι und 1,0 μπι aufweisen.Between the intermediate layer 2 and the sliding layer 4 is a thin nickel layer 6 as a diffusion barrier layer appropriate. The sliding layer 4 is covered by a running-in layer 7 in this example. This run-in layer 7 is formed in this example in that on the surface of the sliding layer 4 alloy components have been converted into sulfides, i.e. into lead sulfide and copper sulfide. The run-in layer 7 formed in this way can have a thickness between approximately 0.1 μm and 2 μm, preferably between 0.5 μπι and 1.0 μπι have.

Hieizu 2 Blatt ZeichnungenIn addition 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche;Claims; 1. Verwendung einer Legierung mit mehr als 6 bis 10 Gew,% Kupfer, 10 bis 20 Gew,% Zinn, Rest Blei, ais Weißmetall-Lagerlegierung für die Herstellung von Gleitschichten von Mehrschichtgleitlagern. 1. Using an alloy with more than 6 to 10 wt.% Copper, 10 to 20 wt.% Tin, remainder lead, as a white metal bearing alloy for the Manufacture of sliding layers for multi-layer plain bearings. 2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 14% Zinn, 8% Kupfer, Rest Blei, enthält für den Zweck nach Anspruch 1.2. Use of an alloy according to claim 1, but containing 14% tin, 8% copper, remainder Lead contains for the purpose of claim 1. 3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 oder 2, für Gleitschichten nach Anspruch 1, die elektro-chemisch abgeschieden sind.3. Use of an alloy according to claim 1 or 2 for sliding layers according to claim 1, which are electro-chemically deposited. 4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die zusätzlich bis zu 7% Antimon und/ oder 2% Arsen und/oder 2% Kadmium enthalten, für den Zweck nach Anspruch 1.4. Use of an alloy according to claim 1, which additionally contains up to 7% antimony and / or containing 2% arsenic and / or 2% cadmium for the purpose of claim 1. 5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 4, für Gleitschichten nach Anspruch 1, die gegossen sind.5. Use of an alloy according to claim 4, for sliding layers according to claim 1, the are poured. 6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, für die Herstellung von Gleitschichten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Mehrschichtgleitlager aus einem metallischen Stützkörper, ggf. einer oder mehreren metallischen Zwischenschicht(en), ggf. einer Diffusionssperrschicht, der Gleitschicht und ggf. einer Korrosioiibschutzschicht, besteht.6. Use of an alloy according to one of claims 1, 2 or 4, for the production of Sliding layers according to one of claims 1 to 5, wherein the multilayer sliding bearing is made of a metallic Support body, possibly one or more metallic intermediate layer (s), possibly a diffusion barrier layer, the sliding layer and possibly a corrosion protection layer.
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