JPH01500763A - 軸受合金層とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 軸受合金層とその製造方法 本発明は、混合間隙を生ずる混合物中の少くとも２種の金属合金成分を含む分散 合金、例えばアルミニクム／鉛分政会金、アルミニウム／錫分散合金又は銅／鉛 分散合金からなり、支持エレメント上に直接にか又は中間層を介して付与される 軸受合金層、並びにその製造方法に関する。畑受会金層は機能層として、いろい ろの使用分野において使用される。

分散合金の軸受合金層と共に、軸受エレメント、すべり軸受又は半製品を製造す るための周知のライニング法は、鋳造法（例えば投射鋳造又は直立鋳造）及び被 覆法（火炎溶射、アーク溶射、プラズマ溶射、陰極スパッタリング、真情）であ る。すべり軸受又は軸受エレメントは、形状及び寸法が非常に多種の分散合金か らできているすべり層と共に炸裂されねばならないため、種々の方法が試みられ ている。内径が１２００１ＥＩｍより大きな軸受スリーブ又は球状ピストン又は ボールソケットの形のすべりエレメントは、夜討鋳造法では被覆できない。

そのために、垂直厨造又は直立鋳造が用いられている。軸受合金属の必要な厚さ も、仮覆法の選択に大きく影響する。厚みがわずかな約２０ミクロンの４い軸受 合金層は例えば陰極スパッタリングによって、そのために適した予め調整された 軸受面に付与することができる。層の厚みがこれよりも大きい場合にはこの方法 はコスト高になる。

いろいろの付与方法を使用する主なる理由は、分散合金の特定の層構造にある。

分散合金は固体の状態では合金となってなく、いろいろの結晶粒径の純物質の機 械的な混合物を形成している。軸受合金層の内部テクスチエア−の構成は、合金 の疲れ限度、耐食性、緊急時の作動特性に関係している、例えば、備品合金の混 合間隙内の層テクスチュアーの場合は特にそのようになる。すべり軸受技術のた めに使用可能な非常に多くの合金には混合間隙の欠陥が付随している。そのため 物理的に強制された位置を今別の製造技術によってリリースすることによって真 相させる。別の合金成分を添刀０（例えば分数硬化）することによって例えばム ｘＰｂ＠受合金層中のＰＩ）含量の不足による層の安定性の欠除を補償して合金 ノーの疲れ限度を高めることができる。

軸受合金層の製造上の問題を示すために、鉛！＠軸受のための垂直鋳造の例につ いて以下に説明する。鋳造のために予調整した支持体を鋳造テーブル上におき、 ねじ締めし、固着する。温度のＩＪＭ下に支持体を約１７００℃の鋳造温度に予 加熱する。溶融物の方向性の硬化を防止し、支持体上において金属を収縮さぜる ために、ＣｕｒｂＯ軸受合金の鋳込みの直後に、水冷によって所期のように熱を 抽出する。鋳造時の気泡及び空気のインクルージヨンをボンダによって表面に向 って追出す。押し湯によって、収縮のため沈下した醪湯面を補なう。層テクスチ ェアーの形成が疲れ限度を規定するので、冷却プロセスは、備品合金にとって特 に臨界である。鋳造層の厚みのため冷却時間は不可避的である。この長い冷却時 間は、支持体との結合を妨げ、均質なテクスチェアーが形成されない。銅結晶が 強制的に形成されるため、底部から層の上面まで垂直方向の粒間結晶を生ずるお それがちる。

これらのフリンジ（車状）結晶は、表面上において開始された持続割れを基体面 まで導くことＫよってすべり軸受の夏用寿命を短かくする順向をもってｉる。軸 受の内部＠独の安定性を低下させる粗大な線形のＰ！＋の析出は急冷によってし か防止できないが、この急冷は、大形の支持体の場＆ＫＦｉ可能ではない。

例えば大形の支持体にお９ての電力混合の問題のような投射鋳造の同様に重大な 欠点について詳述することなく、鋳造技術上の問題を、粉末冶金又は被覆法によ って克服する試みが以前からなされていた。この理由は、これらの４！慣から明 らかになる通りである。

ロールによって平滑にした軸受合金層によって、最初の進歩が実現された。粉末 圧延とそれに続く焼結圧密とによって、ａｉ−、Ｓｎ−及びＣｕ成分を含むム１ １”ｂ軸受材料を非常に微細な成分の分布において作成するようにした５層軸受 は、ドイツ公開特許第１７７５５２２号により公知となっている。このようにし て製造した軸受のすべり特性及び疲れ限度は際立って改善されるが、製造工程は もちろんコスト高となる。圧延技法によって惹起された顕著なこの軸受合金層の はぐ形の構造は、その耐荷重性を制退する。

分散合金の粒子が比較的均質な成分の分布を示す長所を利用して、熱溶射技法に よって軸受合金層を作製した。火炎、アーク又はプラズマ投射によって作製した 分散合金（後に機械的に圧密化される）から成るすべり軸受エレメントは、ドイ ツ公＠特許％２６５６２０６号によって公知となって−る。別々の溶射装置によ って、比重の看しく異なる金属を軸受合金層に混合して得た、同種の結合層は、 英国特許第２０８５００５号に記載されている。ドイツ公開特許第５２４２５４ ５号に示されたその改良によれば、分散合金から成る機能層としての軸受合金層 において合金成分の比を、層の厚みに治って変化させる。

これまでに空中の熱溶射によって製造された全ての軸受合金ノーは、技術的な将 来性は良くても、黛産に利用できない。不可避的な欠陥が存在している。

ム１ｐｂ　、ムｘｓｎ又はＣｕｒｌ）のような全ての既知の軸受合金は、反応性 が高く、易酸化性である。そのため尋射層は全て際立ったはく構造をもって４る 。溶射粒子は、表面にひいて、空気中の酸素と反応するので、支持体の表面に衝 突した後、個別の扁平体状の層部分は、薄い酸化物のスキンによって相互から隔 だてられる。動荷重を受けると、この界面において早期の破断を生ずる。

軸受台金の部分的な酸化によって層のかたさも同時に無制御に高くなるため、す べり及び摩擦の負担のために必要な適合性は、始動期間の間失なわれる。不純物 粒子のための鷹込みの可能性も失なわれ、すべり面にしわを生ずることが多くな る。

その他の欠点として、これまでの熱溶射によって形成された軸受合金層は、＃射 法と溶射粒子の選定とく従って、製造によって条件付けられたＩＣ１までの層の 多孔度をもっている。はく構造のため、疲れ限度が低下すると共に、多孔性のた め、内部の切欠作用を生ずる。

これまでＫｇ射によって製造された全ての軸受合金層の更に別の大きな欠点は、 付着力が限定されていることである。支持体の表面を粗面としても、軸受合金層 の付着は、その部分収化のため、十分ではない。付着力を高めるためにＡｉ僅の 間基体の温度を高くすることは、支持体の素材自体が鹸化し易くなるため可能で はない。

従って、本発明のａ４題は、冒頭に述べた形式の軸受合金層において、その組織 と機能上の特性例えばすべり及び摩８ｍ性、温度安定性、不純物粒子の埋込み可 能性、並びに基体に対する結合性を改善することにある。

この課題は、本発明によれば、前記合金成分が実質的に気孔、はく及びフリンジ 結晶のない均質な層を前記混合間隙の領域に形成し、その微粒子が５ミクロンを 実質的に超過しないようにすることによって解決される。

従って、 −全ての合金成分が可及的に均質に分布され、−層の母体が、無孔であり、最大 の可能な固体密度をもち、 −内部の組織安定性と基体に対する十分な付着力をもった、軸受合金層が優られ る。

この軸受合金層を製造するための、本発明による製造方法は、プラズマ溶射によ って軸受台金層を裏遺し、その際に、合金成分を粒子の形でプラズマ流中に導入 し、該粒子をプラズマ流中において溶融、合金させ、合金された該粒子をキャリ ヤエレメントの表面上において急冷させ、その際に軸受台金層を好ましくは真空 プラズマ溶射（ＶＦ６）によって製造することを！ｆ！畝とする。

この方法によれば、軸受台金層を所望の厚さにおいて製造することが可能となる 。このようにすることによってのみ、変化の多い支持体の表面とすべり軸受型と に単一の分離工程において軸受合金層を付与でき、この層は、その組織及びすべ り特性について軸受の特定の要求に最適Ｋｓ調させることができる。

易酸化性の軸受台金からできている機能層は、例えばドイツ公開特許公報５４２ ２７１８号に記載されているような、この被覆法の既知の長所を利用して、真空 プラズマ溶射法（ｖｐｓ法）によって、気孔をもたな＾ように、また持続的に付 着するように、任意の形状の支持体上に付着させることができる。際立った改良 として１本発明に従って製造された軸受金属層は、混合間隙を有する合金につい ては従来は粉末冶金法によってしか夾現されなかった非常に均質な合金成分の分 布によって特徴付けられる。固体の状態では合金できない鳩成分は、粒径がはっ きりと５ミクロンよりも小さい微結晶を形成する。

本発明による軸受合金層中に微細に分布させるために、成る固定された混合比を 予め選択し、高精度に設定することができる。

軸受合金層は、好ましくは、合金成分の微粒子の混合比が軸受台金層の厚みに治 って変化するように形成する軸受合金層には、有利には、１又は他の合金成分の 合金成分に最初に添７１Ｈされるか又は軸受台金層の形成に賑して補助的に導入 される分散強化微粒子としての硬質粒子を所定の添加比及び統計的分布において 含有させる。

硬質粒子の添加比は、仔利には、軸受台金層の容積に対して約１−５容積チとす る。硬質粒子の添加比は、軸受台金層の厚みになって変化させてもよい。

特にすべりエレメント又は摩擦エレメント上の軸受合金層は、支持エレメントが 屑からできており、すべり層又は摩擦層としての軸受台金層が、アルミニウムー 鉛分赦合金又はアルミニウムー錫分赦合金と酸化アルミニウム微小粒子の形の硬 質粒子分子〇硬云避子とを含ゼすることを特許とする。

軸受合金層は、鉛−４−″ＰｔＶＡ例えば鉛１０重前チ、錫１０重量％及び銅残 貸から成るすべり層として形成してもよい。

また、軸受台金層は、鉛−賜合金又は鉛−錫一アンチモニー合金の開始層によっ て覆うことができる。

本発明の層形成方法によれば、軸受合金層は、他の全ての熱溶射法と同様に扁平 状の個別の部分から連続的に形成されるにも拘らず、はくは全く含まない。その ためフリンジ結晶は形成されない。析出結晶は、層の形成の間、ｕ制約に、層中 に一様に分布されて連続的に形成される。これは層の所定のかたさを得るために 埋込まれる硬質の粒子についても同様である。これらの硬質粒子は、本発明によ れば、正確に定量及び再現可能な量において軸受合金層中に、一定の混合比又は 層の厚さに浴って可変の混合比において組込まれる。軸受合金層のこの分数硬化 によって、開始相においての適合性又は不純物粒子を塚込む可能性を失なうこと なく、疲れ限度が改善される。

本発明によれ軸受合金層の製造方法の特に有利な好ましい実施態様は、請求の範 囲第１１−２２項に記載されている。

有利には、軸受合金層は、固体の支持体くほぼ対応する溶射層の密度で、支持体 上に沈着させる。合金層の残留多孔度は、１チよりもはっきりと低いので、従来 の熱溶射による軸受合金層と相違して、圧密化のための後処理は不要となる。

有利には、本発明による軸受台金層のキャリヤエレメントの表面は、脱脂処理さ れ、伝送されるアークによってスパッタリングによって清浄化され、予加熱によ って脱ガスされる。鋼支持体上の厚みの大な軸受台金層の場合には荷に基体の表 面の真空脱ガスを溶射の直前に行なうようにすると有利となる。

特別の用途に対しては、軸受合金層を付与する前に下層を溶射してもよい。これ は、すベシ軸受の機械的な要求に基づいて、軸受合金層の支持体として特定の基 体物質を選定する必要がらり、この基体に軸受合金層がスバツタリングによる清 浄化にも拘らず十分な付着力を示さない場合に適切となる。

好ましい実施例によれば、軸受台金層の沈着は、所定の値に設定した支持体の表 面温度において行なわせ、基体と合金層との境界面には、限定された範囲の中間 拡散がひき起こされる。それと同時に、軸受合金、層の内部組織の安定性は、合 金層の一部分のより良好な融着によって更に高くなる。形成された層中の沈着温 度は、内部応力を除くために、一定に保たねばならない。

有利には、本発明による軸受合金層は、伝送されるアークを常にオンにしだ状、 喉で高被覆速度で沈着させる。

その場合、支持体の表面は、陽極として結線され、被覆装置に対して電気的に絶 縁される。

伝送されるアークの電流は、その場合、プラズマ炎中の補助的なエネルギー源と して作用するのでプラズマ炎の他のパラメーターを同一として、実質的により多 層の軸受合金の粉末を醪融させることができる。伝送されるアーク電流２Ｏ−４ ＯＡをオンにした場合、例えば、５６　ｋｖのバーナー出力について、２００！ １／分の溶射粒子を沈着させることができる。特に支持体の帯状物を連続的に被 覆する場合にＶ′ｉ、全部の靜射層を１回の層の通過の間に付与するので、高沈 着速度が望まれる。

有利には、軸受台金層の合金成分は、例えば団塊の形状において、そして／又は 、予合金材料として、使用される溶射粒子中に合体させる。そのｉ会、溶射粒子 の粒子の形状及び分布は、軸受台金層の課題によって規定され、その製造方法に ついて最適化さｎる。

溶射粒子は、有利には、複数の粒子通路を経てプラズマバーナーに搬送され、い ろいろの場所でプラズマ炎中に噴射される。その場合、いろいろの種類の粒子を 、同時に、そして／又は時間的に間隔をおいてｒｑＲ射することができる。分散 硬化される軸受合金層の４成と、多層の積Ｊ−構造及び混合（＃、合比は一定で も、層の厚みに沿って変化させてもよい〉が、この可能性を必要としている。ム １Ｐｂ　、ム１Ｅｌｎ又はＡｌ（ｉｃ１合金から成る軸受含金層については、支 付体の表面の近傍ｉＣ純ム１が午在するように層の構造を例えば選定することが できる。軸受合金層の中間部分は、微小粒子の形の非金属硬質粒子が含有された 軸受合金を含み、これらの粒子の濃度は、層の厚さに従って変化する。上層は硬 質粒子なしに溶射する。

好まじり実施４様によれば、溶射粒子及びそれから形成される軸受合金層の化学 的組成を同一の値に保つために、５０．９５−　１５２．８５ｙ／、＆（５０− １５０障バール）の周囲圧力と反応性ガスの可及的に低い分圧とにおいて沈着を 行なわせる。しかし特別の場合には、室の雰囲気又はプラズマ炎を反応性ガスで ドーグすることによって訂射層ｆ固定された形式の出発９ｊ質に対して化学的に 変更することも考えられる。例えばムｌＰｂから成る軸受合金層のかたさを溶射 室中の０１分圧によって高くしてもよい。その場合、大気中において溶射された グンズマ層（ＡＰＳ）のかたぎは、多くは達成されない。はく状の組織は肉眼で はほとんど見えない。

４ｄ受シエル又はボールスリ・−プのような支持体エレメント上に軸受合金層を 形成する場合、バッチ操作によって沈着を行なうことが望ｔＬ２い。その場合、 ヱを開放すること’ｘ　（ｓ装置の内部の基体給送装置によりてＪ誠の被加工物 を次々に被ｊす゛ることかできる。

基体のガイド装置及び搬送装置全形成する。

本発明による製造方法は、金属のベルト上に軸受合金層を連続的に沈シＨさせる のに適合している。

この場合、キャリヤ材のバンドは前方及び後方に配されたゲートを経て、スプー ルにより、複数の被慣装λを経て空気から空気へと搬送される。ベルトの搬送の 間に付加的な必要な処理工程を実施してもよい。

次に図面に示した実施例について本発明を一層詳、ｉＪに説明する。図において 、 第１図は％ＶＰＢ装五を、本発明による層形成にとってたいせつな各工程段階と 共に示す説明図、第２図は、ｖｐｓ技術を用いて本発明に従って作製された軸受 合金層を示す側断面図、 第５図は、従来の技術に従って垂直鋳造法により形成した軸受合金層と共にその 支持エレメントとしての基体ないしは支持体を示す側′ｔＴ面図、 第４図は、第５図と同様の支持体を本発明に従って形成した軸受合金層と共に示 す側断面図、第５図は、支持体となるベルトに軸受合金層を連続的に被覆するた めのＶＰｆ９装置ｔ示す略配列図である。

〔実　施　例〕

第１図には、基体即ち支持ニレ、メント１５の表面を機能層としての軸受合金Ｊ −によって被覆するために、水冷される陰極１０と凄極１１との間にアーク１２ が発生され、このアークが、バーナーに給送される気体をプラズマ炎１５に変換 する状態が略示されている。陰極１０と陽極１１との間には、プラズマ−電流供 給装置１４が、また陽極１１と被覆される部分即ち支持エレメント１５との間に は、伝達されるアークのだめの電流供給装〃１６が、それぞれ接続されている。

プラズマ炎１５中には、陽極１１の通し孔を経て、溶射粒子１７．１８．１９． ２０．２１，２２が噴出され、加速、加熱、溶融されて、被加工物又は支持エレ メント１５の表面上に、液滴として投出される。溶射粒子の形状及び内部構造＃ ′ｉ、その際に大きく変化し、それによって本発明に従う軸受合金層が形成され る。

大気圧は、１．０１９ｙ／ｃｒＡ　（１０００ミリバール）、不活性ガス圧力は ０−９１７１／ｅｒａ　（９００ミリバール）、真空圧は０゜０５１０ダ／ｄ（ ５０ミリバール）とすることができる。

連続被覆工程につ１．−ｈては、））定の工程段階にお＋７・）ての個別の溶射 粒子の図示に従って以下に説明する。

溶射粒子１７は、一定の間隔の混合間隙を備えた合金の形状及び構造を概略的に 示している。個別の合金成分は、均質に分布しているのではなく、例えば２元合 金である鉛−を銅の場８・にけ、、純物質の凝縮域１７Ｌｉ７２のところで結晶 化している。結晶の大きさが把握できるように、およその大きさオーダ・−を示 すと、次の通りである。溶射粒子１７は、直径が１０−１００ミクロン、好まし くは６０ミクロンである。個別の銅及び鉛の領域ｉｉ、１−２５ｊクロ／の範囲 内において変動するので、本発明による軸受合金層に対応した均質な層講造を形 成するためには粗大すぎる。

溶射粒子は、プラズマ炎１５中に進入した直後（帯域Ｌ）は、加速され、従って 急撤に加熱される。溶射粒子１８は、未だ融点に到達していないので、形状及び 構造は、溶射粒子１７と同様である。その少し後に溶融が開始され、これは、溶 射粒子１９の表面形状が丸味をもつことによって示される。

溶射粒子２０は既に十分に溶融しており、純物質ｌＪ！：縮域２０１％２０２は 、温度が艶に高くなると、溶射粒子２１となるように一体に合金化し始め、同質 的に溶融した溶射粒子２２となるように事実上溶融するように、領域２１０，２ １１においてその大きさが瀘少する（帯琥Ｉ）。

このＡ熱され均質な状態になってしる、混合間隙′ｆｃ備えた複数の＊實の合金 （帯域Ｉ）が、基体である支持エレメント１５の表面に、高、運動エネルギーと 共に衝突し、そのｄに扁平状物２５となるように変形されると共に急冷され、均 質な物質の分布が事実上定着されることがたいせつでちる。このように、純物質 の徽結晶の大きさが５ミクロンよりも大きくない本発明による軸受合金層が形成 される。

このように、予め合金させた溶射粒子を用いるかり、け純粋に団塊化した複数の 物質の溶射粒子を用いるかと１／％うこととは係りなく、第２図に示すように、 全層厚に亘って均質な物質の分布をもった機能層又は軸受合金層が形成される。

軸受合金層２５は、サンドブラストによって多少粗くした支持エレメント２６に 付着させる。支持エレメント２６は、被覆の直前に、転送されたアーク（給電装 置１６）によって、スパッタリング浄化され、所定の表面温度まで加熱されてい る。軸受台金層２５は、図示した例では、ムｉｐｂ層（８０＝２０重１チ）であ り、支持エレメント２６の表面上に非常に良く付着する。厚さが約１ミクロン（ 最大値５ミクロン）の中間層を付着層２７として使用することによって付着力か 更に高くなる。これは、ひと続きに被覆された帯状支持体を打抜キ、ロール又は プレスによって軸受台金層２５と共に特別の軸受の形状に変形する全ての場合に 必要となりうる。特定の支持体の均質の吻合には、特別の付着層２７（図示なし ）の噴射が必要となりうる。層の形成が個別の扁平状物２５によってなされるに も拘らず、軸受台金層２５自体は、層を含まない。ｖｐｓ技術の特別の、＋４１ 度条件のため、過熱されだ液滴は、表面酸化を生じさせる反応物質を含まない。

そのため、個別の層の扁平抜切２５は、酸化物のスキンによって分濡されていな い。基体の温度と溶射粒子の再結晶化とは、扁平状物２６が互に結合されて軸受 合金Ｎ２５の非常に良好な安定な組織が生成されるように、相互に！！！１ａ４ されている。

このように形成された軸受合金層は、実質的に無孔性である。次々に衝突する液 滴の運動エネルギーが高いため、硬化の際の気孔と、急冷の際に生ずる各物質の 収縮とは、液滴によって完全に満たされ轡１等化される◇ｖｐｓ被覆法の処理速 度の非常に高いことは、溶融相の間の蒸発損失を減少させるのＫ特に有利である ことが確められている。特に、ムＩＰＮ）軸受合金層のうち、　Ｐｂ含量の高い ものは、この点において有利となる。

表面２Ｂを備えた軸受合金層２５において可視のＰｂ析出物２９は、非常に均質 に分布され、粒径は、５ミクロンよりも小さい。多成分合金を使用して操作を行 ない、ムＩＰｂ　＋、　Ａｌ５ｎ−又はＣｕｒｂ−ベースの２成分軸受合金に更 に他の成分を添加した場合も同様となる。

ａ）　すべり特性を高くするだめの添加物（ｐｂ　ｓ　８ｎｓ　８ｂ％Ｂｉ　） ｂ）　合金の剛性を高めるための添加物（Ｎｊ％Ｃｕｂ　Ｔｉ、Ｂ） Ｃ）　ム１母材の硬化のための添加物（８１ｍＣｎ％Ｃ）ｄ）　均質な倣小分布 を保ちなからＰｂ含量を高めるための添加物（Ｎｉｘ　８１８％　Ｚｒｓ　Ｔｅ ％（ｅｅ）ｅ）　＠受合金層の分散硬化並びにその熱負荷性及び耐摩耗性の増大 のだめの添加物（ム１嘗０．％ＴｉＯ鵞、Ｃｒ鵞０蓼及びその混合物、安定化式 ｏ、、　Ｂ４ｄｓ　ｓｉａ、ムＩＮＥ１．び５ｉｓＮｎ）析出ａ結晶及び／又は 層系加物の粒子は濃度が低いため、多くは％Ｐｂ域又はｐｂ析出物２９よりも小 さい。

特に好ましい軸受合金層として、次のものが使用される。

［）　Ｐｔ）含量が８−１６％のＡＩ　Ｐｂ８１８ｎ（ｕ合金。Ｓｉ成分は、約 ４チ、Ｃｕ及びｓｎは、０．８−２チの範囲にある。

１ｉ）　Ｓｎ含址が４０チ以下のＡｌＳｎ合金。

ｍ）　ｓｅ、　Ｔｏ又はＺｒの添却によってＰｂｔｉＬｒ５０チまで高くしたＣ ｕｒｂ合金。

本発明に従って製造可能ｆｒ：Ｏ受会金層の主要な特性を従来の技術と比較した 結果を次表に示す。

特　性　従来の技術　本発明による 軸受合金層 結晶粒径　２０ミクロン以上　５ミクロン以下多孔性　２−１０％　Ｏ−１％ 平均粗さ　１０−５０ミクロン　５−１０ミクロン付着強度　３Ｑ−５ＱＮ／ｄ 　５Ｏ−８ＯＮ／１１４ＫＶかｆｃ−Ｇ　８Ｏ−１５ＯＮ／ｊ　４Ｏ−８ＯＮ／ １ｍ疲れ限度　５Ｏ−７ＯＮ／ｄ　７Ｏ−９ＯＮ／ｄここに疲れ限度とは、６０ ・１０６　回の交番荷重に軸受合金層の破断又は亀裂なしに耐ええたときの軸受 負荷の値（Ｎ／Ｕｆ）とする。

本発明による軸受合金層は、溶射層の密度が高く、表面の性状が改善されている ので、圧密化のための特別の後処理は不要であるのに、すべり面を形成するだめ の機械的な後加工は著しく容易になる。

、多重ｌ１ｉｉ織及び階３１化溶射層が分離される。

機能層としての軸受合金層の品質の改善のほかにも、種々の利点が、本発明の適 用〈よって実現される。

第６図には、最初の基本型５０から機械的に作製したシリンダードラムが略示さ れている。シリンダードラムは、球形の軸受シェル５１を必要とし、この軸受シ ェルは、直立ｓｋよって作製しなければならない。支持体の型は、非常に粗く、 機械的に予加工される。球形の軸受面全体が軸受合金層５２によって一様に覆わ れるためには、直立鋳造の支持縁５５を非常に高い位置とする必要がある。球状 の型全体＃′ｉ、鋳物材料で鋳造する必要があり、鋳物材料６４のはソ全体は後 に機械的に再び除去しなければならない。軸受合金層５２の組織は底面から一定 の距離においてのみ所要のすべり特性を発現させるからである。軸受合金層の厚 みは必然的に非常に大きくなる。そのため基体型５０からシリンダードラムを機 械的に加工する場合、支持体の構造の一部分は、軸受含金中において成就される 。機械的な終加工の際の公差は軸受台金中におわて測定されねばならない。

それに反し、軸受合金層を機能層として本発明に従って溶射する場合、第４図に 略示したように支持体全体を機械的に終加工することができる。最初の基本型４ ０自体が非常に簡単になり、材料節減性である。団塊材料の代りに簡材料を使用 しうる。球状の軸受シェル４１は、溶射による軸受合金層４２が章に表面を研磨 しさえすればよいように高精度に調製される。材料及び加工時間の節減によって 被覆に要するコストが十分に補なわれる。

溶射による軸受合金層４２が層特性について直立鋳造による軸受合金層５２よシ もすぐれているため、前記の有利な条件の下に、より廉価な基体（支持エレメン ト）を使用することも可能となる。

前記の軸受台金層を凋遣するには、所定の品質要求を満たすよう圧して、従来の 技術によるＶＰＳ方式を適用することができる。前述のように支持体の被覆のた めには、従来の技術に属する内部基体送給方式を含むチャージ被覆装置が適切で ある。同一の形状の多数の支持体については、ゲート装置がより経済的となる。

第５図には、無端ベルトの形状の支持体を連続被覆するために適切な被覆装置が 略示されている。その場合、ベルト５０においても補助的な加工工程を実施する ことができる。スプール５１からのベルト５０は、サンドブラスト装置５２によ って、容易に粗面とされ、次に超音波装置５５において、清浄にされ、脱脂処理 される。ベルト５０は、シャー５４及び浴接装置５５によって無端ベルトとされ 、この無端ベルトは被覆室５７を通って、空気から空気へと搬送され、第２のス プール５８に巻取られる。被覆室５７では、ゴーストツブ法によってバーナーを 介して、所定の長さの個別のベルト区画が１次々に、スパッタリング清浄化、加 熱及び被ｔｆを受ける。

コンピュータ制御による作動方式を使用すると、必要な運動の過程が再現性をも って実行される。連続的なベルトの搬送によって全部の工程を同時に推移させる こともできるが、そのためには、異なったパーナシを同時に作動させる。こ扛ら はベルト５８によって、この場合、同時にＳ動させられる。例えば、第１のバー ナー装置は例えば基体の表面をスパッタリングし、第２のバーナー装置は分数含 金を溶射し、第５のバーナー装置は、機能層の流入挙動を改善するために比較的 弱い被い層をｍ４１する。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８７００３３４ Ｓ＾　１８４９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．）混合間隙を生ずる混合物中の少くとも２種の金属合金成分を含む分散合金 、例えばアルミニウム／鉛分散合金、アルミニウム／錫分散合金、又は銅／鉛分 散合金から成り、支持エレメント（１５、２６；４１）上に直接にか又は中間層 （２７）を介して付与される軸受合金層（２５；４２）であつて、 前記合金成分が、実質的に気孔、はく及びフリンジ結晶のない均質を層を前記混 合間隙の領域に形成し、その微粒子が５ミクロンを実質的に超過しないことを特 徴とする軸受合金層（２５；４２）。 ２．）合金成分粒子中の該微粒子混合比を軸受合金層（２５；４２）の厚みに亘 つて変化させたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の軸受合金層。 ３．）１又は他の合金成分に最初に添加されるか又は軸受合金層（２５；４２） の形成に際して補助的に導入される分散強化微粒子としての硬質粒子を所定の添 加比及び統計的分布において含有することを特徴とする請求の範囲第１項又は第 ２項記載の軸受合金層。 ４．）硬質粒子の添加比を軸受合金層（２５；４２）の容積に対して約１−５容 積％としたことを特徴とする請求の範囲第３項記載の軸受合金層。 ５．）硬質粒子の添加比を軸受合金層（２５；４２）の厚みに亘つて変化させた ことを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項記載の軸受合金層。 ６．）支持エレメント（１５；２６；４１）が銅からできており、すべり層又は 摩擦層としての軸受合金層（２５；４２）が、アルミニウムー鉛分散合金又はア ルミニウムー錫分散合金と酸化アルミニウム微小粒子の形の硬質粒子とを含有す ることを特徴とする、特にすべりエレメント又は摩擦エレメント上の、請求の範 囲第１−５項の一に記載の軸受合金層。 ７．）鉛−錫−青銅、例えば鉛１０重量％、錫１０重量％及び銅残量から成るす べり層として形成されたことを特徴とする請求の範囲第１−６項の一に記載の軸 受合金層。 ８．）鉛−錫合金又は鉛−錫−アンチモニ−合金の開始層によつて覆われたこと を特徴とする請求の範囲第１−７項の一に記載の軸受合金層。 ９．）支持エレメント上に、請求の範囲第１−８項の一に記載の軸受合金層を製 造する方法において、合金成分を粒状においてプラズマ流中に導き、粒状物を該 プラズマ流中において溶融させて合金させ、合金させた粒状物を支持エレメント 上において急冷させるようにして、軸受合金層をプラズマ噴射によつて製造する ことを特徴とする製造方法。 １０．）真空プラズマ噴射（ＶＰＳ）によつて軸受合金層を製造するこよを特徴 とする請求の範囲第９項記載の製造方法。 １１．）軸受合金層の形成開始前に、支持エレメントの被覆すべき表面を粗くし 、そして／又は、伝送されるアークによつて、スパツタリング法によつて清浄に し、支持エレメントを、予め定めた温度とすることを特徴とする請求の範囲第９ 項又は第１０項記載の製造方法。 １２．）支持エレメントまで伝送されるアークを維持しつつ軸受合金層を形成す ることを特徴とする請求の範囲第１０項又は第１１項記載の製造方法。 １３．）微小粒子としての軸受金属層の構成部分を粒子物に団塊化し、この団塊 化物をプラズマ流中に導入し、該プラズマ流中において少くともその実質的部分 を溶解させ合金させることを特徴とする請求の範囲第９−１２項の一に記載の製 造方法。 １４．）支持金属層を形成するためにその構成部分を予め合金された溶射粒子と して、プラズマ流中に導き、該プラズマ流中において少くとも実質的な部分が溶 融され合金されることを特徴とする請求の範囲第９−１２項の一に記載の製造方 法。 １５．）分散合金の少くとも１つの合金成分に化学的に作用する反応ガスを軸受 合金層の形成の間プラズマガス及び／又は室雰囲気に、該合金成分を少くとも部 分的に所望の化学的結合に導くために添加することを特徴とする請求の範囲第９ −１４項の一に記載の製造方法。 １６．）軸受合金層の形成の間に、合金成分のほかに酸化性及び又は非酸化性の 追加の硬質粒子がプラズマ流に予め定められた必要ならば時間的に変化する量に おいて導くことを特徴とする請求の範囲第９−１５項の一に記載の製造方法。 １７．）帯状のキヤリヤ又は支持部上に取付けを多数のキヤリヤエレメントを軸 受合金層にて被覆するために、この帯状のキヤリヤ又はキヤリヤエレメントを有 する支持部を多数の相前後して記されたプラズマ−溶射部所に、途中で外気と接 触させることなく連続した経過において通過させることを特徴とする請求の範囲 第９−１６項の一に記載の製造方法。 １８．）軸受合金層を付与する前に付着層としての中間層をキヤリヤエレメント 上に付与することを特徴とする請求の範囲第９−１７項の一に記載の製造方法。 １９．）高融点の軸受合金層の金属合金成分を付着層として使用することを特徴 とする請求の範囲第１８項記載の製造方法。 ２０．）鋼からできているキヤリヤエレメントをアルミニウムと鉛又は同種の金 属例えば錫、アンチモニーなどからできている軸受合金層にて被覆するために付 着層としてアルミニウムを使用することを特徴とする請求の範囲第１９項記載の 製造方法。 ２１．）合金成分としてアルミニウム８０重量％と鉛２０重量％とを含む軸受合 金層を付与することを特徴とする請求の範囲第９−２０項の一に記載の製造方法 。 ２２．）プラズマ溶射後に例えばロールによつて加圧圧密し自由た表面を平滑に することを特徴とする請求の範囲第９−２１項の一に記載の製造方法。