KR100388133B1 - 슬라이딩요소용다층재료및슬라이딩요소의제조를위한방법및수단 - Google Patents

슬라이딩요소용다층재료및슬라이딩요소의제조를위한방법및수단 Download PDF

Info

Publication number
KR100388133B1
KR100388133B1 KR1019970703835A KR19970703835A KR100388133B1 KR 100388133 B1 KR100388133 B1 KR 100388133B1 KR 1019970703835 A KR1019970703835 A KR 1019970703835A KR 19970703835 A KR19970703835 A KR 19970703835A KR 100388133 B1 KR100388133 B1 KR 100388133B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electroplating
tin
lead
agent
sliding element
Prior art date
Application number
KR1019970703835A
Other languages
English (en)
Other versions
KR980700458A (ko
Inventor
스타쉬코 클라우스
훈 한스-울리히
뮐러 클라우스
호이어 요아힘
Original Assignee
블라스버그 오버플레히엔테히닉 게엠베하
페데랄-모굴 비스바덴 게엠베하
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 블라스버그 오버플레히엔테히닉 게엠베하, 페데랄-모굴 비스바덴 게엠베하 filed Critical 블라스버그 오버플레히엔테히닉 게엠베하
Publication of KR980700458A publication Critical patent/KR980700458A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100388133B1 publication Critical patent/KR100388133B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F16C33/121—Use of special materials
    • 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
    • F16C33/124—Details of overlays
    • 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
    • F16C2204/30—Alloys based on one of tin, lead, antimony, bismuth, indium, e.g. materials for providing sliding surfaces
    • F16C2204/32—Alloys based on lead
    • 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
    • Y10T428/12486—Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]
    • 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.]
    • Y10T428/12701—Pb-base component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

다층재료의 도금층이 디큰 경도와 개량된 내마모저항을 나타내는 그러한 다층재료의 도금층이 기술되었다. 이 다층재료(1b)는 8-18.5 중량%의 주석과 2-16 중량%의 동과 잔여는 연을 포함하며 여기서 주석은 연중에 완전히 균일하게 분포된 미세한 결정 석출물로써 나타내어진 그러한 도금층(5b)을 가진다. 하나의 방법에서 연-주석-동의 도금층이 전기도금에 의하여 예비 제작된 반성제품에 피복되어지는 그러한 슬라이딩요소들을 제조하기 위항 방법은 3성계의, 불화붕산염이 없는 전기도금욕이 광택제가 없이 그리고 지방산 폴리글리콜에스테르과 카아보옥실산을 포함하는 입도미세화제의 첨가와 함께 사용된다.

Description

슬라이딩 요소용 다층 재료 및 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법 및 수단
본 발명은 백킹부(backing)와 납-구리 도금을 포함하는 슬라이딩 요소용 다층 재료에 관한 것이다.
본 발명은 또한 납-주석-구리의 도금이 전기 도금에 의하여 예비 가공된 반가공품에 가해지는, 청구항 4의 전제부에 따른 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법, 및 상기 방법을 실시하기 위한 수단에 관한 것이다.
슬라이딩 요소는 특히 피스톤 및 피스톤링 뿐만 아니라 모든 종류의 베어링 라이너를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 슬라이딩 요소용 다층 재료의 도금은 적절한 전해조(electrolyte bath)에서의 전기 도금에 의하여 일반적으로 형성된다. 지금까지 상기 목적을 위하여 플루오로붕산염(fluoroborate)을 함유하는 전해조가 사용되어져 왔으나, 이것은 많은 단점을 드러낸다.
전해조가 사용되는 경우에, 유기 성분 및 주석 산화물은 불가피하게 불순물을 증가시키며, 이것은 전기 도금층의 품질을 저하시킨다. 일반적으로 이것의 더 무거운 무게로 인해, 상기 불순물은 탱크의 바닥에 가라 앉으며, 전해조가 움직이지 않는 한 전기 도금에 영향을 주지 않는다, 그러나, 상기 이유로 인해 전해조의 순환이 행해질 수 없는 경우에는, 금속 이온의 농도 구배가 도금을 일으키기 위해 제공된다. 예를 들어, 베어링 라이너와 같은, 도금되는 슬라이딩 요소는 용기 내에서 하나 위에 다른 하나가 쌓여지기 때문에, 최상부로부터 최하부까지의 층두께에 있어서의 증가가 불가피하게 발생할 것이다.
비록 이것의 선행 조건이 어떤 불순물도 소용돌이 치지 않거나 또는 전해조가 여과 가능한 것일 수도 있지만, 이러한 농도 구배는 전해조의 일정한 움직임에 의하여 방지될 수 있다. 그러나 플루오로붕산염 전해조에 함유된 4가의 주석 산화물은 일반적으로 여과가 불가능하다. 또한 바람직하지 못한 주석 산화가 공기로부터의 증가된 산소 공급에 의하여 촉진될 수 있다.
공지된 전해조의 또 다른 단점은 전기 도금 전해조 내에 시이프 음극(thief cathode)의 구비에도 불구하고 전기 도금 공정동안 베어링 백킹부 상에서의 베어링 금속의 무전류 석출을 방지하는 것이 불가능하다는 사실에 있다. 높은 구리의 농도로 인해, 예를 들어 3성분으로 된 층을 위한 전해질 내에서 구리는 베어링 라이너의 베어링 백킹부 상에서 무전류적으로 중단없이 석출되며, 이러한 과정은 시멘테이션(cementation)으로 알려져 있다. 상기 구리 층은 철(steel) 백킹부로의 단지 제한적인 접합을 보이며, 따라서 주석 도금 후에 기포 형성 및 플레이킹(flaking)의 경향을 갖는다. 이것은 한편으로는 재료의 손실을 수반하며, 다른 한편으로는 베어링의 작동성이 시멘테이션 층의 플레이킹에 의해 손상될 수 있다.
사용되는 전류 밀도는 공지된 전기 도금 전해조 내에서 2.2 A/dm2에 한정된다. 비록 더 높은 전류 밀도가 전기 도금 공정을 단축시키기는 하지만, 금속의 석출 속도가 베어링 라이너 표면 및 수용 스택(stack) 내에서 상이하여 침착된 표면은 더 이상 바람직한 조성을 갖지 않는다. 따라서 더 높은 전류 밀도에서는 안정된 석출은 불가능하다.
공지된 전해조로 제조되는 몇몇 도금, 특히 3성분으로 된 층은 두께에 있어서 상당한 변화를 나타내는데, 이것은 어쩌면 후가공을 필요로 할 수 있다. 또한 상기 주석은 도금에서 고르게 분포되지 않는데, 이것은 주석 응집(agglomeration)으로 공지된, 응집체 및 굵은 결정 석출을 초래할 수 있다. 도금의 불균일한 구조는 슬라이딩 요소가 작동 중에 상대적으로 높은 열에 노출될 경우에 발생하는 주석 확산(diffusion)을 촉진하여, 상기 도금은 예를 들어 1973년 Verlag Chemie Weinheim/Bergstrasse의 "재료기술 저널(Journal of Materials Technology)" 제7호 제4권에서 출간된, E. Roemer의 "평베어링에서의 재료 및 층 구조(Material and Layer Structure in Plain Bearings)"에 기재된 바와 같이, 그 아래의 납-청동층으로의 주석 확산을 막는, 예를 들어 니켈 베리어(barrier)와 같은 중간층에만 단지 가해질 수 있다. 지금까지는 단지 상기 부가적인 조치를 통해서만 내부식성을 향상시키는 것, 및 베어링의 손상을 일으킬 수 있는 도금에서의 분리 현상을 방지하는 것이 가능하였다. 또한 상기 공지된 도금의 경도 및 이에 따른 내마모성은 불충분하다.
통상적인 전기 도금 전해조와 관련된 도금의 불균일한 구조는 DE 41 03 117 C2에 따른 방법에서 확산을 위하여 고의적으로 이용되었다. 상대적으로 낮은 주석함량을 갖는 2성분 또는 3성분으로 된 기저 합금 층이 바라는 바와 같이 전기 도금에 의해 백킹부 층에 가해진다. 그 다음에 현저히 더 높은 주석 함량을 갖는 또 다른 층이 상기 층에 가하여진다. 시간이 제어되는 열확산 처리에 의하여, 상기 주석은 추후의 작동 표면에 바람직한 양이 분포될 때까지, 기저 합금 내로 확산된다. 도금의 불균일하고 굵은 결정 구조는 심지어 열처리 후에도 여전히 존재하기 때문에, 상기 확산 공정은 슬라이딩 요소의 작동 단계에서 계속될 수 있다. 따라서 백킹부 층과의 경계면에서의 부정적인 효과를 방지하기 위하여 확산 배리어 층이 제공된다.
DE-OS 27 22 144로부터 다층 평베어링을 위한 연금속(soft-metal) 베어링 합금으로서, 6 내지 10 중량%의 구리, 10 내지 20 중량%의 주석 및 잔여가 납으로 된 합금을 사용하는 것이 공지된다. 상기 합금은 그 중에서도 전기 도금에 의해 니켈 중간층이 확산 배리어로서 제공될 수 있다. 통상적인 전해조에 제공되는 상기 공지된 합금은 굵은 주석 분포를 나타낸다.
"금속 표면(Metalloberflaeche)"지의 39(1985)9호, 317 내지 320 페이지에서 반 데르 하이지덴(van der Heijden)이 투고한 "플루오로붕산염 및 플루오로붕산염이 없는 전해조로부터의 주석-납의 전기 도금(Galvanisches Abscheiden von Zinn-Blei aus Fluoroborat und fluoroboratfreien Elektrolyten)"은 전자적 성분의 도금을 기재한다. 주석 및 납은 RSO1H인 일반식을 가지며 여기서 R이 알킬족을 지시하는, 다양한 유기 술폰산에 쉽게 용해될 수 있음이 입증되었다. 상기 술폰산은 전기 분해동안 완전히 안정한 것으로 설명된다. 슬라이딩 요소의 제조에 적절하고 필요한 첨가제와 마찬가지로, 슬라이딩 요소의 전기 도금을 위한 플루오로붕산염이 없는 그러한 전해조의 사용은 거의 언급되지 않았다.
주석 및/또는 납/주석 합금의 전기 도금을 위한 수성의 산성 용액은 DE 39 02 042 A1로부터 공지된다. 이러한 2성분으로 된 전기 도금 전해조는 예를 들어, 인쇄 회로 기판 및 배터리에 대한 부식 방지제로서 사용되며, 내마모성이 떨어지고 따라서 슬라이딩 요소에 사용될 수 없는 상대적으로 연약한 층이 도금된다. 금속염, 반응 억제제 및 유리알칸술폰산(free alkane sulphonic acid)에 추가하여 상기 공지된 전기 도금 전해조는 광택제(brightener)를 포함하며, 이것은 예를 들어 3성분 전해조로서 상기 전해조의 사용을 불가능하게 한다.
예를 들어 구리염이 첨가될 경우에 상기 전해조의 조성이 주로 주석에 따르기 때문에, 단지 최대 1%의 구리가 도금될 수 있다는 것이 입증되었다.
JP 02-93 096(일본국 특허요약, C-732, Vol. 14.No. 294)에서는 Pb-Sn-Cu의 도금이 전기 도금에 의해 예비 가공된 반가공품에 가해지는, 슬라이딩 요소를 제조하기 위한 방법을 기재한다. 상기 목적을 위하여 플루오로붕산염이 없는 전해질이 광택제 없이 그러나 유리알킬술폰산(free alkyl sulphonic acid) 및 비이온성 습윤제(wetting agent)와 함께 사용된다. 그러나 상기 공지된 전기 도금 전해조로는 주석이 마찬가지로 굵게 석출되고, 층 구조가 일반적으로 불규칙하다. 평베어링에 대한 상당한 요구가 전체적으로 만족스럽게 충족되지 않는다.
상기 슬라이딩 요소의 제조를 위해 필요한 첨가제는 언급되지 않았으며, 이것은 마지막에 3 A/dm2에 달하는 전류 밀도를 사용하는 것이 다시 한번만 가능해 진다.
따라서 본 발명의 목적은 도금이 더 큰 경도 및 향상된 내마모성을 나타내는 다층 재료뿐 만 아니라, 전기 도금된 층의 향상된 품질을 가져오는 도금의 제조를 위한 방법으로, 여기서 사용되는 전해조 내에서의 거주 시간이 더 크다. 마지막으로 상기 목적은 또한 상기 방법을 실시하기 위한 수단을 가능하게 하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 다층 재료, 청구항 4의 특징부에 따른 방법, 및 청구항 12에 따른 수단으로서 각각 달성된다.
주석의 미세한 결정 석출 및 완전 균일한 분포는 국부적인 주석 응집이 더이상 생기지 않는 것을 의미한다. 1000 배율에 이르기까지 확대된 전자 현미경 사진에서 한정된 반지름을 갖는 입자로서 미세하게 분포된 주석을 확인하는 것은 가능하지 않다. 격자 결함이 거의 없고 도금으로의 저해하는 외부 원자의 혼입이 없어서 충진 밀도는 공지된 Pb-Sn-Cu 도금의 것보다 훨씬 더 높다. 상기 결과로 본 발명에 따른 다층 재료의 경우에 있어서 10 내지 50 HV의 더 높은 도금 강도 및 더 큰 내마모성을 나타낸다. 미리 결정된 조성에 대한 경도는 동일한 합금 조성을 갖는 종래의 도금에 대한 것보다 적어도 20% 더 높다.
완전히 균일한 분포를 갖는 주석의 이러한 미세한 결정 석출은 주석 함량이 8 내지 18.5 중량% 이고, 구리 함량이 2 내지 16 중량% 이며, 잔여가 납으로 이루어지는 경우에 보장되는 것이 입증되었다.
또한 상기 다층 재료로 제조되는 평베어링의 작동 동안에 온도의 증가에 의해 일반적으로 발생하는 주석 확산이 거의 또는 전혀 관찰되지 않는 것이 놀랍게도입증되었다. 상기 유리한 효과는 또한 단지 약간의 확산 효과가 일어날 수 있는 정도로 주석의 유동성을 분명히 제한하는, 주석의 미세한 결정 석출의 결과이다. 따라서 예를 들어, 소위 니켈 베리어과 같은 중간층을 생략하는 것이 가능하다. 상기 도금이 다층 재료인 2성분으로 된 층을 형성하는 경우에, 이것은 철 백킹부 라이너 내부에 위치하는 납-청동 층에 직접 가해지는 것이 바람직하다.
이러한 다층 재료로 된 슬라이딩 요소를 제조하기 위한 방법은 지방산글리콜에스테르(fatty acid glycol ester), 및 카르복실산을 포함하는 입도 미세화제가 전기 도금 전해조에 사용되는 것을 특징으로 한다. 단지 입도 미세화제의 사용을 통하여 미세한 결정 석출이 가능하며, 이것은 주석 확산 과정을 방지한다는 것은 입증되었다. 상기 지방산글리콜에스테르는 석출의 균일성에 있어서 긍정적인 효과를 갖는다. 공지된 방법에서 두드러진 상승 효과는 그루브, 구멍 및 이와 유사한 영역의 가장자리에서 발생하는 반면에, 이러한 것이 더 이상 검출되지 않을 수 있다. 상기 지방산글리콜에스테르는 전기 도금 전해조 내에서 이온 분포 상에 분명히 효과를 가지며, 이것은 또한 결국 심지어 석출의 원인이 된다. 이것은 두께에 있어서의 변동을 피하는 것이 가능할 뿐만 아니라 표면 조도(roughess)를 현저히 감소시킬 수 있음이 입증되었다.
상기 전기 도금 전해조는 메탄술폰산(methane sulphonic acid)을 포함하는 것이 바람직하다.
전해욕의 조성은 석출되는 금속에 추가하여 유리메탄술폰산(free methane sulphonic acid) 30 내지 200 g/ℓ, 비이온성 습윤제 5 내지 125 ㎖/ℓ, 입도 미세화제 5 내지 25 ㎖/ℓ, 및 지방산글리콜에스테르 0.01 내지 1 g/ℓ를 포함하는 것이 바람직하다.
종래의 플루오로붕산염이 없는 전해조에 존재하던 광택제를 생략함으로써, 그리고 비이온성 습윤제를 첨가함으로써 납-주석 합금에 구리를 원하는 양만큼 석출시키는 것이 가능해진다.
아릴폴리글리콜에테르(aryl polyglycol ether) 및/또는 알킬아릴폴리글리콜에테르(alkylaryl polyglycol ether)가 비이온성 습윤제로서 사용된다.
본 발명에 따른 전기 도금 전해조는 알킬술폰산(alkyl sulphonic acid)이 전기 분해 도중에 분해되지 않기 때문에 높은 안정성에 의해 구별된다. 이것에 의해 균일하고 실질적으로 100% 인 전류 효율이 음극 및 양극 사이에서 얻어진다.
상기 비이온성 습윤제의 사용을 통하여, 베어링 백킹부 상에서의 구리 석출이 상당히 감소되어 무시 가능하다.
전기 도금 전해조에서 발생하는 어떠한 농도 구배를 방지하기 위하여, 상기 전기 도금 전해조은 일정하게 순환되도록 하는 것이 바람직하다. 전기 도금 전해조의 순환은 전기 도금 공정 동안 여과와 결부되는 것이 바람직하며, 따라서 전기 도금 전해조에 함유된 불순물이 연속적으로 제거된다. 전기 도금 전해조의 여과는 사용된 습윤제가 여과 가능하고 주석 선화가 단지 낮은 임계치 내에서 발생한다는 점에서 가능해진다.
상기 순환 및 여과는 도금 품질을 상당히 증가시킨다. 베어링 스택(stack)의 최하부에서부터 최상부까지의 전기 석출된 층의 두께 변화 및 도금에서의 결함이상당히 감소될 수 있음이 입증된다. 또한, 본 발명에 따른 전기 도금 전해조는 특히, 석출되는 금속의 높은 농도가 전기 도금 전해조에 함유되는 경우에 무제한의 기간동안 사용 가능함이 입증되었다.
전기 도금시에는 2 내지 20 A/dm2의 전류 밀도가 사용되는 것이 바람직하게 가능하다. 도금 조성에 있어서는 어떠한 변경도 결과적으로 발견되지 않았다. 이러한 높은 전류 밀도의 사용을 통하여 급속 석출의 장점이 달성된다. 따라서 공정의 지속 시간을 10의 인자(factor)에 의해 대체로 감소시키는 것이 가능하다. 따라서 상기 새로운 공정은 고속 석출에도 적합하며 이에 따라 스트립(strip)의 전기 도금에도 적합하다. 따라서 고용량의 대량 생산을 설립하는 것이 가능하다.
상기 전기 도금 전해조는 그렇지 않으면 제어된 석출이 더 이상 불가능하기 때문에 25℃ 이하의 온도에서 유지되는 것이 바람직하다. 상기 전해조는 전기 도금 공정 동안 가열되기 때문에, 적절히 냉각되어야 한다.
상기 방법을 수행하기 위한 수단은 메탄술폰산납(lead methane sulphonate)형태의 50 내지 100 g/ℓ의 납, 메탄술폰산주석(tin methane sulphonate) 형태의 6 내지 20 g/ℓ의 주석, 메탄술폰산구리(copper methane sulphonate) 형태의 2 내지 16 g/ℓ의 구리, 30 내지 200 g/ℓ의 유리메탄술폰산(free methane sulphonate), 5 내지 125 ㎖/ℓ의 비이온성 습윤제, 5 내지 25 ㎖/ℓ의 입도 미세화제, 및 0.01 내지 1 g/ℓ의 지방산글리콜에스테르를 함유하며, 광택제는 함유하지 않는 전기 도금 전해조를 포함한다. 상기 비이온성 습윤제는 아릴폴리글리콜에테르 및/또는 화학식이 CnH(n+1)-Ar-(OCH2-CH2)m-OCH2-CH3이며, 여기서 n은 0 내지 15, m은 5 내지 39, 및 Ar은 방향족 잔류물인 알킬아릴폴리글리콜에테르이다. 상기 입도 미세화제는 바람직하게 다음의 일반식을 가지는 σ-β-불포화 카아복실산을 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
여기서, R1및 R2는 동일 또는 상이하며, 수소 또는 1 내지 3C 원자를 갖는 저알킬(lower alkyl)족이며, R3는 수소 또는 1 내지 5C 원자를 갖는 저알킬족이다. 아릴폴리글리콜에테르 및/또는 알킬아릴폴리글리콜에테르의 함량은 40 내지 1000 ㎖/ℓ이며, 입도 미세화제의 함량은 5 내지 15 ㎖/ℓ이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예가 상세히 설명될 것이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 부분적으로 상세하게 지적될 것이며, 그것의 전체 부분을 형성하는 첨부 도면과 관련된 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 더욱 상세한 설명으로부터 부분적으로 명백해진다.
제 1a 도 및 제 1b 도는 종래 기술에 따른, 그리고 본 발명에 따른 다층 재료의 전자 현미경 사진이며, 제 2a 도 및 제 1b 도는 종래 기술에 따른, 그리고 본 발명에 따른 도금의 표면 조도를 나타내는 2개의 다이아그램을 도시한다.
다음의 표는 바람직한 전해조의 조성, 전류 밀도, 및 금속 백킹부 및 납-청동 층으로 구성되는 평베어링 상에서 얻어진 3성분으로 된 층의 요약이다. 억제자 N은 알킬아릴폴리글리콜에테르를 바탕으로 한 습윤제를 지시하고, 억제자 L은 약 30% 의 카르복실산에 추가하여 아릴폴리글리콜에스테르 및/또는 알킬아릴폴리글리콜에테르의 1/3, 및 잔여인 물을 포함하는 첨가제를 지시한다. 상기 습윤제는 예를 들어 Blasberg/Solingen사에 의해 각각 BN 160308 Stannostar HMB 및 BN 160309 Stannostar HMB의 상품명으로 판매된다. 지방산폴리글리콜에스테르의 함량은 전체 전해조 조성에 있어서 0.02 g/ℓ이다. 모든 경도값이 10 내지 50 HV의 범위 내이며, 따라서 종래의 3성분으로 된 층의 경도값 보다 현저히 더 높은 것에 주목하여야 한다.
제 1a 도 및 제 1b 도는 2개의 미세 현미경 사진을 도시하는데, 여기서 제 1a 도는 종래 기술에 따른 다층 재료를 도시하고, 제 1b도는 본 발명에 따른 다층 재료를 도시한다.
제 1a 도는 금속 백킹부(2a), 납-청동 층(3a), 니켈 차단층(4a) 및 3성분으로 된 층(5a)을 포함하는 다층재료(1a)를 도시한다. 상기 3성분으로 된 층은 PbSn14Cu8의 조성을 가지며 플루오로붕산염을 함유하는 전기 도금 전해조로 제조된다. 주석 응집체(6a)는 3성분으로 된 층에서 분명히 볼 수 있다. 전체적으로, 3성분으로 된 층(5a)은 불균일한 구조 및 거친 표면을 갖는다.
Figure pct00002
*)층두께 90㎛
제 1b 도는 본 발명에 따른 다층 재료를 도시한다. 철 백킹분(2b) 상에 납-청동 층이 다시 위치되며, 이것 상에 18.44%의 주석, 7.38%의 구리, 잔여인 납으로 이루어지는 3성분으로 된 층(5b)이 직접적으로, 다시 말해서 니켈 차단층없이 가해진다. 여기서 도시된 1000 배율의 확대도에서, 주석은 미세한 결정상으로서, 균일하게 분포된 석출물로 명백히 알 수 있다.
전체적으로, 상기 3성분으로 된 층(5b)은 우수한 접합을 나타내며, 단지 아주 작은 주석 확산이 심지어 170 ℃에서 1000 시간 동안의 열처리 후에 검출될 수 있다. 상기 3성분으로 된 층(5b)의 경도는 38 HV이다.
제 2a 도 및 제 2b 도는 제 1a 도 및 제 1b 도에 도시된 다층 재료의 표면 조도를 도시한다. 제 1a 도에 따른 다층 재료에 관련되는 제 2a 도에 도시되는 표면 조도는 제 2b도의 표면 조도보다 훨씬 더 큰 것을 명백히 알 수 있다. 평균 조도는 제 2a 도에 도시되는 곡선의 경우 Rz 4.375 ㎛ 이며, 제 2b도에 도시되는 곡선의 경우에는 Rz 3.225 ㎛이다.
전해조 조성의 일 실시예는 다음과 같다:
Figure pct00003
Figure pct00004
아래의 석출표는 상기 조성의 전해조로부터 작성되었다.
석출표
Figure pct00005
심지어 26 A/dm2의 높은 전류 밀도에서도, 두꺼운 도금이 상대적으로 짧은 시간 내에 가해질 수 있으며, 바람직한 합금 조성을 유지하는 것이 가능함이 입증되었다.
또한, 평베어링 층은 전기 도금을 위해 사용되는 수용 장치 내에서 이들의위치에 대하여 시험되었다.
Figure pct00006
이것으로부터 용기 내에서의 평베어링의 위치에 상관없이, 단지 매우 미세한 차이가 합금 조성에서 감지될 수 있는 것을 알 수 있다.
명백히 본 발명의 수많은 수정 및 변형이 상기 기재의 관점에서 가능하다. 따라서 첨부된 청구항의 범위 내에서 본 발명은 특히 여기에 상세히 기재된 것 이외의 것에도 실시될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 백킹부(2b)와, 8 내지 18.5 중량%의 주석, 2 내지 16 중량%의 구리, 잔여의 납으로 된 도금(5b)을 포함하는 슬라이딩 요소용 다층 재료(1b)에 있어서,
    상기 주석은 납 내에 완전히 균일하게 분포되는, 미세한 결정 석출물로서 존재하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소용 다층 재료.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금(5b)은 10 내지 50 HV의 경도를 나타내는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소용 다층 재료.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도금은 3성분으로 된 층을 형성하며, 여기서 상기 도금(5b)은 중간층없이 납-청동 층(3b)에 가해지는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소용 다층 재료.
  4. 납-주석-구리 도금층이 전기 도금에 의하여 예비 가공된 반가공품에 가해지며, 광택제가 없는, 3성분으로 된, 플루오로붕산염이 없는 전기 도금 전해조가 비이온성 습윤제 및 유리알킬술폰산의 첨가와 함께 사용되는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법에 있어서,
    상기 전기 도금 전해조에는 지방산폴리글리콜에스테르와, 카르복실산을 포함하는 입도 미세화제가 사용되는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    메탄술폰산을 함유하는 전기 도금 전해조가 사용되는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 도금 전해조는 석출되는 금속에 추가하여, 30 내지 200 g/ℓ의 유리메탄술폰산, 5 내지 125 ㎖/ℓ의 비이온성 습윤제, 5 내지 25 ㎖/ℓ의 입도 미세화제, 및 0.01 내지 1 g/ℓ의 지방산폴리글리콜에스테르를 함유하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 비이온성 습윤제로서 아릴폴리글리콜에테르 또는 알킬아릴폴리그리콜에테르가 사용되는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 도금 공정 동안에 2 내지 20 A/dm2의 전류 밀도가 사용되는 것을특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 도금 전해조는 전기 도금 공정 동안에 움직여지는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기 도금 전해조는 전기 도금 공정 동안에 여과되는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 도금 전해조는 25℃ 이하의 온도에서 유지되는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법.
  12. 메탄술폰산납 형태의 50 내지 100 g/ℓ의 납, 메탄술폰산주석 형태의 6 내지 20 g/ℓ의 주석, 메탄술폰산구리 형태의 2 내지 16 g/ℓ의 구리, 30 내지 200 g/ℓ의 유리메탄술폰산, 및 5 내지 125 ㎖/ℓ의 비이온성 습윤제, 5 내지 25 ㎖/ℓ의 입도 미세화제, 및 0.01 내지 1g/ℓ의 양의 지방산폴리글리콜에스테르를 함유하며 광택제는 함유하지 않는 전기 도금 전해조를 포함하는, 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 따른 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법을 실시하기 위한 수단.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 비이온성 습윤제는 아릴폴리그리콜에테르, 또는 CnH(n+1)-Ar-(OCH2- CH2)m-OCH2-CH3인 화화식을 가지며 여기서 n은 0 내지 15, m은 5 내지 39이고, Ar은 방향족 잔류물인 알킬아릴폴리글리콜에테르이며, 상기 입도 미세화제는 카르복실산인 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법을 실시하기 위한 수단.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 입도 미세화제는 다음의 일반식을 갖는 α-β-불포화 카르복실산을 포함하며,
    Figure pct00007
    여기서 R1및 R2는 동일 또는 상이하며, 수소 또는 1 내지 3C 원자를 갖는 저알킬족이고, R3는 수소 또는 1 내지 5C 원자를 갖는 저알킬족인 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법을 실시하기 위한 수단.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 아릴폴리글리콜에테르 또는 알킬아릴폴리글리콜에테르의 함량은 40 내지 100 ㎖/ℓ이며, 입도 미세화제의 함량은 5 내지 15 ㎖/ℓ인 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 요소의 제조를 위한 방법을 실시하기 위한 수단.
KR1019970703835A 1994-12-09 1995-12-06 슬라이딩요소용다층재료및슬라이딩요소의제조를위한방법및수단 KR100388133B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4443806.0 1994-12-09
DE4443806 1994-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR980700458A KR980700458A (ko) 1998-03-30
KR100388133B1 true KR100388133B1 (ko) 2003-11-20

Family

ID=6535334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970703835A KR100388133B1 (ko) 1994-12-09 1995-12-06 슬라이딩요소용다층재료및슬라이딩요소의제조를위한방법및수단

Country Status (9)

Country Link
US (2) US5976712A (ko)
EP (1) EP0797693B1 (ko)
JP (1) JP3577084B2 (ko)
KR (1) KR100388133B1 (ko)
CN (1) CN1100893C (ko)
AT (1) ATE181117T1 (ko)
CZ (1) CZ288963B6 (ko)
DE (2) DE19545427C2 (ko)
WO (1) WO1996017980A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728777C2 (de) * 1997-07-05 2001-03-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager sowie Verfahren zur Herstellung von Lagerschalen
DE19852481C2 (de) * 1998-11-13 2002-09-12 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente und Verfahren zu seiner Herstellung
ATE246271T1 (de) * 1999-04-28 2003-08-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Mehrschichtenmaterial für gleitelemente und verfahren zur herstellung
US6540767B1 (en) * 2000-02-08 2003-04-01 Scimed Life Systems, Inc. Recoilable thrombosis filtering device and method
AT408351B (de) * 2000-05-17 2001-11-26 Miba Gleitlager Ag Verfahren zum galvanischen abscheiden einer dispersionsschicht auf einer oberfläche eines werkstückes
JP2003090343A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Daido Metal Co Ltd 多層摺動材料
JP3754353B2 (ja) * 2001-11-15 2006-03-08 大同メタル工業株式会社 複合めっき被膜付き摺動部材
DE10337029B4 (de) * 2003-08-12 2009-06-04 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff, Herstellung und Verwendung
DE10352708A1 (de) * 2003-11-07 2005-06-09 Würth Elektronik Pforzheim GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zum Galvanisieren
JP5243467B2 (ja) * 2010-02-05 2013-07-24 大同メタル工業株式会社 摺動部材
DE102010043527A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zylinderlaufbahn mit einer Verschleißschutzschicht
CN102424993A (zh) * 2011-12-07 2012-04-25 广东韶配动力机械有限公司 在铝硅合金上镀三元合金层的方法及其制品
AT514961B1 (de) * 2013-12-23 2015-05-15 Miba Gleitlager Gmbh Mehrschichtgleitlager
GB201714578D0 (en) * 2017-09-11 2017-10-25 Rolls Royce Plc Gear pump bearing
CN110129593B (zh) * 2019-04-18 2020-08-04 肇庆理士电源技术有限公司 一种配置合金的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009965A (ko) * 1989-11-20 1991-06-28 원본미기재 슬라이딩부재용 복합도금막

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2722144C3 (de) * 1977-05-16 1980-07-10 Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden Verwendung einer Legierung mit mehr als 6 bis 10 °/o Gew. Kupfer, 10 bis 20 Vo Gew. Zinn, Rest Blei, als Weißmetall-Lagerlegierung
DE3813802A1 (de) * 1988-04-23 1989-11-09 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff oder schichtwerkstueck mit einer auf einer traegerschicht angebrachten funktionsschicht, insbesondere gleitschicht mit der struktur einer festen, aber schmelzbaren dispersion
JPH0293096A (ja) * 1988-09-30 1990-04-03 Daiwa Kasei Kenkyusho:Kk 滑り軸受の表面合金層の製造法
DE3902042A1 (de) * 1989-01-25 1990-07-26 Blasberg Oberflaechentech Waessrige, saure loesungen fuer die elektrolytische abscheidung von zinn und/oder blei/zinnlegierungen
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
CA2069988C (en) * 1991-05-31 1997-03-04 Yoshikazu Fujisawa Slide member with surface composed of pyramidal microprojections
FR2678693B1 (fr) * 1991-06-11 1995-04-21 Honda Motor Co Ltd Portee a glissement.
DE4223631C2 (de) * 1991-07-18 1998-04-30 Honda Motor Co Ltd Gleitelement
DE19728777C2 (de) * 1997-07-05 2001-03-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager sowie Verfahren zur Herstellung von Lagerschalen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009965A (ko) * 1989-11-20 1991-06-28 원본미기재 슬라이딩부재용 복합도금막

Also Published As

Publication number Publication date
DE19545427C2 (de) 1997-04-17
US6103089A (en) 2000-08-15
EP0797693A1 (de) 1997-10-01
ATE181117T1 (de) 1999-06-15
US5976712A (en) 1999-11-02
DE19545427A1 (de) 1996-07-11
KR980700458A (ko) 1998-03-30
CZ177897A3 (en) 1997-11-12
JPH10510321A (ja) 1998-10-06
CN1169166A (zh) 1997-12-31
CN1100893C (zh) 2003-02-05
CZ288963B6 (cs) 2001-10-17
DE59506186D1 (de) 1999-07-15
JP3577084B2 (ja) 2004-10-13
WO1996017980A1 (de) 1996-06-13
EP0797693B1 (de) 1999-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100388133B1 (ko) 슬라이딩요소용다층재료및슬라이딩요소의제조를위한방법및수단
Dennis et al. Nickel and chromium plating
Kumar et al. Factor effecting electro-deposition process
Di Bari Nickel plating
EP1874982B1 (en) Method for electrodeposition of bronzes
Senna et al. Electrodeposition of copper–zinc alloys in pyrophosphate-based electrolytes
EP1015668A1 (en) Process for the manufacture of high quality very low profile copper foil and copper foil produced thereby
US6077815A (en) Laminated material for sliding members, and process for the production thereof
KR20000053278A (ko) 구리층을 전기분해 증착하는 방법
US4933051A (en) Cyanide-free copper plating process
JP2015212417A (ja) 光沢ニッケル層の析出のための電解浴、または光沢ニッケル層の析出のための電解浴中での使用のための混合物、および光沢ニッケル層を有する物品の製造方法
JPS6254397B2 (ko)
KR880001584B1 (ko) 아연-니켈합금 전착용 수용성 조성물
US4462874A (en) Cyanide-free copper plating process
US20040074775A1 (en) Pulse reverse electrolysis of acidic copper electroplating solutions
TW200304504A (en) Electrolytic copper plating method, phosphorus-containing anode for electrolytic copper plating, and semiconductor wafer plated using them and having few particles adhering to it
KR20000057911A (ko) 납과 납/주석 합금의 전기 도금용 전해액
US4521282A (en) Cyanide-free copper electrolyte and process
US4923573A (en) Method for the electro-deposition of a zinc-nickel alloy coating on a steel band
EP0397663A4 (en) A method, bath and cell for the electrodeposition of tin-bismuth alloys
JPH1060683A (ja) 電気めっき三元系亜鉛合金とその方法
GB2167447A (en) Cyanide free copper plating process
Walker Structure and properties of electrodeposited metals
US4565611A (en) Aqueous electrolytes and method for electrodepositing nickel-cobalt alloys
Gamburg et al. Technologies for the electrodeposition of metals and alloys: electrolytes and processes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 12

EXPY Expiration of term