HU224251B1 - Siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyaga és eljárás annak előállítására - Google Patents

Siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyaga és eljárás annak előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU224251B1
HU224251B1 HU0104692A HUP0104692A HU224251B1 HU 224251 B1 HU224251 B1 HU 224251B1 HU 0104692 A HU0104692 A HU 0104692A HU P0104692 A HUP0104692 A HU P0104692A HU 224251 B1 HU224251 B1 HU 224251B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
layer
current density
layered composite
temperature
process according
Prior art date
Application number
HU0104692A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Staschko
Karl-Heinz Gruenthaler
Original Assignee
Federal Mogul Wiesbaden Gmbh & Co.Kg.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Wiesbaden Gmbh & Co.Kg. filed Critical Federal Mogul Wiesbaden Gmbh & Co.Kg.
Publication of HUP0104692A2 publication Critical patent/HUP0104692A2/hu
Publication of HUP0104692A3 publication Critical patent/HUP0104692A3/hu
Publication of HU224251B1 publication Critical patent/HU224251B1/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/028—Including graded layers in composition or in physical properties, e.g. density, porosity, grain size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/02—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/10—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/60—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of tin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F16C2204/12—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y10S384/90—Cooling or heating
    • Y10S384/912—Metallic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y10S384/90—Cooling or heating
    • Y10S384/913—Metallic compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12458—All metal or with adjacent metals having composition, density, or hardness gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12708—Sn-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12882—Cu-base component alternative to Ag-, Au-, or Ni-base component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Eljárás olyan réteges összetett szerkezeti anyagok előállítására,amelyek a teljes élettartamuk alatt optimális tulajdonságokatmutatnak. A réteges összetett szerkezeti anyag egy hordozórétegből,egy csapágyfém rétegből, egy közbenső rétegből és egy galvanikusanfelvitt siklórétegből áll, amely a felülettől a csapágyfém réteg felénövekvő keménységű. Az eljárás szerint a siklófelületként legalább egykemény és egy lágy komponenst tartalmazó ólommentes ötvözetetgalvanikusan választanak le, miközben az áramsűrűséget 0,3-től 20A/dm2-ig terjedő tartományban változtatják a leválasztás folyamánés/vagy a galvánfürdő hőmérsékletét 15 °C–80 °C tartománybanváltoztatják.

Description

A találmány tárgya siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyagának előállítására vonatkozik, amelynél egy hordozórétegre egy csapágyfém réteget, valamint egy közbenső réteget viszünk fel, és a közbenső rétegre galvanikusan egy siklóréteget választunk le. A találmány egy megfelelő réteges összetett szerkezeti anyagra is vonatkozik siklóelemekhez.
Az ismert réteges összetett szerkezeti anyagok egy stabil, általában acél hordozórétegből álltak, általában réz- vagy alumíniumalapú, ráöntött, rászinterezett vagy ráhengerelt csapágyfém réteggel, és egy erre leválasztott siklórétegből, például ólom-ón-réz ötvözetből. A siklóréteg és a csapágyfém közé többnyire diffúziózáró réteget helyeztek, például nikkelből. Ilyen réteges összetett szerkezeti anyagok ismertek például a PS 830 269 számú német szabadalmi leírásból.
A siklórétegnek sokrétű feladatai vannak. Kemény, koptatóhatású részecskéket tehet ártalmatlanná beágyazás útján, és a bejáratás szakaszában a tengelyhez való alkalmazkodást szolgálja. Bizonyos korrózióvédelmet biztosít a csapágyfém számára, és előnyösebben működik olajhiány esetén.
A siklóréteg élettartama a következő szakaszokból áll:
- bejáratási szakasz magasabb kopással,
- tartós futási szakasz állandó, kismértékű kopással,
- a teljes réteg elkopásának elérése utáni szakasz fokozott berágódási veszéllyel.
A hagyományos siklórétegek keménysége kompromisszum volt a beágyazóképesség, illetve a kedvezőtlen körülmények közötti működőképesség között, vagyis a kis rétegkeménység, illetve a kopásállóság, vagyis nagy rétegkeménység között.
A siklórétegek teljesítőképességének optimalizálására például kidolgoztak egy különleges struktúrát, amelyet lágyabb és keményebb anyagok váltakozó rétegeiből építettek fel. Ilyen siklóréteg ismert például a DE 39 36 498 A1 számú szabadalmi leírásból. A galvánfürdőben 0-80 A/dm2 áramsűrűséget és -1,5-től +0,5 volt feszültséget állítottak be. Egy ólom-ón-réz fürdőből váltakozva CuSnPb-réteget (lágy réteg) és Cuvagy CuSn- (kemény) réteget választottak le. A leválasztás a leválasztás! paraméterek változtatásával egyetlen fluor-borát-tartalmú fürdőből történik.
Ennek a rétegelrendezésnek, amely több száz réteget tartalmazhat és a rétegek vastagsága mindössze néhány pm, az a súlyos hátránya volt, hogy a réz és ón között kölcsönös diffúzió lép fel, ezáltal rideg fémközi fázisok keletkeznek, amelyek kedvezőtlen súrlódási tulajdonságokat mutatnak, és ridegtörésre is hajlamosak.
A DE 41 03 117 C2 számú szabadalmi leírásból ismert egy eljárás siklóelemek előállítására háromalkotós vagy kétalkotós fehérfém ötvözetekből, amelynek alapja diffúziós izzítás volt. Ennek az eljárásnak azonban az volt a hátránya, hogy a lágy komponensek, illetve kemény komponensek koncentrációját nem lehetett tetszőlegesen variálni a réteg vastagsága mentén, mert a diffúzió törvénye szerint mindig egy e-függvénynek megfelelő koncentrációeloszlás áll be. Főként meredeken csökkenő e-függvény esetén a mélyebben lévő siklóréteg-tartományban már egyáltalán nem volt elérhető keménységváltozás. További hátrány volt egy további eljárási lépés szükségessége a koncentrációgradiens beállítására a galvanikus leválasztás után.
Találmányunk célja olyan eljárás megvalósítása, amellyel lehetséges olyan réteges összetett szerkezeti anyagot létrehozni, amely teljes élettartama alatt optimális tulajdonságokat mutat.
Találmányunk abból a felismerésből indul ki, hogy az optimális tulajdonságok főként akkor állnak fenn, ha a réteges összetett szerkezeti anyagból készített siklóelem siklórétegének keménysége az élettartama során mindig optimális keménységű. Ezt azáltal érjük el, hogy a találmányunk szerinti réteges összetett szerkezeti anyag a felületétől a csapágyfém réteg felé folytonosan növekvő keménységű.
A siklóréteg és ezzel a találmány szerinti réteges összetett szerkezeti anyag olyan rétegkeménységgel rendelkezik, ami megfelel az adott üzemelési fázisnak: kis keménység a bejáratás szakaszában, növekvő keménység a tartós futás fázisában, így ezáltal összességében jelentősen növelhető az élettartam. A hagyományos siklórétegekhez képest az élettartamot 1,5-2-szeresére lehetett megnövelni.
Egy ilyen siklóréteg kialakításához olyan eljárásra van szükség, amely által a keménység a réteg vastagsága mentén célzottan állítható be.
Az eljárás szempontjából a feladatot úgy oldjuk meg, hogy siklórétegként legalább egy kemény és egy lágy komponenst tartalmazó ólommentes ötvözetet választunk le, és ennek során az áramsűrűséget 0,3-20 A/dm2 tartományban változtatjuk a leválasztás folyamata közben és/vagy a galvánfürdő hőmérsékletét 15 °C-80 °C tartományban változtatjuk.
A találmány szerinti eljárás több változatot tartalmaz.
Egy első eljárási változat szerint állandó hőmérsékleten dolgozunk, és az áramsűrűséget a leválasztás folyamata közben változtatjuk, előnyösen növeljük. Ennek következménye, hogy a növekvő áramsűrűséggel előnyben részesítjük a lágy komponens leválasztását, ami a lágy komponens nagyobb részarányát eredményezi a siklórétegben.
Egy második eljárási változat szerint az áramsűrűséget egy meghatározott értékre állítjuk be, és a hőmérsékletet változtatjuk. Kiderült, hogy korreláció van a hőmérséklet és a kemény, illetve lágy komponens leválási viselkedése között úgy, hogy a növekvő hőmérséklet elősegíti a kemény komponens leválását. A keménység kívánt gradiensének beállításához ennek a második eljárási változatnak egy első megvalósítási formája szerint az szükséges, hogy a leválasztás közben a hőmérsékletet egy magas értékről lefelé vezéreljük. Ez azt jelenti, hogy a galvánfürdőt hűteni kell.
Mivel a berendezés műszaki megoldása szempontjából egyszerűbben valósítható meg a galvánfürdő melegítése, ennek a második eljárási változatnak egy második megvalósítási formája szerint előnyösen polarizátort adagolunk a galvánfürdőbe. Kiderült, hogy erre a
HU 224 251 Β1 célra egy telítetlenkarbonsav-alapú adalék alkalmas. A polarizátor előnyösen kb. 30 tömeg% karbonsavat tartalmaz, és egyharmad részig aril-poliglikol-étert és/vagy alkil-poliglikol-étert, a maradék pedig víz. Ezt az adalékot előnyösen a galvánfürdő teljes mennyiségéhez viszonyítva 10 tömeg%-ig terjedő mennyiségben adagoljuk be.
Ez a polarizátorként megjelölt adalék a keményebb komponens potenciáljának megváltozását idézi elő azzal a következménnyel, hogy növekedő hőmérséklettel csökken a keményebb komponens leválasztása.
Az eljárás változatait kombinálhatjuk is egymással, amennyiben mind az áramsűrűséget, mind pedig a hőmérsékletet változtatjuk a leválasztás! folyamat közben.
Az eljárás előnye, hogy a mindenkori futási tulajdonságokkal rendelkező réteg előállítása egy galvanikus leválasztással egyetlen fürdőből lehetséges. Nem kizárt több galvánfürdő alkalmazása sem, például különböző hőmérsékletekkel.
Az áramsűrűséget és/vagy a hőmérsékletet fokozatonként változtathatjuk úgy, hogy réteges struktúra jöjjön létre a galvanikusan leválasztott siklórétegen belül. Úgy találtuk azonban, hogy a futási tulajdonságok szempontjából a keménység ugrásszerű változásai nem mindig előnyösek. Ezért előnyben részesítjük a keménység folytonos változását, vagyis egy keménységi gradienst. Ennek megfelelően az áramsűrűséget és/vagy hőmérsékletet előnyösen folytonosan változtatjuk.
Az áramsűrűséget előnyösen 0,1-0,5 A/(dm2 min.) mértékben növeljük.
A hőmérsékletet előnyösen 1 °C/min.-5 °C/min. mértékben változtatjuk.
Az áramsűrűség-tartomány, amelyen a leválasztás folyamán áthaladunk, a felhasznált ötvözethez igazodik. Ha ónból és rézből álló kétalkotós ötvözetet választunk le, az áramsűrűséget előnyösen 0,5-10 A/(dm2 min.) tartományban változtatjuk. Kétalkotós ötvözetként főként CuAg, AgCu, SnCu, CuSn, SnBi vagy SnAg jöhet szóba.
A leválasztást előnyösen fluor-borát-mentes galvánfürdőből végezzük.
A találmány szerinti eljárás útján a siklóréteg keménységét 10 HV-től 150 HV-ig növekvő tartományban lehet beállítani.
A fürdő összetételét úgy választjuk meg, hogy nagy és kis keménységű ötvözeteket lehessen leválasztani.
A kemény komponens részaránya a siklóréteg felületétől a csapágyfém réteg felé 1 tömeg%-tól 20 tömeg%-ig növekvő. A siklóréteg ötvözete továbbá 0,1 tömeg%-tól 5 tömeg%-ig nikkelt és/vagy kobaltot tartalmazhat. Ez az adalék a kétalkotós rendszerekben a diffúziót stabilizáló hatású.
Egy közbenső réteg szolgál diffúziós gátként, tapadás-elősegítőként és a kopási és fáradási ellenálló képesség javítására. Anyaga előnyösen nikkel, SnNi, Ní+SnNi (két réteg), Co vagy Fe. Az SnNi ötvözetréteg előnyösen 65-75 tömeg% Sn-tartalmú.
A közbenső réteget is leválaszthatjuk galvanikusan vagy elektromos áram nélkül (autokatalitikusan). A csapágyfém réteg lehet szinterezett vagy öntött.
Kiviteli példák
1. példa: SnCu siklóréteg
Ólombronz alapra nikkel közbenső réteggel galvanikusan leválasztott rétegeket vittünk fel.
1-20 tömeg% rezet tartalmazó ónból álló réteget alakítottunk ki. A réztartalom folytonosan növekedett a réteg felszínétől a csapágyfém felé. A keménység alakulása ennek a Cu-koncentráció-alakulásnak felelt meg, értéke pedig 10 HV (a siklófelület felszínén) és 80 HV (a csapágyfém közelében) közötti volt.
A réteget szerves nedvesítő- és a simaságot javító adalékokat tartalmazó ón- és réz-metánszulfonátos metánszulfonsavas fürdőből választottuk le. A siklóréteg vastagságát 8 és 50 pm tartományban lehetett beállítani.
A rézkoncentráció profilkialakítása 3-5 A/dm2 áramsűrűséggel és ezt kiegészítőén a fürdő hőmérsékletének 20 °C-60 °C tartományban végzett változtatásával volt megvalósítható.
2. példa: SnAg siklóréteg
A leválasztás CuSn csapágyfémre, Ni közbenső réteggel történt.
A siklóréteget 1-20 tömeg% ezüstöt tartalmazó metánszulfonsavas ón-ezüst fürdőből választottuk le.
Az ezüstkoncentráció profilkialakítása 3-5 A/dm2 közötti áramsűrűség-változtatással volt megvalósítható. A siklóréteg keménysége 10 HV-tól (ónban gazdag felszín) 150 HV-ig (ezüstben gazdag fázis) terjedő tartományban volt.

Claims (18)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyagának előállítására, amelynél egy hordozórétegre egy csapágyfém réteget, valamint egy közbenső réteget viszünk fel, és a közbenső rétegre galvanikusan egy siklóréteget választunk le, azzal jellemezve, hogy siklórétegként legalább egy kemény és egy lágy komponenst tartalmazó ötvözetet választunk le, és ennek során az áramsűrűséget 0,3-20 A/dm2 tartományban változtatjuk a leválasztás folyamata közben és/vagy a galvánfürdő hőmérsékletét 15 °C-80 °C tartományban változtatjuk.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletet nem változtatjuk, és az áramsűrűséget növeljük.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az áramsűrűséget nem változtatjuk, és a hőmérsékletet csökkentjük.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a galvánfürdőhöz polarizátort adagolunk, az áramsűrűséget nem változtatjuk, és a hőmérsékletet növeljük.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a galvánfürdőhöz telítetlenkarbonsav-alapú polarizátort adagolunk be.
    HU 224 251 Β1
  6. 6. A 4. vagy 5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polarizátort 10 tömeg%-ig terjedő mennyiségben adagoljuk be.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az áramsűrűséget és/vagy a hőmérsékletet folytonosan változtatjuk.
  8. 8. Az 1-2., 4-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az áramsűrűséget 0,1-0,5 A/(dm2 min.) sebességgel növeljük.
  9. 9. Az 1., 3-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletet 1 °C/min.-5 °C/min. sebességgel növeljük.
  10. 10. Az 1-2., 4-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ónból és rézből álló kétalkotós ötvözetet választunk le, és ennek során az áramsűrűséget 0,5-10 A/dm2 tartományban növeljük.
  11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy CuAg, AgCu, SnCu, CuSn, SnBi vagy SnAg összetételű kétalkotós ötvözetet választunk le.
  12. 12. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fluor-borát-mentes galvánfürdőt használunk.
  13. 13. Réteges összetett szerkezeti anyag siklóelemekhez, egy hordozóréteggel, egy csapágyfém réteggel, egy közbenső réteggel és egy galvanikusan felhordott siklóréteggel, azzal jellemezve, hogy a siklóréteg a felületétől a csapágyfém felé folytonosan növekvő keménységű.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti réteges összetett szerkezeti anyag, azzal jellemezve, hogy a közbenső réteg anyaga Ni, Ni+SnNi, Co vagy Fe, amikor is az SnNi ötvözet 65-75 tömeg% Sn-tartalmú.
  15. 15. A 13. vagy 14. igénypontok bármelyike szerinti réteges összetett szerkezeti anyag, azzal jellemezve, hogy a keménység a 10 HV-150 HV tartományon belül növekszik.
  16. 16. A 13-15. igénypontok bármelyike szerinti réteges összetett szerkezeti anyag, azzal jellemezve, hogy a siklóréteg egy lágy és egy kemény komponenst, úgymint CuAg-öt, AgCu-et, SnCu-et, CuSn-t, SnBi-ot vagy SnAg-öt tartalmazó kétalkotós ólommentes ötvözetből áll.
  17. 17. A 16. igénypont szerinti réteges összetett szerkezeti anyag, azzal jellemezve, hogy a kemény komponens részaránya a siklóréteg felületétől a csapágyfém réteg felé 1 tömeg%-tól 20 tömeg%-ig növekvő.
  18. 18. A 16-17. igénypontok bármelyike szerinti réteges összetett szerkezeti anyag, azzal jellemezve, hogy az ötvözet 0,1 tömeg%-tól 5 tömeg%-ig nikkelt és/vagy kobaltot tartalmaz.
HU0104692A 1998-11-13 1999-11-10 Siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyaga és eljárás annak előállítására HU224251B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19852481A DE19852481C2 (de) 1998-11-13 1998-11-13 Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente und Verfahren zu seiner Herstellung
PCT/DE1999/003607 WO2000029647A2 (de) 1998-11-13 1999-11-10 Schichtverbundwerkstoff für gleitelemente und verfahren zu seiner herstellung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0104692A2 HUP0104692A2 (hu) 2002-03-28
HUP0104692A3 HUP0104692A3 (en) 2002-05-28
HU224251B1 true HU224251B1 (hu) 2005-07-28

Family

ID=7887747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104692A HU224251B1 (hu) 1998-11-13 1999-11-10 Siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyaga és eljárás annak előállítására

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6537683B1 (hu)
EP (1) EP1133588B1 (hu)
JP (1) JP4473452B2 (hu)
KR (1) KR100696010B1 (hu)
AT (2) AT410224B (hu)
BR (1) BR9915256A (hu)
CZ (1) CZ296307B6 (hu)
DE (2) DE19852481C2 (hu)
ES (1) ES2181495T3 (hu)
HU (1) HU224251B1 (hu)
PL (1) PL192367B1 (hu)
SK (1) SK286396B6 (hu)
WO (1) WO2000029647A2 (hu)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134074C1 (de) * 2001-07-13 2003-01-23 Thyssenkrupp Nirosta Gmbh Gießwalze für das Vergießen von Metallschmelze und Verfahren zur Herstellung einer solchen Gießwalze
US6969672B1 (en) * 2001-07-19 2005-11-29 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for controlling a thickness of a conductive layer in a semiconductor manufacturing operation
US6759142B2 (en) 2001-07-31 2004-07-06 Kobe Steel Ltd. Plated copper alloy material and process for production thereof
GB0216331D0 (en) * 2002-07-13 2002-08-21 Dana Corp Bearings
AT411834B (de) * 2002-10-04 2004-06-25 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines wenigstens ein lagerauge aufweisenden werkstückes
AT412556B (de) * 2002-10-04 2005-04-25 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines wenigstens ein lagerauge aufweisenden werkstückes
JP4391476B2 (ja) * 2003-01-16 2009-12-24 中越合金鋳工株式会社 摺動機能を有するめっき皮膜とその被覆物品
DE10306542B3 (de) * 2003-02-13 2004-06-24 Sms Demag Ag Gleitstein für Gelenkspindeln
ES2422455T3 (es) 2005-08-12 2013-09-11 Modumetal Llc Materiales compuestos modulados de manera composicional y métodos para fabricar los mismos
JP4654895B2 (ja) * 2005-12-05 2011-03-23 住友金属鉱山株式会社 鉛フリーめっき皮膜の形成方法
US7884037B2 (en) * 2006-12-15 2011-02-08 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Wet wipe having a stratified wetting composition therein and process for preparing same
EP2097254B1 (en) * 2006-12-19 2011-10-05 Mahle International GmbH Sliding bearing
KR20090110380A (ko) * 2007-03-12 2009-10-21 다이호 고교 가부시키가이샤 미끄럼 베어링
DE102007028215A1 (de) * 2007-06-20 2008-12-24 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Verfahren zur Herstellung eines strukturiert beschichteten Gleitelements und danach erhältliches Gleitelement
DE102007028211A1 (de) * 2007-06-20 2008-12-24 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mit Silber strukturiert beschichteten Gleitelements und danach erhältliches Gleitelement
JP4934002B2 (ja) * 2007-10-22 2012-05-16 株式会社荏原製作所 めっき方法
JP2009287115A (ja) * 2008-04-28 2009-12-10 Fujifilm Corp 電解めっき方法およびそれを用いた金属充填微細構造体の製造方法
EP2310557A2 (en) * 2008-07-07 2011-04-20 Modumetal, LLC Property modulated materials and methods of making the same
WO2010144509A2 (en) 2009-06-08 2010-12-16 Modumetal Llc Electrodeposited, nanolaminate coatings and claddings for corrosion protection
JP5681378B2 (ja) * 2010-04-27 2015-03-04 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 めっき部材およびその製造方法
CN103261479B (zh) 2010-07-22 2015-12-02 莫杜美拓有限公司 纳米层压黄铜合金的材料及其电化学沉积方法
WO2012108528A1 (ja) * 2011-02-10 2012-08-16 大同メタル工業株式会社 摺動部材
AT510697B1 (de) * 2011-05-11 2012-06-15 High Tech Coatings Gmbh Bauteil mit einer adaptiven beschichtung
AT510282B1 (de) * 2011-05-11 2012-03-15 High Tech Coatings Gmbh Bauteil mit einer adaptiven beschichtung
WO2013133381A1 (ja) 2012-03-07 2013-09-12 Ntn株式会社 焼結軸受
AT513255B1 (de) 2012-12-28 2014-03-15 Miba Gleitlager Gmbh Mehrschichtgleitlager
CA2905575C (en) 2013-03-15 2022-07-12 Modumetal, Inc. A method and apparatus for continuously applying nanolaminate metal coatings
EA201500949A1 (ru) 2013-03-15 2016-02-29 Модьюметл, Инк. Способ формирования многослойного покрытия, покрытие, сформированное вышеуказанным способом, и многослойное покрытие
WO2014145771A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Modumetal, Inc. Electrodeposited compositions and nanolaminated alloys for articles prepared by additive manufacturing processes
EA032264B1 (ru) 2013-03-15 2019-05-31 Модьюметл, Инк. Способ нанесения покрытия на изделие, изделие, полученное вышеуказанным способом, и труба
EA201790643A1 (ru) 2014-09-18 2017-08-31 Модьюметал, Инк. Способ и устройство для непрерывного нанесения нанослоистых металлических покрытий
AR102068A1 (es) 2014-09-18 2017-02-01 Modumetal Inc Métodos de preparación de artículos por electrodeposición y procesos de fabricación aditiva
DE102015202910A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH & Co KG Zinn-Nickel-Schicht mit hoher Härte
CA3036191A1 (en) 2016-09-08 2018-03-15 Modumetal, Inc. Processes for providing laminated coatings on workpieces, and articles made therefrom
AT519007B1 (de) * 2016-09-27 2018-03-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Mehrschichtgleitlagerelement
EP3601641A1 (en) 2017-03-24 2020-02-05 Modumetal, Inc. Lift plungers with electrodeposited coatings, and systems and methods for producing the same
CA3060619A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Modumetal, Inc. Tubular articles with electrodeposited coatings, and systems and methods for producing the same
WO2019210264A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Modumetal, Inc. Apparatuses, systems, and methods for producing a plurality of articles with nanolaminated coatings using rotation
CN112170487B (zh) * 2019-07-03 2023-03-28 苏州虎伏新材料科技有限公司 一种用于轴瓦的多层金属板的制备方法
CN114657615B (zh) * 2022-03-25 2023-11-14 重庆理工大学 一种具有梯度纳米结构的耐磨镍镀层及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE830269C (de) * 1947-05-31 1952-02-04 Cleveland Graphite Bronze Comp Mehrschichtenlager
DE3430945A1 (de) * 1984-08-22 1986-03-06 Miba Gleitlager Ag, Laakirchen Galvanisch abgeschiedene laufschicht fuer ein gleitlager
BR8805772A (pt) * 1988-11-01 1990-06-12 Metal Leve Sa Processo de formacao de camada de deslizamento de mancal
US5300368A (en) * 1990-02-03 1994-04-05 Glyco-Metall-Werke Glyco B.V. & Co. Kg Highly wear-resistant overlay with improved slip and a method of its production
DE4103117C2 (de) * 1990-02-03 1993-11-04 Glyco Metall Werke Verfahren zur herstellung von gleitelementen mit einer gleitschicht aus ternaerer oder binaerer weissmetall-lagerlegierung
AT399544B (de) * 1993-12-21 1995-05-26 Miba Gleitlager Ag Verfahren zum herstellen eines gleitlagers
JP2693369B2 (ja) 1993-12-28 1997-12-24 大同メタル工業株式会社 多層構造エンドベアリング及びその製造方法
GB9422652D0 (en) * 1994-11-10 1995-01-04 T & N Technology Ltd Plain bearings
DE19545427C2 (de) * 1994-12-09 1997-04-17 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitelemente sowie Verfahren und Mittel zu seiner Herstellung
DE19654953A1 (de) * 1996-06-01 1998-03-26 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitelemente
DE19728777C2 (de) * 1997-07-05 2001-03-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager sowie Verfahren zur Herstellung von Lagerschalen
DE19754221A1 (de) * 1997-12-06 1999-06-17 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager mit bleifreier Gleitschicht
JPH11182549A (ja) * 1997-12-20 1999-07-06 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
DE19824308C1 (de) * 1998-06-02 1999-09-09 Fraunhofer Ges Forschung Gleitlagerschale und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6267508B1 (en) * 1999-11-04 2001-07-31 Federal-Mogul World Wide, Inc. Sliding bearing having multilayer lead-free overplate and method of manufacture
US6312579B1 (en) * 1999-11-04 2001-11-06 Federal-Mogul World Wide, Inc. Bearing having multilayer overlay and method of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
DE19852481C2 (de) 2002-09-12
CZ20011682A3 (cs) 2001-09-12
BR9915256A (pt) 2001-08-07
US6537683B1 (en) 2003-03-25
SK6412001A3 (en) 2001-12-03
DE59902232D1 (de) 2002-09-05
JP2002530530A (ja) 2002-09-17
EP1133588A2 (de) 2001-09-19
JP4473452B2 (ja) 2010-06-02
AT410224B (de) 2003-03-25
SK286396B6 (sk) 2008-09-05
HUP0104692A2 (hu) 2002-03-28
ES2181495T3 (es) 2003-02-16
EP1133588B1 (de) 2002-07-31
PL192367B1 (pl) 2006-10-31
DE19852481A1 (de) 2000-05-18
CZ296307B6 (cs) 2006-02-15
ATE221584T1 (de) 2002-08-15
WO2000029647A2 (de) 2000-05-25
KR20010080395A (ko) 2001-08-22
HUP0104692A3 (en) 2002-05-28
ATA911399A (de) 2002-07-15
WO2000029647A3 (de) 2000-10-05
PL347588A1 (en) 2002-04-08
KR100696010B1 (ko) 2007-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU224251B1 (hu) Siklóelemek réteges összetett szerkezeti anyaga és eljárás annak előállítására
KR100528364B1 (ko) 백킹층을 가진 플레인 베어링용 복합 다층 재료
JP2601555B2 (ja) 多層すべり軸受材
KR100751103B1 (ko) 슬라이드 베어링용 적층 복합재
JP5154410B2 (ja) 滑り軸受け複合材料、使用及び製造法
JP5932214B2 (ja) 減摩コーティング
JP5203606B2 (ja) 積層複合体材料、その製造および用途
JP4945241B2 (ja) 軸受け用積層複合体材料、その製造および用途
US9683604B2 (en) Structure and fabrication method of a multilayer overlay for plain bearings
US3141744A (en) Wear-resistant nickel-aluminum coatings
KR102278654B1 (ko) 다층 미끄럼 베어링
JP2018168440A (ja) 耐摩耗性皮膜及びその形成方法、並びに耐摩耗性部材

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20050525

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees