DE2935417A1 - Composite material for antifriction or sliding elements - esp. plain bearings for IC engines, using steel substrate coated with aluminium:lead alloy by evapn. - Google Patents

Composite material for antifriction or sliding elements - esp. plain bearings for IC engines, using steel substrate coated with aluminium:lead alloy by evapn.

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DE2935417A1 DE19792935417 DE2935417A DE2935417A1 DE 2935417 A1 DE2935417 A1 DE 2935417A1 DE 19792935417 DE19792935417 DE 19792935417 DE 2935417 A DE2935417 A DE 2935417A DE 2935417 A1 DE2935417 A1 DE 2935417A1
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Abstract

A metal substrate is located in a vacuum chamber contg. at least two crucibles holding molten metals to be evaporated, to form a top coating and/or an intermediate coating on the substrate, of alloys in which the two metals are insol. in each other. Evapn. follows a desired program to obtain a layer or layers with desired compsns. Electron beams deflected by magnetic fields are pref. used to heat the metals being evaporated onto a metal strip substrate in a continuous process. One crucible pref. contains an A1 alloy, esp. A1CuNi 0.5, whereas the other crucible contains a Pb alloy, esp. with compsn. PbSn2 or PbSn4. Alternatively, one crucible may contain a tin bronze, whereas the other contains a lead bronze. Esp. where a steel strip substrate is coated with an A1Pb bearing alloy to replace A1 alloys cont. substantial amts. of tin, which is now very expensive.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Reib- oder Gleitelemente Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Reib- oder Gleitelemente, insbesondere Gleitlager für Verbremlungskraftmaschinen, auf deren Träger aus Metall eine metallischt Suspensionslegierung mit in festem Zustand nicht ineinander lösbaren Komponenten als Gleitschicht und bzw oder Zwischenschicht aufgebracht wird. Process for the production of a layer composite material for friction or sliding elements The invention relates to a method of manufacture a layer composite material for friction or sliding elements, in particular sliding bearings for internal combustion engines, on whose metal carrier a metallic suspension alloy with non-detachable components in the solid state as a sliding layer and or or intermediate layer is applied.

Es sind Gleitlagerlegierungen für Schichtverbundwerkstoffe auf der Basis Stahl/Aluminium-Zinn mit etwa folgenden Zusammensetzungen der Al-Legierungen bekannt: AlSn6Cu / AlSn20Cu / AlSn40Cu Al-Gleitlagerlegierungen haben gegenüber Legierungen auf Blei- oder Zinn-Basis den Vorteil erheblich größerer BelastbarkeitS zumal im Motorenbau indLeser Hinsicht ständig höhere Forderungen an Gleitlager bzw. deren Merkstoffe gestellt werden.There are plain bearing alloys for composite materials on the Base steel / aluminum-tin with approximately the following compositions of the Al alloys known: AlSn6Cu / AlSn20Cu / AlSn40Cu Al plain bearing alloys have opposite Alloys based on lead or tin have the advantage of considerably greater resilience p especially in engine construction in terms of readers constantly higher demands on slide bearings or their characteristics.

Gegenüber Legierungen auf Kupfer-Basis, wie z.B. solchen der Zusammensetzung CuPb22Sn, zeigen Legierungen auf de Al@ßasis bei Mangelschmierung bessere Notlaufeigen-Schaften auf, d.h. die Freßneigung ist geringer, die Kurbelwelle zaBo wird entsprechend geschont sich in SjCh in den zurückliegenden Jahren gezeigt, daß der Zinnpreis immer mehr ansteigt. Aus diesem Grunde baben sich die Hersteller von Gleitlagerlegierungen die Aufgabe gestellt, einen Al-Werkstoff zu entwickeln, der Alumium-Legierungskomponenten enthält, die erstens vergleichsweise zu Zinn billiger zu erstehen sind und dar@berhinaus noch bessere Gleiteigenschaften gewähren.Compared to alloys based on copper, such as those of the composition CuPb22Sn, alloys based on de Al @ ß with insufficient lubrication show better emergency running shafts on, i.e. the tendency to seize is lower, the crankshaft zaBo is protected accordingly It has been shown in SjCh in recent years that the price of tin is increasing increases. This is the reason why the manufacturers of plain bearing alloys have come together set the task of developing an aluminum material, the aluminum alloy components which, firstly, are cheaper to buy compared to tin, and moreover grant even better sliding properties.

Theoretische Überlegungen gaben den Anstoß einen AlPb-Werkstoff zu entwickeln.Theoretical considerations gave the impetus to an AlPb material to develop.

So wurden verschiedenartige Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkstoffes untersucht, wobei man stets daven ausging, daß zur Erzielung einer entsprechenden Belestbarkeit auch Stahl als Träger des eigentlichen @agerwerkstoffes zu verwenden wäre. Es wurde z.B. versucht im Stranggußverfahren eine ALPb-Legierung herzustellen, wie sie in der DE-PS 11 39 653 aufgezeigt wird.Various methods of manufacturing such Material investigated, whereby it was always assumed that to achieve a corresponding Resilience to use steel as a carrier of the actual bearing material were. For example, an attempt was made to produce an ALPb alloy in the continuous casting process, as shown in DE-PS 11 39 653.

J)ie;;- konnte deshalb nicht gelingen, da bei Temperaturen von etwa 11000C zwar ca, 10 Pb im Aluminium löslich sind bei der Abkühlung des Stranggußblockes das spezifisch schwerere Blei jedoch zur Schwerkraftseigerung neigt, da es unterhalb der genannten Temperatur nicht in Al löslich iSt. Auch die feine Verteilung von Blei in der Al-Matrix mit Hilfe des Ultraschalles andere an diesem Problem nichts, da die beim Abkühlen entstehenden Probleme nach wie vor bestehen Wie aus DE-OS 22 41 628 zu ersehen ist hat man versucht, aus der Schmelze heraus eine alPb-Legierung auf ein vorbeibewegtes Stahlband zu verdüsen und auschließend durch Walzen mit diesem zu verbindens erzu waren jedoch höhere Temperaturen und sehr hohe Walzkräfte nötig, einerseits um die beim Verdüsen entstehenden Oxidhäute des AlPb-Nerkstoffes aufzureißen und damit eine metallurgische Verbindung zwischen den einzelnen Partikeln Zu ermöglichen und andererseits eine ausreichende Bindung zum Stahl zu schaffen Es zeigte sich jedoch, daß bei diesen erhöhten Tempe-eaturen zwischen dem Aluminium war dem Stahl spröde AlFe-Phasen auftreten, so daß bei der Herstellung von Gleitlagerschalen und Buchsen durch Stanzen und Preßen im Gesenk die aus AlPb bestehende Gleitschicht abplatzt.J) ie ;; - could therefore not succeed because at temperatures of about 11000C approx. 10 Pb are soluble in aluminum when the continuously cast ingot cools down that specifically heavier lead, however, tends to increase gravity, as it is not soluble in Al below the stated temperature. Even the fine one Distribution of lead in the Al matrix with the help of the ultrasound others on this No problem, as the problems that arise during cooling still exist As can be seen from DE-OS 22 41 628, attempts have been made to get out of the melt atomizing and excluding an ALPB alloy onto a steel strip that is moving past however, higher temperatures and to be connected with this by rolling very high rolling forces are required, on the one hand around the oxide skins that are produced during atomization to tear open the AlPb-Nerkstoffes and thus a metallurgical connection between To enable the individual particles and, on the other hand, a sufficient bond to create steel It was found, however, that with these heightened tempe-eaturen Brittle AlFe phases occurred between the aluminum and the steel, so that the Production of plain bearing shells and bushes by punching and pressing in a die the sliding layer consisting of AlPb flakes off.

Ein weiterer Ifachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß beim Walzen die in der Al-Matrix enthaltenen Pb-Partickel in Walzrichtung gestreckt werden. Bei einer Dauerschlagbeansprucllung, wie sie beim Gleitlager gegebene ist, wirken solche zeilig angeordneten Pb-Partikel als innere Kerbstellen und mindern die Dauerfestigkeit.Another Ifachteil this procedure can be seen in the fact that the Rolling the Pb particles contained in the Al matrix are stretched in the rolling direction. At a Continuous impact stress, as given with plain bearings is, such linearly arranged Pb particles act as internal notches and reduce the fatigue strength.

Andere Verfahren bedienen sich zur Herstellung eines AlPb-Werkstoffes der bekannten Methode des Pulverwalzensr wobei zunächst aus einem AlPb-Legierungspulver mit etwa 10 Gew. - Blei ein "grünes Band" hergestellt und durch Sintern verfestigt und anschliessend auf Stahl aufplattiert wird, wie in der DE-OS 17 75 322 gezeigt.Other methods are used to manufacture an AlPb material the well-known method of powder rolling, whereby initially from an AlPb alloy powder a "green ribbon" is produced with about 10% by weight of lead and solidified by sintering and is then plated onto steel, as shown in DE-OS 17 75 322.

Diesem Verfahren haftet als entscheidender Nachteil ebenfaLls die durch die s-tarke Verformung bedingte zeilige Anordnung des Bleis an. In der DE-OS 22 63 268 wird ein Verfahren offenbart, in welchem zunächst aus einer Schmelze durch Abschleudern ein plättchenförmiges AlPb-Granulat hergestellt wird, das anschliessend durch z.B. Pulverwalzen oder Strangpressen zu einem "grünen Band" verarbeitet werden soll. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, daß aufgrund der plättchenartigen Struktur des Materials diese Vorhaben nicht durchführbar sind.This process also has a decisive disadvantage line arrangement of the lead caused by the strong deformation. In the DE-OS 22 63 268 a method is disclosed in which first from a melt by Spin-off a platelet-shaped AlPb granulate is produced, which is then produced be processed into a "green ribbon", e.g. by powder rolling or extrusion target. Tests have shown that due to the platelet-like structure of the material these projects are not feasible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Al-Werkstoffes zu entwickeln, der Aluminium-Legierungskomponenten enthält, die vergleichsweise zu Zinn kostengünstiger sind und darüber hinaus noch bessere Gleiteigenschaften aufweisen.The object of the invention is therefore to provide a method for production to develop an Al material that contains aluminum alloy components, which are cheaper compared to tin and also better Have sliding properties.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem evakuierten Raum mindestens zwei, die im festen Zustand nicht ineinander lösbaren Legierungsbestand-teile bildende, in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Arten von Bedampfungsgut in jeweils getrennten Schmelztiegeln im Bereich des zu beschichtenden Trägers auBges-tellt und in einem vorprogrammierten Rhythmus entsprechend der gewünschten Zusammensetzung der aufgedampften Laufschicht bzw0 Zwischenschicht abwechselnd zeitweilig auf Verdampfungstemperatur gebracht werden.This is achieved according to the invention in that in an evacuated Space at least two alloy components that cannot be dissolved into one another in the solid state forming, in their composition different types of vaporized material in Separate crucibles are placed in the area of the carrier to be coated and in a preprogrammed rhythm according to the desired composition the vapor-deposited running layer or intermediate layer alternately at vaporization temperature to be brought.

Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, von der Tatsache auszugehen, daß tIalbzeuge zur rationellen Herstellung von Reib- bzw. Gleitlagern und Buchsen in großen Serien nur im Bandverfahren kontinuierlich hergestellt werden können. Es wird ein sorgfältig entfettetes und gereinigtes Stahlband über Schleusen in einen evakuierten Vorbehandlung s raum eingefahren, wo durch Erhitzen, z.B. mit Elektronenstrahlen, das Band von Gasen und Dämpfen befreit wird. Von dort wird das Band in den eigentlichen Bedampfungsraum gefulirt, wo das Band noch eine erforderliche Mindesttemperatur besitzt, die für Al und seine Legierungen bei 200 bis 250°C liegen sollte0 Innerhalb der evakuierten Bedampfungs zone der Bandanlage befinden sich zwei SchmelætiegeS, wovon der eine z. B. mit einer Legierung der Zusammensetzung AlCulNi 0,5, der andere mit einer PbSn2 bis PbSn4-Legierung beschickt ist. Eine Elektronenstrahlkanone mit zu beiden Tiegeln ablenkbarem Strahl läßt diesen in einem vorprogrammierten Rhythmus derart von einem Tiegel zum anderen springen, daß letztendlich eine Lagergleitschicht vorgegebener Zusammensetzung erzielt wird. Vor dem Verlassen der Bandanlage über Schleusen werden die Bänder auf Temperaturen unter 1000C abgekühlt und abschliessend aufgewickelt. Die derart erzeugten Schichten haben eine hohe Haftfestigkeit am Stahlträger und weisen als wesentlichen Vorteil auf, daß sie mit vorbestimmten Dicken auf den Stahlträger - allgemein auf jeden metallischen Träger - aufgebracht werden können, ohne einer weiteren Behandlung durch Walzen unterzogen werden zu müssen.In the context of the invention, it is advantageous to start from the fact that tIalbzeuge for the efficient production of friction or slide bearings and bushings can only be produced continuously in large series using the belt process. A carefully degreased and cleaned steel belt is fed into one via locks into the evacuated pretreatment room, where by heating, e.g. with electron beams, gases and vapors are removed from the belt. From there the tape gets into the actual Filled steaming room where the tape still has a required minimum temperature which for Al and its alloys should be between 200 and 250 ° C0 within The evacuated steaming zone of the conveyor system has two SchmelætiegeS, of which one z. B. with an alloy of the composition AlCulNi 0.5, the other is loaded with a PbSn2 to PbSn4 alloy. An electron beam cannon with the beam deflectable to both crucibles, it leaves this in a preprogrammed one Jump rhythm from one crucible to another in such a way that ultimately a bearing sliding layer predetermined composition is achieved. Before leaving the conveyor system over Locks, the strips are cooled to temperatures below 1000C and finally wound up. The layers produced in this way have a high adhesive strength on the steel beam and have the essential advantage that they have predetermined thicknesses on the Steel girders - generally on any metallic girder - can be applied, without having to undergo further treatment by rolling.

Darausresultiert, daß das in der Al-Matrix verteilte Blei in feindisperser Form vorliegt und bei einer Beanspruchung auf Dauerfestigkeit zufolge der nicht vorhandenen zeiligen Struktur dieselbe auch nicht mindert.As a result, the lead distributed in the Al matrix is more finely dispersed Form is present and in the case of a load on fatigue strength according to the not existing line structure does not reduce the same either.

Aus Versuchen geht hervor, daß die Dauerschlagfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkstoffe erheblich höher ist.Tests show that the long-term impact resistance of the after the materials produced by the method according to the invention is considerably higher.

Überraschenderweise hat sich auch herausgestellt, daß die AlPb-Legierungen im Hinblick auf die Korrosionsbe- ständigkeit den AlSn-Legierungen überlegen sind.Surprisingly, it has also been found that the AlPb alloys with regard to corrosion resistance of the AlSn alloys are superior.

Es ist ersichtlich, daß das vorstehend geschilderte Verfahren zur Beschichtung mit einer AlPb-Legierung aus der Dampfphase nicht nur auf Stahl, sondern auch auf andere metallische Verbundbänder übertragbar ist So hat sich z.B. be Versuchen auf Motorprüfständen gezeigt, daß Gleitlager aus dem Werkstoff Stahl/CuPb22Sn mit im Vakuum aufgedampfter AlPb10-Schicht eine größere mechanische Belastbarkeit, bessere NotlauSeigerlßchaf-ten und ein besseres Einbettvermögen besitzen als solche aus dem Werkstoff Stahl/CiPb22Sn mit PbSn Flash.It can be seen that the method described above for Coating with an AlPb alloy from the vapor phase not only on steel, but can also be transferred to other metallic composite strips shown on engine test stands that plain bearings made of steel / CuPb22Sn with In the vacuum vapor-deposited AlPb10 layer, a greater mechanical load capacity, better Emergency conditions and a better embedding capacity than such the material steel / CiPb22Sn with PbSn Flash.

Die Zinn/Bleibronze-Legierung war in beiden Fällen im kontinuierlichen Bandbegießverfahren auf den Stahlträger aufgebracht worden.The tin / lead bronze alloy was in continuous in both cases Tape casting process has been applied to the steel beam.

Da bei dem Begiessen von Stahlbändern mit Bleibronze bei nicht ausreichender Abkühlungsgeschwindigkeit immer die Gefahr der Schwerkraftseigerung und damit die Möglichkeit mangelhafter Bindung am Stahl besteht, wurde das Verfahren dahingehend erweitert, daß in einer ersten Aufdampfstation zunächst eine Schicht von 0,050 mm aus CuPb22Sn und in einer weiteren Station die eigentliche Lagergleitschicht aus ca. 0,020 nirn AlPb10Sn2 aufgedampft wurde. Hierbei zeigte sich, daß die Bleiverteilung in der Bleibronzeschicht erheblich feiner war als dies im Bandbegießverfahren erreichbar ist Dies erklärt sich ebenfalls aus der Tatsache, daß das Blei in der Kupfer-Zinn-Ma-trix nicht löslich, sondern nur mehr oder weniger fein dispergierbar ist.Since when steel strips are cast with lead bronze, this is not sufficient Cooling speed always the risk of increasing the force of gravity and thus the There is a possibility of inadequate bonding to the steel, the process was designed accordingly extended that in a first vapor deposition station initially a layer of 0.050 mm made of CuPb22Sn and the actual bearing sliding layer in a further station approx. 0.020 nirn AlPb10Sn2 was evaporated. This showed that the lead distribution in the lead bronze layer was considerably finer than could be achieved with the strip casting process is This is also explained by the fact that the lead Not soluble in the copper-tin matrix, but only more or less finely dispersed is.

Als weitere Vorteile solcher Bedampfung metallischer Bänder zur Herstellung von Gleitlagern zeichnet sich ab, daß eine Bedampfung unter Vakuumbedingungen erheblich weniger problematisch ist als ein Begießen unter Schutzgas, z,B, Wasserstoff0 Die als Träger dienenden Stähle neigen je nach Zusammensetzung bei dem dem eigentlichen Gießvorgang vorgeschalteten Blankglühen unter Wasserstoff zu einer mehr oder minder starken Aufnahme diese Gases, welches beim Abkühlen zur Aufgußoberfläche austretend, das dispergierte Blei nach unten zur Stahloberfläche drückt und damit zusätzl:Lch Veranlassung zu Bleiseigerungen gibt.As further advantages of such vapor deposition of metallic strips for the production It is apparent from plain bearings that vapor deposition under vacuum conditions is considerable is less problematic than pouring under protective gas, e.g. hydrogen0 Die Steels serving as carriers tend, depending on their composition, to the actual Casting process upstream bright annealing under hydrogen to a more or less strong absorption of this gas, which escapes to the surface of the infusion when it cools, the dispersed lead presses down to the steel surface and thus additionally: Lch Gives rise to lead segregation.

Auch-die Dichte der aufgedampften Schichten ist vergleichsweise zu aufgegossenen besser, da sie erheblich weniger Fehlstellen, wie z.B. Poren zeigen.Also-the density of the vapor-deposited layers is comparatively too Infused better, as they show considerably fewer imperfections, such as pores.

Es ist ersichtlich, daß jede andere für Gleitlagerzwecke geeiS1ete, aber schwierig oder anderweitig überhaupt nicht herstellbare Legierung oder Kombinationen solcher Legierungen nach dem geschilderten Verfahren hergestellt werden kann.It can be seen that any other suitable for plain bearing purposes, but difficult or otherwise impossible to manufacture alloy or combinations such alloys can be produced by the method described.

In einem besonders vorteilhaften Verfahrensschritt g können die unterschiedlichen Arten von Bedampfungsgut mit Hilfe eines Elektronenstrahls zeitweilig auf Verdampfungstemperatur erhitzt werden, der in einem vorprogrammierten Rhythmus mittels Magnetfelder auf jeweils einen der Bedampfungsgu-t enthaltenden Schmelztiegel umgelenkt wird. Dabei kann in vorteilhafter Weise das Band kontinuierlich beschichtet werden. In einem weiteren vorteilhaften Verfahrens schritt kann in dem einen Schmelztiegel ein Verdámpfungsgut auf Al-Basis und in einem anderen ein Verdampfungsgut auf Pb-Basis eingebracht werden. Dabei kann das Verdampfungsgut auf Al-Basis die Zusammensetzung AlCu1Ni 0,5 oder auf Pb-Basis mit der Zusammensetzung PbSn2 bis PbSn4 aufweisen.In a particularly advantageous method step g, the different Types of material to be vaporized temporarily at vaporization temperature with the aid of an electron beam heated in a preprogrammed rhythm by means of magnetic fields in each case one of the crucibles containing the material to be vaporized is deflected. Included the strip can advantageously be coated continuously. In one A further advantageous process step can be a vaporizable material in the one crucible Al-based and in another an evaporation material based on Pb are introduced. The Al-based evaporation material can have the composition AlCu1Ni 0.5 or on a Pb basis with the composition PbSn2 to PbSn4.

In einer weiteren vorteilhaften Weise kann in einem Schmelztiegel ein Verdampfungsgut auf Zimlbronze-Basis und in einem anderen Schmelztiegel ein Material auf Blei-Basis enthalten sein. In einer weiteren vorteilhafteÄ Weise kann das Verdampftuigsgut die Zusammensetzung einer Zinnbronze oder Bleibronze aufweisen.In a further advantageous manner, in a crucible a cinnamon bronze-based product to be evaporated and put in another crucible Lead-based material may be included. In a further advantageous manner the vaporized material has the composition of a tin bronze or lead bronze.

In einer besonders vorteilhaften Weise können mehrere, jedoch mindestens zwei Schichten unterschiedlicher, chemischer Zusammensetzung in holgetationen im evakuierten Raum auf einen Träger aus Metall aufgedampft werden. In einem weiteren vorteilhaften VerfahrensschrittS kann das Stahlband im evakuierten Raum vorbehandelt werden und auf eine Vortemperatur für das Bedampfen in der Bearbeitungszone gebracht werden.In a particularly advantageous manner, several, but at least two layers of different chemical compositions in holgetations im evacuated space can be vapor-deposited on a support made of metal. In another In the advantageous process step S, the steel strip can be pretreated in the evacuated room will and brought to a pre-temperature for the vapor deposition in the processing zone.

In einer weiteren vorteilhaften Weise kann das mit einer AlPb-Legierung aufgedampfte Stahlband vor dem Verlassen der Bandanlage auf eine Temperatur unter 1000C abgekühlt werden. In ebenso vorteilhafter Weise kann das Stahlband vor dem Aufdampfen einer fortlaufenden Reinigung unterzogen werden.In a further advantageous way, this can be done with an AlPb alloy evaporated steel strip before leaving the conveyor system to a temperature below 1000C. In an equally advantageous manner, the steel strip can before Be subjected to continuous cleaning by vapor deposition.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand folgender Figuren und Tabellen näher erläutert.The method according to the invention is illustrated using the following figures and tables explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1a Schliffbild eines aufgedampften Schichtverbundwerkstoffes; Fig. 1b Schliffbild eines durch Pulverwalzen, Sintern, oder Plattieren hergestellten Schichtverbundwerkstoffes; Fig. 2 Belastwlgsvergleich zwischen dem erfindungsgemäßen und einem bekannten Schichtverbundwerkstoff in Form eines Balken-Diagrammes.The figures show: FIG. 1a a micrograph of a vapor-deposited layer composite material; FIG. Fig. 1b micrograph of a produced by powder rolling, sintering, or plating Layer composite material; Fig. 2 load weight comparison between the inventive and a known composite material in the form of a bar diagram.

Die Figur 1a zeigt ein Schliffbild-rdes erfindungsgemäßen AlPb-Werkstoffes. In der Al-Matrix 10 liegt das Blei 11 in fein disperser Form vor. Die Figur 1b zeigt ein Schliffbild eines herkömmlichen Werkstoffes ebenfalls mit einer Al-Matrix 10 mit zeilig eingebettetem Blei 11.FIG. 1a shows a micrograph of the AlPb material according to the invention. The lead 11 is in finely dispersed form in the Al matrix 10. Figure 1b shows also a micrograph of a conventional material with a Al matrix 10 with lead 11 embedded in rows.

Durch diese zeilige Anordnung des Bleis 11 wird die Eauerfestigkeit des Werkstoffes erheblich reduziert.This linear arrangement of the lead 11 increases the resistance to creep of the material significantly reduced.

Die Figur 2 zeigt ein Balkendiagramm, in dem die Belastbarkeit des erfindungsgemäßen AlPb-Werkstoffs und einen herkömmlichen, wie in Fig. 1b gezeigten, bekannten AlPb-Werkstoffes dargesterl-t sind. Hieraus geht hervor, daß die Dauerschlagfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkstoffe um ca. 40% höher liegt als die eines bekannten Werkstoffes nach DE-OS 17 75 3220 Die naclfolgende Tabelle, die bei Korrosionsversuchen ermittelt wurde, zeigt den Unterschied der Korrosionsbeständigkeit zwischen einer AlSn-Lagerlegierung und einer AlPb-LagerlegierungO Es wurden die Gewichtsverluste zweier Lagerwerkstoffe nach dreistündigem Kochen in einer Mischung Laurinsäure/Nitrobenzol/Xylol ermittelt.Figure 2 shows a bar chart in which the load capacity of the AlPb material according to the invention and a conventional one, as shown in Fig. 1b, known AlPb material are shown. This shows that the long-term impact resistance of the materials produced by the process according to the invention by approx. 40% higher is as that of a known material according to DE-OS 17 75 3220 The following The table, which was determined during corrosion tests, shows the difference between the Corrosion resistance between an AlSn bearing alloy and an AlPb bearing alloy It was the weight loss of two bearing materials after three hours of cooking determined in a mixture of lauric acid / nitrobenzene / xylene.

Werkstoff Gewichtsverlust in mg/cm² AlPb1 0Sn1 Cul 0 AlSn20Cu7 100Material weight loss in mg / cm² AlPb1 0Sn1 Cul 0 AlSn20Cu7 100

Claims (14)

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Reib- oder G'leitelemente insbesondere Gleitlager für Verbrelmungskraftaschinen, auf deren Träger aus Metall eine metallische Suspension2-legierung mit in festem Zustand nicht ineinander lösbaren Komponenten als Gleitschicht und bzw. P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Process for producing a Layered composite material for friction or sliding elements, in particular sliding bearings For internal combustion engines with a metal suspension2 alloy on their metal base with non-detachable components in the solid state as a sliding layer and respectively. oder Zwischenschicht aufgebrach-t wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem evakuierten Raum mindestens zwei, die im festen Zustand nicht ineinander lösbaren Legierungsbestandteile bildende, in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Arten von Bedampfungsgut in jeweils getrennten Schmelztiegeln im Bereich des zu beschichtenden Trägers aufgestellt und in einem vorprogrammierten Rhythmus entsprechend der ges sichten Zusammensetzung der aufgedampften Gleitschicht bzw. Zwischenschicht abwechselnd zeitweilig, auf Verdampfungstemperatur gebracht werden.or intermediate layer is applied, characterized in that in an evacuated room at least two, which in the solid state do not fit into each other dissolvable alloy constituents, different in their composition Types of material to be vaporized in separate crucibles in the area of the to coated carrier and in a preprogrammed rhythm accordingly the visible composition of the vapor-deposited sliding layer or intermediate layer alternately, temporarily, are brought to evaporation temperature. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die uifterschiedlichen Arten von Bedampfungsgut mit Hilfe eines Elektronenstrahls zeitweilig auf Verdampfungstemperatur erhitzt werden, der in einem vorprogrammierten Rhythmus mit Hilfe von Magnetfelder auf jeweils einen der Bedampfungsgut enthaltenden Schmelztiegel umgelenkt wird.2.) The method according to claim 1, characterized in that the uiftreicher Types of material to be vaporized temporarily at vaporization temperature with the aid of an electron beam be heated in a preprogrammed rhythm with the help of magnetic fields is diverted to one of the crucibles containing the material to be vaporized. 3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Band-Beschichtung kontinuierlich erfolgt.3.) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the strip coating is carried out continuously. 4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelztiegel ein Verdampfungsgut auf Al-Basis und in einem anderen ein Verdampiungsgut auf Pb-Basis eingebracht wird.4.) Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in one crucible an Al-based evaporation material and in another an evaporation material based on Pb is introduced. 5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgut auf Al-Basis die Zusammensetzung AlCulNi 0,5 aufweist.5.) The method according to claim 4, characterized in that the evaporation material Al-based has the composition AlCulNi 0.5. 6.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgut auf Pb-Basis die Zusammensetzung PbSn2 bis PbSn4 aufweis-t.6.) The method according to claim 4, characterized in that the evaporation material on a Pb basis, has the composition PbSn2 to PbSn4. 7.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelztiegel ein Verdampfungsgut auf Zinnbrorlze-Basis und in einem anderen Schmelztiegel ein Material auf Blei-Basis enthalten ist. 7.) Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in a crucible a vaporizing material based on tin-bronze and in one Another crucible contains a lead-based material. 8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgut die Zusammensetzung einer Zinn-Bronze aufweist. 8.) Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the evaporation material has the composition of a tin-bronze. 9.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgut die Zusammensetzung einer Blei-Bronze aufweist. 9.) Method according to claim 1 to 3, characterized in that the evaporation material has the composition of a lead bronze. 10.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jedoch mindestens zwei Schichten unterschiedlicher, chemischer Zusammensetzung in Folgestationen im evakuierten Raum auf einen Träger aus Metall aufgedampft werden 10.) Method according to claim 1 or 2, characterized in that several, but at least two layers of different chemical composition in subsequent stations in the evacuated room are vapor-deposited onto a carrier made of metal 11 G ) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband im evakuierten Raum einer Vorbehandlung unterzogen wird.11 G) Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the steel strip is subjected to a pretreatment in the evacuated room. 12.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer AlPb-Legierung zu beschichtende Stahlband mit einer Vortemperatur in den Bedampfungsraum geführt wird.12.) The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that the steel strip to be coated with an AlPb alloy has a pre-temperature is led into the steaming room. 13.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer AlPb-Legierung bedampfte Stahlband vor dem Verlassen der Bandanlage auf eine Temperatur unter 100°C abgekühlt wird.13.) Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the steel strip vaporized with an AlPb alloy before it leaves the conveyor system is cooled to a temperature below 100 ° C. 14.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband fortlaufend, vor Eintritt in den evakuierten Vorbehandlungsraum, gereinigt wird014.) Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the steel strip continuously, before entering the evacuated pretreatment room, is cleaned0
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0256226A1 (en) * 1986-07-15 1988-02-24 Balzers Aktiengesellschaft Composite material with at least one bearing layer deposited by cathodic sputtering, production method and application of the material
US4946747A (en) * 1987-04-30 1990-08-07 Balzers Ag Machine element and method of making
DE19514836A1 (en) * 1995-04-21 1996-10-24 Fraunhofer Ges Forschung Concave-shaped bearing element
DE19514835C1 (en) * 1995-04-21 1997-01-23 Fraunhofer Ges Forschung Process for producing sliding elements concavely curved on the sliding surface
US7781015B2 (en) 2005-07-12 2010-08-24 Miba Gleitlager Gmbh Coating method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3606529A1 (en) * 1986-02-28 1987-09-03 Glyco Metall Werke METHOD FOR THE PRODUCTION OF LAYING MATERIAL OR LAYING MATERIAL PIECES BY EVAPORATING AT LEAST ONE METAL MATERIAL ONTO A METAL SUBSTRATE
CN107676382A (en) * 2017-09-11 2018-02-09 中设精工制造江苏有限公司 A kind of high-lead bronze copper sheathing and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE882174C (en) * 1942-10-07 1953-07-06 Bosch Gmbh Robert Process for the evaporation of substances in a vacuum using electron beams
AT236185B (en) * 1962-01-27 1964-10-12 Heraeus Gmbh W C Process for producing a composite metal
DE2004184A1 (en) * 1970-01-30 1971-08-05 Bosch Gmbh Robert Process for the vapor deposition of metals or metal compounds on a carrier with the aid of electron beam heating and vapor deposition device for carrying out the process
DE2747545A1 (en) * 1977-10-22 1979-05-03 Glyco Metall Werke SLIDING BEARING ALLOYS, IN PARTICULAR FOR USE AS A SLIDING LAYER, ON A COPPER-LEAD-TIN BASE FOR THE MANUFACTURING OF MULTI-LAYER SLIDING BEARINGS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE882174C (en) * 1942-10-07 1953-07-06 Bosch Gmbh Robert Process for the evaporation of substances in a vacuum using electron beams
AT236185B (en) * 1962-01-27 1964-10-12 Heraeus Gmbh W C Process for producing a composite metal
DE2004184A1 (en) * 1970-01-30 1971-08-05 Bosch Gmbh Robert Process for the vapor deposition of metals or metal compounds on a carrier with the aid of electron beam heating and vapor deposition device for carrying out the process
DE2747545A1 (en) * 1977-10-22 1979-05-03 Glyco Metall Werke SLIDING BEARING ALLOYS, IN PARTICULAR FOR USE AS A SLIDING LAYER, ON A COPPER-LEAD-TIN BASE FOR THE MANUFACTURING OF MULTI-LAYER SLIDING BEARINGS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Holland, L.: Vacuum de Position of Thin Films, 1961, S. 197 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0256226A1 (en) * 1986-07-15 1988-02-24 Balzers Aktiengesellschaft Composite material with at least one bearing layer deposited by cathodic sputtering, production method and application of the material
AU594172B2 (en) * 1986-07-15 1990-03-01 Kolbenschmidt Aktiengesellschaft Composite material with at least one sliding surface supplied by the cathodic sputtering method, method for its manufacture, and its applications
US4946747A (en) * 1987-04-30 1990-08-07 Balzers Ag Machine element and method of making
DE19514836A1 (en) * 1995-04-21 1996-10-24 Fraunhofer Ges Forschung Concave-shaped bearing element
DE19514835C1 (en) * 1995-04-21 1997-01-23 Fraunhofer Ges Forschung Process for producing sliding elements concavely curved on the sliding surface
DE19514836C2 (en) * 1995-04-21 2000-06-08 Fraunhofer Ges Forschung bearing shell
EP0821770B1 (en) * 1995-04-21 2001-02-28 Federal-Mogul Wiesbaden GmbH Concave sliding element and production process therefor
US7781015B2 (en) 2005-07-12 2010-08-24 Miba Gleitlager Gmbh Coating method
DE102006031783B4 (en) * 2005-07-12 2015-03-05 Miba Gleitlager Gmbh coating process

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