DE4101386C2

DE4101386C2 - Gleitstück

Info

Publication number: DE4101386C2
Application number: DE4101386A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Fujisawa; Takeshi Narishige; Yuzuru Miyazaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1991-01-18
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2011-01-19
Also published as: GB9101144D0; GB2240343A; DE4101386A1; CA2034568A1; US5468567A; GB2240343B; US5310606A; CA2034568C

Description

Die Erfindung betrifft Gleitstücke und insbesondere Verbesserungen von Geleitstücken, umfassend eine Oberflächenschicht aus einer Pb-Legierung auf einer Gleitfläche für ein Paßstück.

Herkömmlich sind Gleitlager als derartige Gleitstücke bekannt, welche eine aus einer Legierung auf Pb-Sn-Basis gebildete Oberflächenschicht umfassen (siehe die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 96088/81).

Ein derartiges Gleitlager wurde bei einem Lagerabschnitt einer Kurbelwelle in einem Motor angewendet, einem vergrößerten Ende einer Verbindungstange oder dergleichen. Unter den bestehenden Umständen, bei denen es eine Tendenz gibt, Geschwindigkeit und Leistung eines Motors zu erhöhen, leidet das Gleitstück gemäß dem Stand der Technik an dem Problem einer geringen Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen davon. Dies liegt überwiegend an der Kristallform der Legierung auf Pb-Sn- Basis, welche die Oberflächenschicht bildet, wobei die Kristallform in einer Form mit zufällig orientierten Kristallflächen vorliegt. Zusätzlich ist es vom Standpunkt einer Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen aus notwendig, die Ölrückhalte-Charakteristik der Oberflächenschicht zu verbessern.

Auch die GB-A-20 60 692 befasst sich mit Gleitlagerungs elementen im Bereich von Brennkraftmaschinen. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, Gleitflächen aus quaternären Legierungen zu bilden, die in der Lage sind, die bei bekann ten ternären und binären Legierungen auftretende Probleme im Betrieb, d. h. geringe Abriebsfestigkeit, geringe Korrosions festigkeit und geringe Ermüdungsfestigkeit, zu beseitigen.

Dazu schlägt die GB-A-20 60 692 vor, in einem zweistufigen Verfahren zunächst beispielsweise eine ternäre Legierung durch elektrolytische Abscheidung aufzubringen, und hierauf eine weitere Metallschicht aufzubringen und diese beiden Schichten dann zu erhitzen. Hierbei erfolgt die Abscheidung von Pb-Sn-Schichten bei Kathodenstromdichten zwischen 1 und 5 A/dm². Bei dieser Erhitzung findet eine gegenseitige Diffu sion der Elemente der verschiedenen Schichten statt, so dass eine quaternäre Legierungsschicht mit den gewünschten Eigen schaften gebildet wird.

Auch dieser Druckschrift sind jedoch keine Hinweise zu entnehmen, ob und ggf. wie eine Kristallform einer Legierung auf Pb-Sn-Basis gewählt werden soll, um eine Oberflächen schicht mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Das Dokument gibt auch keine Hinweise darauf, durch welche Verfahrensschritte die Struktur der Oberflächenschicht überhaupt beeinflußt werden kann.

Die Verwendung von Pb-Sn-Legierungen für Gleitlager ist auch aus der GB 2 117 403 A bekannt. Die GB 2 117 403 A befaßt sich vornehmlich mit der elektrolytischen Abscheidung einer unter der Gleitfläche vorzusehenden Diffusionsbarriere, offenbart jedoch keinen vollständigen Satz für die Abschei dung der Pb-Sn-Oberflächenschicht und gibt auch keine Hinweise auf eine mögliche Bedeutung der Struktur dieser Oberflächenschicht.

Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 844 507 und die AT 366 418 hingewiesen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Gleitstück der vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, bei welchem die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen durch eine Spezifizierung der Kristallform der Pb-Legierung erhöht werden kann.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Gleitstück der vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, bei welchem die Ölrückhalte-Charakteristik der Oberflächenschicht durch Spezifizierung der Form, geometrischen Gestalt und Größe des Kristalls der Pb- Legierung verbessert werden kann, wodurch die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen erhöht wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Gleitstück der vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, bei welchem die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen durch Spezifizierung der auf der Basis von Pb eingebauten Menge von Sn und Spezifizierung der Kristallform einer Pb-Legierung erhöht werden kann.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgaben wird erfindungs gemäß ein Gleitstück gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.

Wenn der Orientierungsindex in der (h00)-Ebene mit Hilfe der gemäß Anspruch 1 gewählten Kathodenstromdichte in dem vorstehend beschriebenen Bereich festgelegt ist, kann die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen erhöht werden. Wenn der Orientierungsindex jedoch kleiner ist als 50%, so wird keine befriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gleit stücks sind in den Unteransprüchen angegeben.

Wenn die Form, geometrische Gestalt und Größe des die Gleitfläche der Oberflächenschicht bildenden Kristalls der Pb-Legierung wie vorstehend beschrieben spezifiziert werden, kann die Ölrückhalte-Charakteristik der Oberflächenschicht verbessert werden, wodurch eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen bereitgestellt werden kann.

Wenn jedoch die Basislänge d der Pyramide 8 µm überschreitet, ist die Ölrückhalte-Charakteristik der Oberflächenschicht verschlechtert, woraus sich eine verminderte Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen ergibt.

Wenn der Sn-Gehalt und die Kristallform in der Pb- Legierung wie vorstehend beschrieben spezifiziert werden, kann die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen erhöht werden und die Oberflächenschicht kann mit Dauerfestigkeit versehen werden.

Wenn jedoch der Sn-Gehalt weniger als 3 Gewichtsprozent beträgt, ist die Dauerfestigkeit der Oberflächenschicht vermindert. Wenn der Sn-Gehalt 20 Gewichtsprozent übersteigt, so ist die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht gegen Festfressen vermindert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 und Fig. 2 ein Gleitlager, wobei Fig. 1 eine Explosionsansicht und Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 eine Mikrophotographie, welche eine metallogra phische Struktur einer erfindungsgemäßen Ober flächenschicht zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm einer Röntgenbeugungsmessung an einer die erfindungsgemäße Oberflächenschicht bildenden Pb-Legierung;

Fig. 5 eine Mikrophotographie, welche eine metallogra phische Struktur einer Oberflächenschicht gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm einer Röntgenbeugungsmessung an einer die Oberflächenschicht gemäß dem Stand der Technik bildenden Pb-Legierung;

Fig. 7 einen Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Orientierungsindex in einer (h00)-Ebene und dem Oberflächendruck, unter welchen ein Festfressen hervorgerufen wird, darstellt;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Vierecks- Pyramide;

Fig. 9 einen Graph, welcher die Beziehung zwischen der Basislänge d der Vierecks-Pyramide und dem Oberflächendruck, unter welchem ein Festfressen hervorgerufen wird, darstellt;

Fig. 10 einen Graph, welcher die Beziehung zwischen der h/d und dem Oberflächendruck, unter welchem ein Festfressen hervorgerufen wird, darstellt;

Fig. 11 einen Graph, welcher die Ergebnisse eines Festfreß-Tests darstellt; und

Fig. 12 eine Mikrophotographie, welche eine metallogra phische Struktur einer anderen erfindungsgemäßen Oberflächenschicht zeigt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Gleitlager 1 dargestellt, welches als Gleitstück bei einem Lagerabschnitt einer Kurbelwelle in einem Motor, einem vergrößerten Ende einer Verbindungstange oder dergleichen angewendet wird und eine erste Hälfte 1 ₁ und eine zweite Hälfte 1 ₂ umfaßt. Die Hälften 1 ₁ und 1 ₂ weisen die selbe Struktur auf und umfassen jeweils einen Träger 2, eine auf einer Gleitfläche des Trägers 2 für ein Paßstück ausgebildete Zwischenschicht 3 und eine auf einer Oberfläche der Zwischenschicht 3 ausgebildete Oberflächenschicht 4. Gegebenenfalls kann zwischen dem Träger 2 und der Zwischenschicht 3 ein Kupfer-Überzug vorgesehen sein. Darüberhinaus kann zwischen der Zwischenschicht 3 und der Oberflächenschicht 4 eine Nickel-Überzugsgrenzschicht vorgesehen sein.

Der Träger 2 ist aus einer gewalzten Stahlplatte gebildet und die Dicke des Trägers hängt von der festgesetzten Dicke des Gleitlagers 1 ab. Die Zwischenschicht 3 ist aus Kupfer, einer Legierung auf Kupfer-Basis, Aluminium, einer Legierung auf Aluminium-Basis, etc. gebildet und die Dicke der Zwischenschicht liegt in einem Bereich von 50 bis 500 µm und üblicherweise in der Größenordnung von 300 µm. Die Oberflächenschicht 4 ist aus einer Pb-Legierung gebildet und die Dicke der Oberflächenschicht liegt in einem Bereich von 5 bis 50 µm und üblicherweise in der Größenordnung von 20 µm.

Die die Oberflächenschicht 4 bildende Pb-Legierung enthält zwischen 80 Gewichtsprozent (inklusive) und 90 Gewichtsprozent (inklusive) an Pb und zwischen 3 Gewichtsprozent (inklusive) und 20 Gewichtsprozent (inklusive) an Sn und kann, falls notwendig, höchstens 10 Gewichtsprozent wenigstens eines Elements ausgewählt aus der aus Cu, In und Ag bestehenden Gruppe enthalten.

Cu hat die Wirkung, die Härte der Oberflächenschicht 4 zu erhöhen. Übersteigt jedoch der Cu-Gehalt 10 Gewichtsprozent, so weist die resultierende Oberflächenschicht eine zu hohe Härte auf, was einen erhöhten Verschleiß eines Paßstücks hervorruft. Wenn Cu zugegeben wird, so ist es wünschenswert, daß der Cu-Gehalt derart eingestellt ist, daß die Härte Hmv der sich ergebenden Oberflächenschicht 4 in einem Bereich von 17 bis 20 liegt.

In und Ag haben die Wirkung, die Oberflächenschicht 4 weicher zu machen, um ein verbessertes anfängliches Formanpassungsvermögen bereitzustellen. Übersteigt jedoch der Gehalt an In und/oder Ag 10 Gewichtsprozent, so weist die sich ergebende Oberflächenschicht 4 eine verminderte Festigkeit auf. Wenn In und/oder Ag zugegeben werden, so ist es wünschenswert, daß der Gehalt an In und/oder Ag derart eingestellt wird, daß die Härte Hmv der sich ergebenden Oberflächenschicht 5 in einen Bereich von 12 bis 15 liegt.

Die Oberflächenschicht 4 wird in einem Galvanisierungs- Prozeß hergestellt, in welchem als Galvanisierungslösung eine Galvanisierungslösung auf Borfluorid-Basis enthaltend 40 bis 180 g/l von Pb²⁺, 1.5 bis 35 g/l von Sn²⁺ und gegebenenfalls höchstens 15 g/l von Cu²⁺ verwendet wird. Die Temperatur der Galvanisierungslösung ist in einem Bereich von 10 bis 35°C festgesetzt und die Stromdichte einer Kathode ist in einem Bereich von 2 bis 15 A/dm² festgesetzt, wobei zur Abscheidung einer erfindungsgemäßen Oberflächenschicht 4 eine Kathodenstromdichte zwischen 8 A/dm² und 15 A/dm² gewählt wird.

Fig. 3 stellt eine Mikrophotographie (10000-fach) dar, welche eine metallographische Struktur auf einer Gleitfläche 4a der Oberflächenschicht 4 zeigt. Die erfindungsgemäße Oberflächenschicht 4 wurde aus einer Pb-Legierung gefertigt, welche 8 Gewichtsprozent an Sn und 2 Gewichtsprozent an Cu enthielt. Die Oberflächenschicht wurde auf einer aus einer Cu-Legierung gefertigten Zwischenschicht gebildet und die Stromdichte der Kathode wurde bei der Bildung der Ober flächenschicht 4 in einer Galvanisierungsbehandlung auf 8 A/dm² festgesetzt.

Der Kristall der Pb-Legierung in der Gleitfläche 4a nimmt Pyramiden-Gestalt an, wobei die Spitze der Pyramide zur Gleitfläche 4a hin gerichtet ist, d. h. im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vierecks-Pyramide, deren vier geneigte Flächen zu parallel zu Ebenen mit den Miller- Indizes (111) verlaufenden Flächen gehören.

Fig. 4 zeigt die Meßkurve einer Röntgenbeugungsmessung an der Pb-Legierung, bei welcher nur Beugungspeaks der Ebenen mit den Miller-Indizes (200) und (400) beobachtet werden. Hierbei bezeichnet "cps" als Abkürzung der bei Beugungsmes sungen allgemein gebräuchlichen Angabe "counts per second" die gemessene Zählrate, nämlich Zählereignisse pro Sekunde. Auf der Ordinatenskala ist "K" als Abkürzung für "1000" verwendet.

Definiert man einen Orientierungsindex Oe als eine die Orientierung einer Kristallebene anzeigende Richtzahl wie folgt:

Oe = Ihkl/Ihkl × 100 (%),

wobei hkl Miller-Indizes sind, Inkl die integrierte Signalstärke einer (hkl)-Ebene ist, und Ihkl die Summe der Inkl ist, so sind die Kristallflächen umso mehr in eine zu einer (hkl)-Ebene senkrecht verlaufende Richtung orientiert, je näher der Orientierungsindex in der (hkl)- Ebene an 100% liegt.

Die integrierte Signalstärke Ihkl und der Orientierungsindex Oe in den (200)- und (400)-Ebenen der Pb-Legierung sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Wie aus Tabelle I zu ersehen ist, beträgt der Orientierungsindex in der (h00)-Ebene der Pb-Legierung 100% und somit weist die Pb-Legierung Kristallflächen auf, welche in axialer Richtung der Kristallachsen a, b und c orientiert sind, d. h. (h00)-Ebenen.

Fig. 5 stellt eine Mikrophotographie (10000-fach) dar, welche eine metallographische Struktur in einer Gleitfläche einer Oberflächenschicht des Stands der Technik zeigt. Die Oberflächenschicht ist aus einer Pb- Legierung enthaltend 8 Gewichtsprozent von Sn und 2 Gewichtsprozent von Cu gefertigt. Die Oberflächenschicht ist auf einer Zwischenschicht aus einer Cu-Legierung durch eine Galvanisierungsbehandlung gefertigt und kann auf einen Lagerabschnitt einer Kurbelwelle für einen Motor aufgebracht werden.

Fig. 6 zeigt die Meßkurve einer Röntgenbeugungsmessung an der Pb-Legierung des Stands der Technik. In Fig. 6 wird keine Orientierung zu einer spezifischen Kristallfläche beobachtet. Die integrierte Signalstärke Ihkl und der Orientierungsindex Oe in verschiedenen (hkl)-Ebenen sind in Tabelle II angegeben. Wie bei Fig. 4 bezeichnet auch in Fig. 6 die Einheit "cps" Zählereignisse pro Sekunde, die Bezeichnung "K" auf der Ordinatenskala steht für "1000".

Tabelle II

Wie aus Fig. 5 und Tabelle II zu ersehen ist, ist die Kristallform der Pb-Legierung des Stands der Technik eine Form mit zufällig orientierten Kristallflächen und somit ist die geometrische Gestalt des Kristalls in der Gleitfläche eine unbestimmte, teilweise Pyramiden umfassende Gestalt.

Tabelle III zeigt einen Vergleich der Zusammensetzungen und Orientierungen und daher der Orientierungsindizes der Oberflächenschichten in verschiedenen Gleitlagern.

Das erfindungsgemäße Beispiel I entspricht einer Pb- Legierung (Fig. 3) in der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Die Vergleichs-Beispiele II und III weisen in Vergleich zu Beispiel I eine verminderte Stromdichte einer Kathode auf und weisen dementsprechend reduzierte Orientierungsindizes Oe in der (h00)-Ebene auf.

Das erfindungsgemäße Beispiel IV umfaßt eine aus einer Legierung auf Pb-Sn-In-Basis gebildete Oberflächenschicht und weist einen Orientierungsindex von 100% in der (h00)- Ebene auf.

Die Vergleichs-Beispiele V und VI weisen im Vergleich zu Beispiel IV eine verminderte Stromdichte einer Kathode auf und somit entsprechend reduzierte Orientierungsindizes in der (h00)-Ebene.

Das Vergleichsbeispiel VII entspricht einer Pb-Legierung (Fig. 5) des Stands der Technik und die Stromdichte einer Kathode davon kann nicht bestimmt werden.

Das Vergleichsbeispiel VIII weist die gleiche Zusammensetzung auf wie die Beispiele IV bis VI, jedoch kann die Stromdichte der Kathode davon nicht bestimmt werden.

Fig. 7 stellen die Ergebnisse eines Festfreß-Tests für die Beispiele I bis VIII dar.

Zur Durchführung des Festfreß-Tests wurde jedes der Gleitlager in Gleitkontakt mit einer sich drehenden Welle gebracht und die auf das Gleitlager ausgeübte Last allmählich erhöht. Fig. 7 ist ein Graph, welcher die Oberflächendrücke beim Festfressen in der Oberflächenschicht des jeweiligen Gleitlagers darstellt.

Die Testbedingungen waren die folgenden: Als Material für die sich drehende Welle wurde ein nitridiertes JIS S48C- Material verwendet und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle betrug 6000 U/min, die Ölzufuhrtemperatur betrug 120°C, der Ölzufuhrdruck betrug 3 bar (entsprechend einer Masse pro Fläche von 3 kg/cm²) und die angewandte Last betrug 1 kg/sec.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, weisen die erfindungsgemäßen Beispiele I und IV im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen VII und VIII eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen auf.

Dies kann der Kristallform der Pb-Legierung in der Oberflächenschicht zugeschrieben werden. Insbesondere liegt der Grund hierfür darin, daß bei den erfindungsgemäßen Beispielen I und IV die Kristallform der Pb-Legierung eine Form mit einem Orientierungsindex Oe in der (h00)-Ebene von wenigstens 50% ist, daß aber bei den Vergleichsbeispielen VII und VIII die Kristallform der Pb- Legierung eine Form mit zufällig orientierten Kristallflächen ist.

Um die Widerstandsfähigkeit der Oberflächenschicht 4 gegen Festfressen zu verbessern, ist der Orientierungsindex Oe in der (h00)-Ebene wie vorstehend beschrieben in einem Bereich von 50 bis 100%, vorzugsweise auf mindestens 60%, festgesetzt insbesondere, wenn eine Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen unter extremen Bedingungen gefordert ist, wird der Orientierungsindex Oe in der (h00)-Ebene auf mindestens 97% festgesetzt.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist in einer Vierecks- Pyramide 5 einer Pb-Legierung die Länge d der Basis auf 8 µm oder weniger, vorzugsweise im Bereich von 0.5 bis 6 µm festgesetzt. Das Verhältnis h/d der Höhe h zur Länge d der Basis der Vierecks-Pyramide 5 ist in einem Bereich von 0.2 bis 1.0, vorzugsweise 0.33 bis 0.8 festgesetzt. Die Größe einer solchen Pyramide hängt von der Stromdichte der Kathode ab. Wenn die Stromdichte der Kathode erhöht wird, wird die Pyramide 5 größer. Wie in Zusammenhang mit der Photographie der Fig. 3 erläutert, ist eine solche Pyramide vorzugsweise derart orientiert, daß ihre Basis fläche in Fig. 8 durch eine in der Gleitfläche 4a oder parallel zu ihr liegende (h00)-Ebene gebildet ist und ihre Spitze - wie in der Photographie von Fig. 3 zu erkennen - aus der Gleitfläche 4a heraussteht.

Die Ölrückhalte-Charakteristik der Oberflächenschicht 4 kann durch Festsetzung der Form, geometrischen Gestalt und Größe des Kristalls der Pb-Legierung in der vorstehend beschriebenen Weise verbessert werden.

Tabelle IV zeigt den Vergleich der Zusammensetzung, der Orientierung des Kristalls und somit die Orientierungsindizes Oe in der (h00)-Ebene, die geometrische Gestalt und die Größen der Oberflächenschichten in verschiedenen Gleitlagern.

Das Vergleichs-Beispiel IX entspricht einer Pb- Legierung ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel (bis auf die Stromdichte der Kathode von 6 A/dm²).

Die erfindungsgemäßen Beispiele X und XI entsprechen Pb- Legierungen, bei welchen die Stromdichte der Kathode im Vergleich zum Beispiel IX erhöht wurde. Das Beispiel XII entspricht einer Pb- Legierung, bei welcher die Stromdichte der Kathode im Vergleich zum Beispiel IX erniedrigt wurde.

Das Vergleichsbeispiel XIII entspricht einer Pb-Legierung ähnlich dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel, dessen geometrische Gestalt eine instabile Gestalt mit teilweise eingeschlossener Pyramide ist, jedoch kann die Stromdichte der Kathode davon nicht bestimmt werden.

Im Vergleichsbeispiel XIV ist die Zusammensetzung im wesentlichen die gleiche wie im Beispiel XII und die geometrische Gestalt des Kristalls ist im wesentlichen die gleiche wie im Vergleichsbeispiel XIII, jedoch kann die Stromdichte der Kathode davon nicht bestimmt werden.

Fig. 9 und 10 stellen die Ergebnisse eines Festfreß- Tests für die Beispiele IX bis XIV dar. Fig. 9 stellt eine Beziehung zur Länge d der Basis der Vierecks-Pyramide dar und Fig. 10 stellt eine Beziehung zur Länge d und zur Höhe h, d. h. zu h/d dar. Die Vorgehensweise und die Bedingungen des Festfreß-Tests sind die gleichen wie jene in Fig. 7 dagestellten.

Wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, kann in den Beispielen IX bis XII die Ölrückhalte-Charakteristik zur Bereitstellung einer ausgezeichneten Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen im Vergleich mit den Beispielen XIII und XIV erhöht werden, indem man den Kristall der die Gleitfläche 4a der Oberflächenschicht 4 bildenden Pb- Legierung als Vierecks-Pyramide 5 wächst und die Länge der Basis der Pyramide auf 8 µm oder weniger, vorzugsweise im Bereich von 0.5 bis 6 µm, festsetzt und das Verhältnis der Höhe h zur Basislänge d im Bereich von 0.2 bis 1.0, vorzugsweise von 0.33 bis 0.8, festsetzt.

Tabelle V stellt einen Vergleich der Zusammensetzungen, der Kristallorientierungen, d. h. der Orientierungsindizes Oe, und dergleichen der Oberflächenschichten in verschiedenen Gleitlagern dar.

Das erfindungsgemäße Beispiel XV entspricht einer Pb- Legierung ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel (bis auf die Stromdichte der Kathode von 8 A/dm²).

Das erfindungsgemäße Beispiel XVI weist im Vergleich zum Beispiel XV eine auf 10 A/dm² geänderte Stromdichte der Kathode und daneben eine unterschiedliche Zusammensetzung der Oberflächenschicht auf. Die Härte des Beispiels XVI ist im Vergleich zum erfindungsgemäßen Beispiel XV erhöht.

Das erfindungsgemäße Beispiel XVII entspricht einer Pb-Sn- In-Legierung, welche durch Galvanisieren von Pb-Sn auf eine Zwischenschicht aus einer Cu-Legierung, Galvanisieren von In darauf und thermische Diffusion gebildet wurde. Die Temperatur der thermischen Diffusion betrug 150°C und die Dauer davon betrug eine Stunde.

Das Vergleichsbeispiel XVIII entspricht einer Pb-Legierung ähnlich dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel.

Das Vergleichsbeispiel XIX weist die gleiche Zusammensetzung auf wie das erfindungsgemäße Beispiel XVII.

Das Vergleichsbeispiel XX weist keine Oberflächenschicht auf und umfaßt eine von einer aus einer Aluminium- Legierung bereitgestellte Gleitfläche. Die Aluminium- Legierung enthält 1.7 Gewichtsprozent von Pb, 12 Gewichtsprozent von Sn, 0.7 Gewichtsprozent von Cu, 0.3 Gewichtsprozent von Sb und 2.5 Gewichtsprozent von Si.

Fig. 11 stellt die Ergebnisse eines Festfreß-Tests für die erfindungsgemäßen Beispiele XV bis XVII und die Vergleichsbeispiele XVIII bis XX dar. Das Verfahren und die Bedingungen dieses Festfreß-Tests waren die gleichen wie jene in Fig. 7.

Wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, weisen die erfindungsgemäßen Beispiele XV bis XVII im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen XVIII und XIX eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen auf.

Dies ist auf die Zusammensetzung und die Kristallform der Pb-Legierung in der Oberflächenschicht zurückzuführen. Genauer gesagt liegt der Grund hierfür darin, daß in den erfindungsgemäßen Beispielen XV bis XVII die Pb-Legierung 3 (inklusive) bis 20 (inklusive) Gewichtsprozent von Sn und höchstens 10 Gewichtsprozent wenigstens eines Elements ausgewählt aus einer aus Cu, In und Ag bestehenden Gruppe enthält und die Kristallform gleichzeitig der Pb-Legierung in einer Form ist mit einem Orientierungsindex Oe von 100% in der (h00)-Ebene und mit in einer einzigen Richtung orientierten Kristallflächen. Im Kontrast dazu ist die Zusammensetzung in den Vergleichbeispielen XVIII und XIX die gleiche wie in den erfindungsgemäßen Beispielen, jedoch ist die Kristallform eine Form mit zufällig orientierten Kristallflächen. Aus diesem Grund ist die Widerstandsfähigkeit der Vergleichsbeispiele XVIII und XIX gegen Festfressen geringer.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Oberflächenschicht. Die Zusammensetzung seiner Pb-Legierung ist die gleiche wie beim erfindungsgemäßen Beispiel XV, jedoch wurde die Stromdichte der Kathode auf 10 A/dm² festgesetzt, was höher ist als beim erfindungsgemäßen Beispiel XV.

Die Vergrößerung dieser Mikrophotographie ist 10000-fach, genau wie in Fig. 3, jedoch ist zu ersehen, daß einhergehend mit einer Erhöhung der Stromdichte der Kathode die Vierecks-Pyramide im Vergleich zur der in Fig. 3 größer gewachsen ist.

Für die Orientierung des Kristalls dieser Pb-Legierung beträgt der Orientierungsindex Oe in der (h00)-Ebene 97.5% und in der (111)-Ebene 1.3% und die Kristallform davon ist eine Form mit im wesentlichen in einer einzigen Richtung orientierten Kristallflächen.

Es soll festgestellt werden, daß bei Einbau von Ag in die Oberflächenschicht ein Verfahren eingesetzt wird, in welchem eine Galvanisierungs-Behandlung unter Verwendung einer Pb- und Sn-Ionen enthaltenden Galvanisierungslösung mit Zusatz von Ag-Ionen durchgeführt wird. Zusätzlich soll bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Gleitlager begrenzt ist, sondern auch auf andere Gleitstücke angewendet werden kann.

Claims

1. Gleitstück (1) mit einer Oberflächenschicht (4), die an einer Gleitfläche (4a) in einem elektrolytischen Abscheideverfahren als Aggregat von Kristallen aus einer Zinn enthaltenden Blei-Legierung gebildet ist,
wobei in der Blei-Legierung der Zinn-Gehalt 3 bis 20 Gew.-% und der Blei-Gehalt 80 bis 90 Gew.-% beträgt,
wobei die Blei-Legierung bis zu 10 Gew.-% eines Elements enthält, welches aus der von den Elementen Kupfer, Indium und Silber gebildeten Gruppe ausgewählt ist,
wobei weiter das Aggregat von Kristallen derart ausgebildet ist, daß es (h00)-Ebenen (in Miller-Indizes) umfaßt, die mit einem Orientie rungsindex von zwischen 50% und 100% in oder parallel zu der Gleitfläche (4a) ausgerichtet sind, und
wobei bei dem elektrolytischen Abscheideverfahren eine Kathodenstromdichte von zwischen 8 A/dm² und 15 A/dm² zum Einsatz gekommen ist.

2. Gleitstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Orientierungsindex einen Wert von wengistens 60%, vorzugsweise wenigstens 97%, aufweist.

3. Gleitstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristalle der Blei-Legierung die Form von Pyramiden (5) mit einer Basislänge d von höchstens 8 µm, vorzugsweise von zwischen 0,5 µm und 6 µm, aufweisen, deren Spitze auf die Gleitfläche (4a) zu gerichtet sind.

4. Gleitstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis h/d der Höhe h zur Basislänge d der Pyramiden (5) einen Wert von zwischen 0,2 und 1,0, vorzugsweise von zwischen 0,33 und 0,8, aufweist.