DE4103116A1 - Gleitelement mit hochverschleissfester gleitschicht mit verbesserten gleiteigenschaften und herstellungsverfahren hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitelement mit einer 10 µm bis 100 µm dicken Gleitschicht aus ternärer oder binärer Legierung von Metallen mit guten Gleiteigenschaften aus einer Gruppe von Blei, Zinn, Antimon, Indium, Thallium, Kupfer, Cadmium, Arsen, wobei sich die Legierungszusammensetzung der Gleitschicht von ihrer die Gleitfläche bildenden Oberfläche nach dem Schichtinneren ändert.

Wesentliche Anforderungen an ein modernes Gleitlager sind hohe thermo-mechanische Belastbarkeit und gute Gleiteigenschaften. Das erstgenannte Merkmal verlangt einen Werkstoff hoher Wärmebeständigkeit und Festigkeit, während für gute Gleiteigenschaften im Bereich von Gleitgeschwindigkeiten ab ca. 15 m/s und darüber weiche Werkstoffe einzusetzen sind. Diese Forderungen werden insbesondere von Mehrschichtlagern, die eine weiche Gleitschicht und eine hochfeste Lagermetallschicht aus Bronze- oder Aluminiumwerkstoffen haben, erfüllt. Die Gleitschicht, die besonders gute Gleiteigenschaften besitzt, besteht je nach Ausführung meist aus Blei mit 8+20 Gew.-% Zinn und 2-6 Gew.-% Kupfer, wobei vereinzelt auch bis zu 10 Gew.-% Kupfer und weitere Metalle eingesetzt werden können. Auch andere Gleitschichten sind bekannt, wie z.B. SnSb7- oder PbIn6-Legierungen.

Derartige Gleitlagerlegierungen sind auch als Weißmetall-Legierungen bekannt.

Ein solches Gleitlager, dessen Gleitschicht aus Weißmetall-Lagerlegierung gebildet ist, wird in DE-A-27 22 144 beschrieben. Die Gleitschicht der dort beschriebenen Lager ist auf Bleibasis mit 10-20 Gew.-% Zinn und bis zu 10 Gew.-% Kupfer. Es wurde festgestellt, daß sich mit höherem Kupfer- und Zinngehalt die Dauerbelastbarkeit des Gleitlagers erhöhen läßt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Gleitschicht nur schwer durch elektro-chemische Abscheidung herstellbar ist, da hoch Sn-haltige Elektrolytlösungen sehr instabil sind, und daß mit einer Erhöhung der Dauerbelastbarkeit auch ein Anstieg der Härte erfolgt, so daß ein erhöhter Abrieb an der Welle eintreten kann. Es ist daher wünschenswert, den Zinngehalt in einer Gleitschicht zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitelement, insbesondere Mehrschichtgleitlager zur Verfügung zu stellen, dessen Gleitschicht einerseits hoch verschleißfest ist und andererseits verbesserte Gleiteigenschaften aufweisen soll. Die verbesserten Gleiteigenschaften sollen möglichst über die gesamte Lebensdauer der Gleitschicht vorliegen und sich vor allem in der Einlaufzeit des Gleitlagers besonders günstig auswirken. Außerdem soll die neue Gleitschicht einfach und mit herkömmlichen Methoden, wie z.B. durch elektro-chemische Abscheidung herstellbar sein. Aufgabe der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gleitschicht.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Gleitschicht dadurch gelöst, daß sich die Legierungszusammensetzung hinsichtlich eines oder mehrerer in die ternäre oder binäre Legierung der Gleitschicht eindiffundierbaren Legierungsbestandteile aus weichem Metall der Untergruppe Zinn, Antimon, Indium, Thallium, kontinuierlich mit einem Konzentrationsgradienten senkrecht zur Gleitfläche ändert, und zwar ausgehend von einer dem reinen eindiffundierbaren Metall entsprechender Maximalkonzentration exponentiell abfallend bis zur asymptotischen Annäherung einer vorher festgelegten Mindestkonzentration dieses Legierungsbestandteiles in einem vorher festgelegten Tiefenbereich innerhalb der Gleitschicht.

In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine auf eine Trägerschicht aufgebrachte Schicht aus binärer oder ternärer Basislegierung von Metallen mit guten Gleiteigenschaften aus einer Gruppe von Blei, Zinn, Antimon, Indium, Thallium sowie Kupfer, Cadmium, Arsen an ihrer freien Oberfläche mit einer weiteren Schicht aus in die Schicht aus Basislegierung eindiffundierbarem zusätzlichen Legierungsbestandteil aus weichem Metall der Gruppe Zinn, Antimon, Indium, Thallium belegt wird und daß dieser zusätzliche Legierungsbestandteil durch zeitlich gesteuerte Temperaturbehandlung in die Schicht aus Basislegierung zumindest teilweise eindiffuniert wird, derart, daß die Konzentration des eindiffundierten Legierungsbestandteiles von der belegten Oberfläche der ersten Schicht nach ihrem Inneren von reinem Metall der Belegungsschicht auf eine vorher festgelegte Mindestkonzentration abnimmt und ein Konzentrationsgradient eingestellt wird, der von der Konzentration des reinen Belegungsmetalles exponentiell mit asymptotischer Annäherung der Konzentration des Belegungsmetalles in der Basislegierung abfällt.

Als weiche Komponente kommen legierbare Stoffe zum Einsatz, die gute Gleiteigenschaften haben, wie z.B. Zinn, Antimon, ferner auch Blei, Indium, Thallium etc.

Es ist bekannt, daß in modernen Gleitlagern, insbesondere Mehrschichtlagern, die Gleitschicht, die besonders gute Gleiteigenschaften besitzt, vorzugsweise nur bis zu 20 µm dick sein soll, da mit zunehmender Schichtdicke die relative dynamische Belastbarkeit (Ermüdungsfestigkeit) der Gleitschicht abnimmt. Eine typische Gleitschicht dieser bekannten Art ist eine Bleilegierung mit etwa 8-12% Zinn und 2-6% Kupfer. Die Mikrohärte einer solchen Schicht von HV 12-20 (bei 20°C) ist extrem weich, infolge der geringen Schichtdicke vermag die Gleitschicht jedoch sehr hohe spezifische Wechsellasten aufzunehmen.

Erfindungsgemäß erhält nun eine Gleitschicht einen zur wirksamen Oberfläche der Gleitschicht hin zunehmenden Konzentrationsgradienten einer weichen Komponente, die die gute Gleiteigenschaft hat, in obigem Fall Zinn. Der Konzentrationsgradient kann so gewählt sein, daß der Zinngehalt über die gesamte Schichtdicke von normalerweise 10 bis 25 µm zur wirksamen Oberfläche (Gleitfläche) hin kontinuierlich zunimmt und dabei im Mittel der gesamten Schicht ca. 12-16 Gew.-% beträgt. Durch diesen Konzentrationsgradienten wird erreicht, daß die Gleitschicht an der Gleitfläche eine geringere Mikrohärte, dafür aber noch bessere Gleiteigenschaften aufweist, so daß die Lagereigenschaften gegenüber einer Gleitschicht ohne Konzentrationsgradient nochmals verbessert sind, ohne dabei eine zu niedrige Ermüdungsfestigkeit zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß der extrem weiche Schichtdickenbereich der Gleitschicht besonders dünn ist.

Auch insgesamt dickere Gleitschichten mit Konzentrationsgradienten sind möglich. Je nach Dicke der Gleitschicht braucht der Konzentrationsgradient nicht durch die ganze Schicht zu gehen. Wesentlich bei Gleitlageranwendungen ist nur, daß die weiche Gleitschicht verhältnismäßig dünn ist.

Es hat sich gezeigt, daß das Einlaufverhalten von Motoren durch den Konzentrationsgradienten der weichen Komponente in der Gleitschicht verbessert wird. Außerdem hat es sich als besonders günstig erwiesen, daß der erfindungsgemäße Konzentrationsgradient der die Gleiteigenschaften bestimmenden weichen Komponente noch wärend der Einlaufphase des Lagers sich günstig auswirkt, so daß hier an der Gleitfläche der Gleitschicht eine höhere Konzentration der gut gleitenden Komponente vorliegt. Von Vorteil ist hierbei, daß der Diffussionsvorgang unter der Betriebstemperatur in der Einlaufphase fortschreitet und dabei die Region erhöhter Konzentration der die Gleiteigenschaften bestimmenden weichen Komponente in die gesamte Gleitschicht eindiffundiert. Die weiche Komponente wandert somit vor der Verschleißfront in die Gleitschicht und bildet hierdurch eine besonders gute Gleitfläche.

Diesen Vorteil weisen bekannte Gleitschichten, die mit einem dünnen Zinnflash ausgerüstet sind, nicht auf. Dieser bekannte Zinnflash, der eine nur wenige µm dicke Schutzschicht auf Gleitlagern ist, dient bei den bekannten Gleitlagern als Oberflächenschutz gegen Oxidation und verbessert das optische Aussehen der Gleitfläche. Der Zinnflash wird bei der ersten Inbetriebnahme der Gleitlager von der Welle abgetragen, da er zu weich ist. Eine gewisse Verbesserung des Einlaufsverhaltens kann durch den Zinnflash erreicht werden, die eigentliche Einlaufschicht ist jedoch die unter dem Zinnflash liegende Gleitschicht, meist eine Ternärschicht (Legierung aus 3 Metallen), die die geometrische Anpassung der Reibpartner ermöglicht. Der Vorteil, daß praktisch über die gesamte Laufzeit des Gleitlagers eine deutlich erhöhte Konzentration der weichen Komkonente in der Gleitschicht vorliegt, kann mit einem Zinnflash nicht erreicht werden, da er bei der Inbetriebnahme des Gleitlagers abgerieben wird.

Die erfindungsgemäße Gleitschicht kann so ausgebildet sein, daß die auf die Basis-Legierung aufgebrachte weiche Komponente, bevorzugt Zinn, nicht vollständig eindiffundiert ist, so daß auch hier ein Zinnflash (mit den gleichen Eigenschaften wie oben beschrieben) auf der Oberfäche der Gleitschicht zurückbleibt. Vorzugsweise soll die auf die Basis-Legierung aufgebrachte weiche Komponente vollständig eindiffundieren, hier kann jedoch auch nachträglich (nach der Thermodiffussion) noch ein Zinnflash aufgetragen werden.

Als Gleitschicht werden bevorzugt Blei-Zinn-Kupfer-Legierungen eingesetzt, die zur wirksamen Oberfläche der Gleitschicht hin eine ansteigende Zinn-Konzentration aufweisen. Auch Blei-Indium-Legierungen sind möglich, in denen die Indium-Konzentration zur Gleitfläche hin ansteigt. Diese Legierungen haben schon ohne den Konzentrationsgradienten der weichen Komponente gute Lagereigenschaften und lassen sich, insbesondere die Blei-Zinn-Kupfer-Legierung, auf bekannte Weise auf galvanischem Wege herstellen.

Die Anwendung der Erfindung ist bei Zweischichtlagern, z.B. mit einer PbIn-Gleitschicht, denkbar, besonders günstig ist aber der Einsatz in Mehrschichtgleitlagern, wobei dann die Gleitschicht getrennt durch eine Zwischenschicht über einer Lagermetallschicht aufgebracht ist, die auf einer Stützschale liegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Mehrschichtgleitlager auf einer Stahlstützschale, die eine Dicke von 1 bis über 10 mm aufweisen kann. Das Mehrschichtgleitlager weist in diesem Fall bevorzugt eine Lagermetallschicht aus Bleibronze auf Kupferbasis auf, die auf der Stützschale liegt und 22 Gew.-% Blei und 1,5 Gew.-% Zinn enthält. Über der Lagermetallschicht liegt eine Zwischenschicht, die bevorzugt aus Nickel ist, auf der wiederum die Gleitschicht aufgebracht ist, die eine Bleilegierung mit einem Zinngradienten bei einer mittleren Zinnkonzentration von 8-20 Gew.-%, vorzugsweise 12-16 Gew.-% und einem mittleren Kupfergehalt von ca. 2-6 Gew.-% hat. Die Zwischenschicht hat eine Dicke von 1-3 m und dient als dichter Untergrund (Damm) für die Gleitschicht, damit das Zinn nicht aus der Gleitschicht in die Lagermetallschicht wandern kann. Üblicherweise hat die Lagermetallschicht eine Dicke von 0,2-0,5 mm und die Gleitschicht eine Dicke von 10-25 µm.

Als Zwischenschicht können auch andere Dämme, wie z.B. CuSn-Schichten (z.B. CuSn40), verwendet werden. Als Lagermetallschicht kommen auch andere Lagerlegierungen in Frage, z.B. AlSn-Legierungen wie AlSn20.

Die erfindungsgemäße Gleitschicht ist am einfachsten erhältlich durch elektro-chemisches Abscheiden zweier verschiedener Metallschichten, wobei zuerst eine Basis-Gleitschicht und darüber eine weitere Schicht aus der weichen Komponente abgeschieden wird. Anschließend läßt man die weitere Schicht aus der weichen Komponente durch eine Temperaturbehandlung (Thermodiffussion) zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch überwiegend oder ganz, in die Basis-Gleitschicht eindiffundieren, so daß man die Gleitschicht mit dem erfindungsgemäßen Konzentrationsgradienten der weichen Komponente erhält, der von der wirksamen Seite zur gegenüberliegenden Seite hin abfällt.

Wichtig ist, daß die Basis-Gleitschicht und die weitere Schicht aus der weichen Komponente in möglichst gleichmäßiger Dicke aufgebracht werden, und daß die resultierende weiche Gleitschicht möglichst dünn ist, damit deren relative dynamische Belastung verhältnismäßig groß ist (vergleiche Fig. 3).

Es hat sich herausgestellt, daß mit dem Verfahren besonders einfach hoch-bleihaltige Blei-Kupfer-Zinn-Legierungen für Gleitlagerzwecke mit 8-40 Gew.-% Zinn und 2-12 Gew.-% Kupfer herstellbar sind, wobei man eine Basis-Gleitschicht, die die gewünschte Menge an Blei und Kupfer enthält, elektro-chemisch mit gegebenenfalls einem niedrigen Zinngehalt abscheidet, darauf eine Zinnschicht abscheidet und diese durch Thermodiffussion in die Basis-Gleitschicht eindiffundiert, so daß der Zinngehalt in der Basis-Gleitschicht entsprechend erhöht und der Blei- und Kupfergehalt relativ erniedrigt wird. Die Basis-Gleitschicht hat vorzugsweise einen Zinngehalt von 8-12 Gew.-% bei einem Cu-Gehalt von 2-6 Gew.-%. Bei dem angegebenen Kupfergehalt lassen sich entsprechende Gleitschichten mit mehr als 12 Gew.-% Zinn auf rein galvanischem Wege nur schwer herstellen, da die entsprechenden galvanischen Lösungen nicht stabil sind.

Das Verfahren wird günstigerweise so durchgeführt, daß die Basis-Gleitschicht in einer Dicke von 10-25 µm und die Zinnschicht in einer Dicke von 1-5 µm abgeschieden wird.

Prinzipiell können die erfindungsgemäßen Gleitschichten am günstigsten in Mehrschichtgleitlagern eingesetzt werden, wobei dann eine weitere Lagermetallschicht vorgesehen ist, die meist aus Bleibronze besteht. Solche Dreischichtlager haben eine hohe Betriebssicherheit und gute Notlaufeigenschaften, da einerseits die Gleitschicht Fremdkörper einbetten kann und bei einem Abtrag der Gleitschicht die darunter befindliche Bleibronze noch eine ausreichende Gleitwirkung gewährleisten kann. Statt der Bleibronze kann auch eine Aluminium-Lagerschicht verwendet werden, die als Gleitkomponente z.B. eingebettetes Zinn enthält.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Lagerhälfte mit einem teilweisen Aufriß der einzelnen Schichten;

Fig. 2 eine Darstellung eines Schliffbildes im Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch eine Gleitschicht mit einem Konzentrationsgradienten einer weichen Komponente;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Einflusses der Schichtdicke auf die Ermüdungsfestigkeit von Gleitschichten.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines Mehrschichtgleitlagers 1 mit einer erfindungsgemäßen Gleitschicht 2 dargestellt. Die Gleitschicht 2 ist über eine Zwischenschicht 3, die ein Nickeldamm ist, auf einer Lagermetallschicht 4 aus Bleibronze aufgebracht, die auf eine Stahlstützschale 5 gegossen wurde. Statt der Bleibronzeschicht kann auch eine Aluminiumlagerschicht und statt des Nickeldamms auch ein Kupfer-Zinn-Damm eingesetzt werden.

Die einzelnen Schichten haben folgende Dicke, wobei in Klammern die Dickenbereiche für weitere günstige Ausgestaltungsformen angegeben sind:

Stahlstützschale 4 mm (1 bis über 10 mm)
Lagermetallschicht 0,3 mm (0,2-0,5 mm)
Zwischenschicht 2 µm (1-3 µm)
Gleitschicht 17 µm (10-25 µm).

Die Lagermetallschicht 4 ist vorzugsweise eine CuPb22Sn1,5 Legierung, die nach herkömmlichen Methoden auf ein Stahlband oder Stahlrohr aufgegossen wurde.

Die Zwischenschicht 3 und die Basis-Gleitschicht sowie auch die reine Zinnschicht können direkt auf die Lagermetallschicht 4 aufgebracht werden, oder vorzugsweise auf einen Lagerschalenrohling, der aus dem Stahlband oder Stahlrohr gefertigt wird und damit eine für das Aufbringen der folgenden Schichten geeignetere und glattere Oberfläche hat.

Die Gleitschicht 2 wird wie folgt hergestellt:

Auf der Zwischenschicht 3 wird auf galvanischem Wege eine zinnarme ternäre Gleitschicht (Basis-Gleitschicht) aus PbSn12Cu6 in einer Dicke von ca. 16 µm (vorteilhafterweise in einer Dicke zwischen 10-20 µm) aufgebracht. Auf diese ternäre Gleitschicht wird ebenfalls auf galvanischem Wege eine 1 µm (0,5-5 µm) dicke Rein-Zinnschicht aufgebracht und durch eine sich daran anschließende Thermodiffussion in die zinnärmere ternäre Basis-Gleitschicht eingebracht. Die Thermodiffussion findet bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C und bei einer Diffussionszeit von 10 min bis 4 h statt. Die resultierende Gleitschicht 2 hat eine durchschnittliche Zusammensetzung PbSn17Cu5,5. Hierdurch wird eine Zinnanreicherung der Basis-Gleitschicht erreicht, wobei die Zinnanreicherung an der Außenseite der Gleitschicht 2, die später mit einer Welle oder einem entsprechenden anderen Gegenstand in Gleitbeziehung kommt, bei niedriger Diffussionstemperatur und kurzen Diffussionszeiten am größten ist und in einem Konzentrationsgradienten in Richtung auf die Zwischenschichtseite der Gleitschicht 2 abfällt.

Vorzugsweise haben die auf diese Weise erzeugten zinnreichen ternären Laufschichten (Gleitschichten 2) eine Zusammensetzung von 4-6% Kupfer, 12-17% Zinn und Rest Blei.

In der Gleitschicht 2 (ternären Laufschicht) des Mehrschichtslagers 1 hat sich das eindiffundierte Zinn vorzugsweise derart verteilt, daß an der späteren Lauffläche ein höherer Zinngehalt vorzufinden ist, der zur Zwischenschicht 3 hin abnimmt. Diese Verteilung des Zinns mit einer Anreicherung an der Oberfläche des Gleitlagers führt insbesondere beim Einlaufen zu besonders günstigen Verhältnisssen.

Fig. 2 zeigt die Darstellung einer REM-Aufnahme (Röntgen-Elektronen-Mikroskop) einer - wie oben beschrieben dargestellten - Gleitschicht 2 des Mehrschichtgleitlagers 1, wobei in das Bild die Zinnkonzentration 6 eingeblendet ist, aus der der gemittelte Zinn-Konzentrationsgradient 7 in der Gleitschicht 2 ersichtlich ist.

Das Diagramm in Fig. 3 zeigt, warum in der erfindungsgemäßen Gleitschicht 2 der Bereich mit einem hohen Zinnanteil, der entsprechend auch besonders weich ist, sehr dünn sein soll. Je dünner die Gleitschicht ist, desto größer ist die relative dynamische Belastbarkeit, die sie aufnehmen kann. Beträgt z.B. die relative Dicke der Gleitschicht nur ein Hundertstel der Dicke einer entsprechenden Gleitschicht, bei der bei einer Schichtdickenvergrößerung keine Änderung der relativen dynamischen Belastbarkeit mehr feststellbar ist, so ist die relative dynamische Belastbarkeit (Ermüdungsfestigkeit) der dünnen Schicht dreifach höher als die der entsprechenden dickeren Schicht. Da diese Steigerung der relativen dynamischen Belastbarkeit von verschiedenen Faktoren, wie z.B. Legierungszusammensetzung, abhängig ist, empfielt es sich, die optimale Dicke der erfindungsgemäßen Gleitschicht und den optimalen Konzentrationsgradientenverlauf zum Einsatz als Gleitschicht in Versuchsreihen zu ermitteln. Obige Werte zeigten deutliche Verbesserungen im Verschleiß gegenüber dem Stand der Technik und können als Richtwerte oder Ausgangspunkt dienen.

Wie oben schon beschrieben, wurde in Prüfstandversuchen festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Gleitschichten, die nach einem neuen Verfahren herstellbar und vorteilhaft aus einer Blei-Zinn-Kupfer-Legierung sind, vorteilhaft als Gleitlagerwerkstoffe in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können, wobei sie sich als sehr verschleißfest erwiesen. Diese neuen Gleitlagerwerkstoffe sind geeignet für Verbrennungsmotoren wie Saugmotoren, Einspritzer, Dieselmotoren und Turbo-Varianten. Die erfindungsgemäße Metallgleitschicht kann mit Vorteil auch mit Sphärogußwellen eingesetzt werden. Die Besonderheit dieses Werkstoffes besteht darin, daß in der ternären Gleitschicht an der Gleitfläche ein besonders hoher Zinngehalt eingebracht ist, der für die guten Gleiteigenschaften dieses Werkstoffes verantwortlich ist. Wie oben beschrieben, können auch andere Varianten des Ausführungsbeispiels erfolgreich verwendet werden.

Claims (16)

1. Gleitelement mit einer 10 µm bis 100 µm dicken Gleitschicht aus ternärer oder binärer Legierung von Metallen mit guten Gleiteigenschaften aus einer Gruppe von Blei, Zinn, Antimon, Indium, Thallium sowie Kupfer, Cadmium, Arsen, wobei sich die Legierungszusammensetzung der Gleitschicht von ihrer die Gleitfläche bildenden Oberfläche nach dem Schichtinneren ändert, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Legierungszusammensetzung hinsichtlich eines oder mehrer in die ternäre oder binäre Legierung der Gleitschicht (2) eindiffundierbaren Legierungsbestandteile aus weichem Metall der Untergruppe Zinn, Antimon, Indium, Thallium kontinuierlich mit einem Konzentrationsgradienten senkrecht zur Gleitfläche (6) ändert, und zwar ausgehend von einer dem reinen eindiffundierbarem Metall entsprechenden Maximalkonzentration im Bereich der Gleitfläche (6) exponentiell abfallend bis zur asymptotischen Annäherung an eine vorher festgelegte Mindestkonzentration dieses Legierungsbestandteiles in einem vorher festgelegten Tiefenbereich innerhalb der Gleitschicht (2).

2. Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (2) aus einer Basislegierung aufgebaut ist, die den eindiffundierbaren Legierungsbestandteil bereits in der Mindestkonzentration enthält und die darüber erhöhte Konzentration durch Eindiffundieren des eindiffundierbaren Legierungsbestandteiles von der die Gleitfläche (6) bildenden Oberfläche der Gleitschicht (2) her eingestellt ist.

3. Gleitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basislegierung der Gleitschicht (2) eine Blei-Zinn-Kupfer-Legierung mit einem Kupfergehalt zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-% und einem Zinngehalt zwischen 12 Gew.-% und 15 Gew.-%, Rest Blei ist, wobei der eindiffundierbare zusätzliche Legierungsbestandteil Zinn ist, dessen Konzentration von reinem Zinn an der freien Oberfläche der Gleitschicht (2) mit dem Konzentrationsgradienten auf die Tiefe der Gleitschicht bis auf den Zinngehalt der Basislegierung im inneren Bereich, beispielsweise in der unteren Hälfte der Gleitschicht (2) abnimmt.

4. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (2) mit einer Dicke von 30 µm bis 100 µm auf einer beispielsweise aus Stahl bestehenden Stützschale (5) aufgebracht ist.

5. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (2) über eine Diffusionssperrschicht (3) auf einer Lagermetallschicht (4) angebracht ist, die selbst von einer Stützschale (5) getragen ist.

6. Gleitelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschale (5) eine Stahlstützschale ist, die Lagermetallschicht auf Kupferbasis mit 22 Gew.-% Blei und 1,5 Gew.-% Zinn, Rest Kupfer, die als Diffusionssperre dienende Zwischenschicht (4) aus Nickel oder aus Kupfer/Zinn besteht und die Gleitschicht eine Bleilegierung ist, die einen Gradienten der Zinnkonzentration aufweist bei mittlerer Zinnkonzentration von 12 Gew.-% bis 17 Gew.-% und einem Kupfergehalt von 2 Gew.-% bis 6 Gew.-%.

7. Gleitelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlstützschale (5) eine Dicke von 1 mm bis über 10 mm, die Lagermetallschicht von 0,2 mm bis 0,5 mm, die Zwischenschicht eine Dicke von 1 µm bis 3 µm und die Gleitschicht eine Dicke von 10 µm bis 25 µm hat.

8. Verfahren zur Herstellung eines Gleitelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf eine Trägerschicht aufgebrachte Schicht aus binärer oder ternärer Basislegierung von Metallen mit guten Gleiteigenschaften aus einer Gruppe von Blei, Zinn, Antimon, Indium, Thallium sowie Kupfer, Cadmium, Arsen, an ihrer freien Oberflache mit einer weiteren Schicht aus in die Schicht aus Basislegierung eindiffundierbarem zusätzlichem Legierungsbestandteil aus weichem Metall der Gruppe Zinn, Antimon, Indium, Thallium belegt wird und daß dieser zusätzliche Legierungsbestandteil durch zeitlich gesteuerte Temperaturbehandlung in die Schicht aus Basislegierung zumindest teilweise eindiffundiert wird, derart, daß die Konzentration des eindiffundierten Legierungsbestandteiles von der belegten Oberfläche der ersten Schicht nach ihrem Inneren von reinem Metall der Belegungsschicht auf eine vorher festgelegte Mindestkonzentration abnimmt und ein Konzentrationsgradient eingestellt wird, der von der Konzentration des reinen Belegungsmetalles expotentiell mit asymptotischer Annäherung an die Konzentration des Belegungsmetalles in der Basislegierung abfällt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Basislegierung der Gleitschicht auf einer Zwischenschicht, die gegenüber der weichen Komponente als Diffussionssperrschicht wirkt, über eine Lagermetallschicht aufbringt, die man zuvor auf einer Stützschale aufgegossen hat.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Basis-Legierung für die Gleitschicht PbSn8-12Cu2-6 einsetzt und in die Schicht aus dieser Basislegierung Zinn eindiffundieren läßt, bis der durchschnittliche Zinngehalt in der Gleitschicht 12 Gew.-% bis 17 Gew.-% beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus Basis-Legierung in einer Dicke von 10 µm bis 20 µm aufbringt und darauf eine weitere Schicht aus der weichen Komponente in einer Dicke von 1 µm bis 5 µm und daß man durch Thermodiffusion die aufgebrachte weitere Schicht in die Schicht aus Basislegierung eindiffundiert.

12. Verfahren nach einem der Anspruche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schicht aus Basis-Legierung und die weitere Schicht elektro-chemisch aufbringt.

13. Verfahren zur Herstellung einer hochbleihaltigen Blei-Kupfer-Zinn-Gleitschicht mit 8 Gew.-% bis 40 Gew.-% Zinn und 2 Gew.-% bis 12 Gew.-% Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus Blei und Kupfer enthaltender Basis-Legierung elektro-chemisch abscheidet, darauf eine Zinnschicht abscheidet und diese durch Thermodiffusion in die Basis-Gleitschicht eindiffundiert.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus Blei, Kupfer und Zinn enthaltender Basis-Legierung mit einem Zinngehalt der niedriger als der gewünschte Zinngehalt der resultierenden Gleitschicht ist, abscheidet, darauf eine Zinnschicht abscheidet und diese durch Thermodiffussion in die Basis-Gleitschicht eindiffundiert, so daß der Zinngehalt in der Gleitschicht über denjenigen der Basis-Legierung erhöht und der Blei- und Kupfergehalt erniedrigt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Basis-Legierung in einer Dicke von 10 µm bis 20 µm und die Zinnschicht in einer Dicke von 1 µm bis 5 µm abgeschieden werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus Basis-Legierung mit 10 Gew.-% bis 12 Gew.-% Zinn und 2 Gew.-% bis 6 Gew.-% Kupfer abscheidet.