KR100675994B1 - 평베어링셀과 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

배면 부재와 최소한 한 개의 금속 오버레이를 가진 평베어링셀(bearing shell)에 관한 것으로서, 이는 전자빔 증착에 의하여 코팅(coating)되며 매트릭스 재료에서 최소한 그의 원자량이 매트릭스 재료의 원자량보다 큰 미세 분산 성분을 가지고 있으며, 미세 분산성분(7)의 밀도는 정점부(8)로부터 부분면 영역(9)에 이르기까지 계속 감소한다. 본 방법은 베어링셀의 정점부에서 코팅과정 중 불활성 기체의 압력은 0.1 내지 5Pa로 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

평베어링셀과 그의 제조방법{HALF BEARING AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 다음의 실시예와 도면에 의하여 보다 상세히 설명되며 도면의 내용은 다음과 같다.
도 1 은 평베어링의 투시도,
도 2 는 정점부에서 오버레이의 합금 성분을 나타내는 도표,
도 3 은 측면부에서 오버레이의 합금 성분을 나타내는 도표,
도 4 는 종래의 삼원 및 이원 성분 베어링과 대비하여, 본 발명에 따라 제조된 오버레이를 포함하는 평베어링의 언더우드-테스트에서 달성 가능한 한계 하중을 나타내는 도표이다.
본 발명은 배면 부재 및 전자 빔 증착에 의해 도포되고 모재 내에 최소한 하나의 미세 분산 성분을 포함하는 최소한 하나의 금속 오버레이를 포함하는 평베어링에 관한 것으로서, 이 성분의 원자량은 모재의 원자량보다 더 크다.
또한 본 발명은 특허청구범위 제 10 항의 상위개념에 따르는 평베어링셀의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이러한 목적으로 이용된 슬라이딩 요소는 다음 구조와 같은 복합 다층 시스템 ; 배면 부재로서의 강철 지지체, Cu, Al 또는 화이트 메탈(white metal) 합금으로 된 베어링 메탈층과 소위 슬라이딩 또는 제3층 또는 오버레이를 포함하며, 이는 도금방법(에뢰머 : GLYCO 40의 삼성분(Three-component) 베어링; GLYCO-기술보고서 8/67) 또는 유럽 특허 공보 제 EP 0 256 226 B1 호에 명시되어 있는 바와 같이 음극 스퍼터링(sputtering) 공정에 의하여 코팅이 가능하다. 대부분 Pb 또는 Sn기로 전기도금된 도금층은 내식성이 불충분하거나 또는 내마모성이 작다는 단점이 있다. 또한 도금공정은 공해문제로 보아 위험할 수 있다.
스퍼터링 기술로 오버레이가 입혀지는 경우, 이에 관하여 실현 가능한 낮은 석출 속도와 막대한 장치 기술적인 비용 때문에 완전한 슬라이딩 요소에 대하여 상당한 비용이 요구되고 있다.
영국 특허 공보 제 GB 2270 927 호는 알루미늄 합금을 명시하고 있는데, 이는 전체층의 Sn 함유량은 일정하며 10% 내지 80% 범위 내에 존재할 수 있다. 본 출원의 10 및 11페이지의 표1로부터, 주석 함유량이 증가함에 따라 가능한 한계 하중은 베어링 부식이 증가하는 경향을 나타내나, 이에 반하여 내구력은 일정한 주석함유량부터 재차 현저히 떨어진다. 본 명세서는 길들임 운전(running-in behavior)의 개선을 위한 어떠한 제한도 존재하지 않는다. 오버레이를 코팅하기 위한 제조 방법으로서 본 출원에서는 스퍼터링을 언급하고 있다.
유럽 특허 공보 제 EP 0 376 368 B1 호는 우수한 비상 운전 및 길들임 운전 특성에 의해 구별되는 베어링을 제조하기 위한 상당히 복잡한 방법을 기술하고 있다. 본 출원도 스퍼터링 공정에 의해 도포된 알루미늄-주석 합금과 관련된다. 본 출원의 요점은 베어링 합금의 금속 기초 재료 내에 결합된 입자가 그의 직경과 관련하여 표준 랜덤 분포에 따르며, 1.0 질량%까지의 산소가 오버레이에 결합되고, 열처리 후에 오버레이 마이크로 경도가 감소한다는 것이다. 이러한 방식으로, 함입력, 비상 운전 특성 및 부식에 대한 민감도가 향상된다.
국제 특허 공보 제 WO 91/00375 호는 오버레이가 이 안에 미세하게 분산되어 있는 제2상(예컨대 주석)을 가진 기초 재료(예.알루미늄)로 구성되어 있는 베어링을 명시하고 있다. 이 경우에도 스퍼터링 방법이 사용된다. 본 발명의 목적은 그의 오버레이 구조가 오버레이 내의 제2상(예,주석) 함량이 오버레이의 두께에 따라 최하층의 0%로부터 최상층의 100%에 이르기까지 계속해서 증가하는 베어링을 제조하는데 있다.
이는 상이한 조성의 다양한 타겟을 이용하거나 또는 코팅시 변화하는 스퍼터링 매개변수에 의하여 실현된다. 이러한 방식으로 제조된 오버레이는 그의 마모 및 피로 상태에 관하여 대단히 양호한 특성을 나타내는데, 이는 그러나 매우 복잡한 방법을 이용하여 달성될 수 있다.
독일 공개 공보 제 DE 195 14 835 A1 호와 제 DE 195 14 836 A1 호에는 전자빔 증착에 의하여 오목하게 만곡된 슬라이딩 요소에 오버레이를 석출시키는 것이 공지되어 있으며, 여기서 양 문헌에서 특정한 층 두께 프로필의 주조가 중요하다. 평베어링셀에 있어서 균일한 층 두께를 이루기 위하여, 독일 공개 공보 제 DE 195 14 835 A1 호에 따르면 증착 코팅하는 동안 증착기 및 배면 부재는 상이한 속도로 선형으로 서로 상대적으로 이동한다. 이러한 결과로, 코팅실 내에는 적절한 조절 장치가 요구된다. 한편, 독일 공개 공보 제 DE 195 14 836 A1 호의 목적은 불균일한 층 두께를 제조하는 것이다.
슬라이딩 요소의 층 두께는 정점에서 가장 두꺼우며, 상기 두께는 측면에 이르기까지 계속 감소한다. 이를 달성하기 위하여, 상기 방법은 증착기 및 평베어링셀 정점 사이의 거리가 150 내지 350㎜로 조정되도록 하며, 층의 증착 코팅 중 증착기와 배면 부재는 서로 간에 고정된 위치에 놓이며, 정점에서 석출을 위한 응축 속도는 최소 80㎚/s로 조절되도록 한다.
독일 공개 공보 제 DE 36 06 529 A1 호에는 금속 기판 위에 최소한 하나의 금속 재료를 증착시켜서 다층 재료 또는 다층 가공물을 제조하기 위한 방법이 공지되어 있는데, 이때 오버레이를 코팅하기 위하여 전자빔 증착 공정이 이용된다.
당해 방법은 잔유 가스분위기에서 10-2-10-3mbar 범위의 압력으로 수행되며, 여기서 상기 재료는 증착으로 동시에 분산 경화 또는 분산 강화된다. 코팅속도는 약 0.3㎛/초로 설정한다. 증착 과정 중, 상기 기판은 200℃ 내지 800℃ 범위 내에서 유지된다. 알루미늄 합금을 증착시킬 경우 기판의 온도는 200℃ 내지 300℃이며, 동-납 합금을 증착시키는 경우 기판의 온도는 500℃ 내지 700℃ 범위이다. 본 방법에 따라 제조된 층의 내구력은 분말금속 방법에 의해 제조된 층의 내구력보다 현저히 좋아진다. 본 출원은 분산 강화에 의하여, 예를 들어 증착시 산화물 생성에 의하여, 오버레이 내에 한정된 하드 위상물(a defined hard phase content)을 제조하는 것이 중요하다.
전자빔 증착과 관련한 상기 세 가지 명세서에는 합금 성분의 상이한 분포를 달성하는 방법에 관한 어떠한 언급도 없다. 내구력 또는 길들임 운전 상태는 몇 가지 적용예에 대하여 적절하지 않다.
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본 발명은 평베어링의 부식이 시작되기 전에 바람직하게는 그것의 고부하 지점에서 좋은 비상 운전(emergency running) 및 높은 한계 부하로 결합된 길들임 운전 상태(running-in behavior)에 특징이 있는 평베어링셀을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 이 밖에도 간단한 방법으로 전체 베어링셀 주위에 걸쳐서 균일한 층 두께를 보장하는 그러한 평베어링을 생산하기 위하여 전자빔 증착에 기초한 경제적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
미세하게 분산된 평베어링셀 성분의 밀도는 평베어링의 정점부로부터 측면부로 계속 감소하는 특징을 가지고 있다.
이러한 방식으로 구성되어 있는 오버레이(overlay)는 유리한 점이 있는데, 가장 고부하를 받는 영역, 즉 정점부위에서 보통 비상 운전 및 길들임 운전 상태에 결정적으로 긍정적인 영향을 미치는 합금 성분이 가장 큰 농도를 갖는다는 것이다. 기타 장점은 비교적 고가이며, 미세하게 분산된 성분이 비상 운전 및 길들임 운전 상태와 관련하여 주로 요구되는 상기 정점부에만 높은 농도로 존재한다는 사실이다.
가장 높은 고부하 영역의 슬라이딩 특성이 전체 평베어링의 수명에 영향을 주기 때문에, 정점 부위에서 미세하게 분산된 합금성분의 농도가 증가함에 따라 수명의 증대도 보장된다.
특히 정점부위의 미세 분산 성분 농도가 측면 영역보다 1.2 내지 1.8 배수, 특히 1.3 내지 1.6 배수 더 큰 것이 바람직하다.
제 1 실시예에 따르면, 미세 분산 성분의 농도는 오버레이 두께에 걸쳐 일정하다.
제 2 실시예에 따르면, 원주방향의 이러한 농도 분포 또한 층 두께에 대하여 상이한 농도로 결합이 가능하며, 특히 미세 분산 성분 농도는 하부 즉, 배면 부재의 인접측으로부터 오버레이의 상부에 이르기까지 계속 증가한다. 상기 오버레이의 이러한 실시예는 평베어링의 역방향이 예컨대 주물축(cast shaft)인 경우와 같이, 고도의 표면조도를 가질 때 선택된다.
특히 오버레이 상부의 미세 분산 성분의 농도는 하부층의 경우보다 2배 이상 더 큰 것이 바람직하다.
미세 분산 성분의 농도는 정점부에서 10 내지 70 질량%인 것이 바람직하다.
모재(matrix material)는 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하며, 여기서 미세 분산 성분은 주석, 납, 비스무트 및 안티몬 중 하나 이상이 될 수 있다. 기타 합금성분으로서, 상기 오버레이는 구리, 아연, 실리콘, 망간 및 니켈 중 하나 이상이 단독 또는 5질량%까지의 비율로 결합하여 포함될 수 있다.
배면 부재(backing members)는 강철 지지 셸(shell)을 포함하거나, 또는 강철/CuPbSn-복합재 또는 강철/알루미늄 또는 강철/화이트 메탈 복합재로 구성될 수 있다. 오버레이를 구성하는 우수한 합금 시스템은 AlSnCu, AlSnPb 및 AlSnSi이다. 주석 합금으로 된 오버레이의 경우, 오버레이의 주석 함량은 슬라이드 요소의 정점으로부터 측면 방향으로 감소한다. 즉, 오버레이는 주석 함량이 많은 영역과 적은 영역을 포함한다. 우선, 오버레이에서 동시에 높고 낮은 주석 함량의 장점을 활용할 수 있다. 주석 함량이 많은 영역은 슬라이딩 요소의 우수한 운전 상태를 보장해주는 한편, 주석 함량이 적은 영역은 슬라이딩 요소가 큰 지지력을 유지하도록 해준다.
상기 오버레이의 두께는 전체의 원주에 걸쳐서 균일한 것이 바람직하다.
이러한 평베어링 오버레이를 제조하는 방법에서 고려한 점은 베어링셀의 정점부에서 코팅과정 중에 가스압력을 0.1 내지 5Pa로 조정한다는 점이다.
증발노와 코팅할 표면간의 가스분자는 증착과정 중에 변하는 합금 성분의 분산을 초래한다.
분산각 또는 분산도는, 동력학적 이유로, 개별 증착 합금 요소의 상대적인 밀도에 좌우된다.
이러한 결과는, 예컨대 주석과 같은 무거운 원소가 예컨대 알루미늄과 같은 가벼운 원소보다 덜 강하게 분산된다는 점이다. 이러한 분산 과정의 결과로 무거운 원소들이 측면 영역보다 평베어링의 정점부에 더 큰 농도로 증착된다. 가스분자의 이러한 분산에 의하여 전자빔 증착이 행해진 압력 범위에 따라 넓은 제한 범위 내에서 오버레이의 조성을 변화시킨다.
전문가 집단에서 밝혀진 견해와 달리, 가스 분산으로 제조된 층은 내마모성및 내구력과 관련하여 또한, 보조 장치 없이 전자 빔 증착에 의하여 또는 보편적으로 제조된 슬라이드 요소와 관련하여 매우 조밀하고 우수하다.
이에 따라 상이한 농도 조절 이외에도, 동시에 균일한 층 두께를 얻을 수 있기 때문에 독일 공개 공보 제 DE 195 14 835 A1 호에 공지된 바와 같은 추가 조치가 필요 없는 것으로 나타났다.
이로 인하여 제조방법이 상당히 간단하게 되었다.
특히 코팅 과정 중의 가스압력은 ±0.05Pa로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
상기 방법은 코팅 과정 동안 가스압력을 지속적으로 변화시키면서 계속 조절할 수 있다. 가스압력이 증착 시간의 함수로 변하면, 원주 방향에서 오버레이의 구배 구조 외에도 층 두께에 걸친 성분의 변화도 이루어진다.
가스 압력은 개시시에 0.1Pa로부터 증착 공정의 마지막에 1Pa 까지 연속적으로 증가되는 것이 바람직하다.
가스 압력의 증가는 원자 중량이 작은 합금성분이 더 무거운 합금요소보다 더 강하게 분산되는 효과를 갖기 때문에, 공정 과정 동안 정점부와 측면 영역 사이의 농도 차이는 더 증가한다. 이에 따라서 합금 성분의 농도도 층 두께에 따라 변화한다.
사용되는 불활성 기체는 아르곤, 헬륨, 네온인 것이 바람직하다.
증착노 및 평베어링 사이의 수직거리는 평베어링 직경의 2 내지 7배 정도로 설정되고, 정점부에서의 코팅속도는 최소한 20㎚/s로 설정되어야 한다.
도 1은 배면 부재(2) 및 오버레이(6)를 포함하는 평베어링셀(1)을 도시한다. 상기 배면 부재(2)는 강철 지지셸(3)로 구성되는데, 그 위에 주조 또는 소결과정에 의하여 CuPbSn 합금(4) 및 확산 장벽층(5)이 도포되어 있다. 강철의 탄소 함유량은 0.03% 내지 0.3% 사이의 범위에 있다.
다양한 공지된 어닐링(annealing) 및 성형 공정 후에, 특정 길이의 스트립 편을 가압하여 하나의 스트립으로부터 평베어링셀이 제조된다. 드릴링(drilling) 또는 롤링(rolling)에 의하여 상기 베어링의 표면을 가공한 후, 상기 베어링셸에는 전기도금 또는 PVD 공정에 의한 니켈 또는 니켈 합금의 확산 장벽층(5)이 제공된다. 그 다음, 배면 부재는 탈지되고 진공 증발기로 들어간다. 스퍼터링 및 에칭 공정에 의하여 여기에서 추가적인 표면 세척 또는 활성화가 이루어진다.
코팅실을 진공으로 한 다음, 이를 아르곤으로 채우며, 이때 압력은 대략 1Pa로 설정한다. 그리고나서 상기 배면 부재(2)는 축 방향의 전자총에 의하여 증착노로부터 AlSn20Cu의 전자빔 증착에 의하여 코팅된다. AlSn20Cu으로 석출된 오버레이(6)의 층 두께는 약 (16±4)㎛ 이다.
증착 공정 동안, 아르곤 압력은 1Pa로 일정하게 유지되고, 배면 부재의 온도는 190℃ 내지 200℃ 범위이며, 전자 총의 출력은 40 내지 60KW이다. 퇴적속도는 최소한 20㎚/s 이다.
상기 오버레이(6)는 측면 영역(9)보다 정점부(8)에서 훨씬 높은 주석의 밀도를 나타낸다. 주석 입자는 점(7)로 표시되어 있다. 상기 정점부(8)에서 더 높은 점 밀도로 더 높은 농도가 표시되어 있다.
도 2 및 도 3은 정점부(도2) 및 측면의 영역(도3)에서 합금성분을 도시한다. 주석 함유량은 증착된 AlSn20Cu 층의 일정한 면적을 위하여 EDX을 이용하는 스캐닝 전자 현미경에 의해 결정된다. 상기 정점부(8)의 주석 농도는 측면 영역보다 1.4배 만큼 더 크며, 이때 그 값은 주석 피크(peak)의 적분으로 결정된다.
도 4는 종래의 삼원 및 이원소재 베어링으로 된 본 발명에 따른 점진적인 오버레이로 제조된 베어링셀의, 언더우드 시험대를 이용하여 얻을 수 있는, 한계 부하와 직접적으로 비교한다.
AlSn20Cu(100%로 간주)의 오버레이가 포함된 알루미늄 2성분 베어링(기둥 A)이 이러한 실험의 기초로 선택되었다. AlSn을 기초로 하는 2 성분 베어링(기둥 B)에 의하여 더 높은 내구력이 제공되며, 이의 모재(matrix)는 합금 요소 니켈 및 망간에 의하여 보강된다.
강철/납-청동/도금층(PbSn10Cn5) 구조를 포함하는 3원(ternary) 베어링(기둥 C)은 앞서 명시된 2원 소재 합금 사이에 놓인 하중을 받아들일 수 있다. 도 4가 제시하는 바와같이, 본 발명에 따라 증착 코팅된 평베어링(기둥 D)은 내구력과 관련하여 종래의 베어링계보다 우수하다.
본 발명은 금속 베어링 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 제조방법이 간단하고 당해 비용면에서 경제적이며, 내구성이 형상되는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 전자빔 증착에 의하여 도포되고, 모재의 원자량보다 더 큰 최소한 하나의 미세 분산 성분을 모재 내에 포함하는 최소한 하나의 금속 오버레이 층 및 지지체를 포함하는 평베어링 셀로서,
    상기 미세 분산 성분(7)의 농도는 평베어링 셀(1)의 정점부(8)로부터 측면 영역(9)에 이르기까지 계속 감소하는 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 미세 분산 성분(7)의 농도는 측면 영역(9)보다 정점부(8)에서 1.2 내지 1.8배 만큼 더 큰 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 미세 분산 성분(7)의 농도는 오버레이(6)의 전체 두께에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 미세 분산 성분(7)의 농도는 오버레이(6)의 하부로부터 상부에 이르기까지 계속 증가하는 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 정점부(8)의 미세 분산 성분(7)의 농도는 10 내지 70 질량% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 미세 분산 성분(7)의 농도는 하부 영역보다 상기 오버레이(6) 상부 영역 내에서 2배까지 더 큰 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 모재는 알루미늄으로 구성되어 있으며, 상기 미세 분산 성분(7)은 주석, 납, 비스무트 및 안티몬 중 하나 이상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 오버레이(6)는 추가 합금성분으로서 구리, 아연, 규소, 망간 및 니켈 중 하나 이상을 개별적으로 또는 5질량%까지의 양으로 결합하여 포함하는 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 오버레이(6)의 두께는 전체 범위에 걸쳐서 균일한 것을 특징으로 하는 평베어링셀.
  10. 코팅실에서 전자빔 증착에 의하여 지지체에 도포되고 모재의 원자량보다 더 큰 원자량을 갖는 미세 분산 성분을 모재 내에 포함하는 금속 합금으로 된 최소한 하나의 오버레이를 포함하는 평베어링셀을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    코팅과정 동안, 상기 평베어링셀 정점에서의 가스는 0.1 내지 5 Pa의 압력으로 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    증착과정 중, 상기 가스압력은 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가스압력은 초기에서 0.1 Pa로부터 증착 과정 끝에서 1 Pa 에 이르기까지 계속 상승하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가스는 불활성 기체인 아르곤, 헬륨 또는 네온을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평베어링셀로부터 증착노까지의 수직거리는 평베어링셀 직경의 2 내지 7배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 정점에서의 코팅속도는 최소한 20㎚/s로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19824308C1 (de) * 1998-06-02 1999-09-09 Fraunhofer Ges Forschung Gleitlagerschale und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19852481C2 (de) * 1998-11-13 2002-09-12 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitelemente und Verfahren zu seiner Herstellung
US6318898B1 (en) * 1999-10-15 2001-11-20 Reliance Electric Technologies, Llc Corrosion-resistant bearing and method for making same
AT408102B (de) * 2000-03-09 2001-09-25 Miba Gleitlager Ag Verfahren zur herstellung eines gleitelementes sowie eine vorrichtung zur beschichtung eines gleitelementes
US6321712B1 (en) * 2000-04-07 2001-11-27 Dana Corporation Racing engine having trimetal bearings with a thick overlay for high speed and/or high load applications
JP3955737B2 (ja) * 2001-03-07 2007-08-08 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
WO2005052394A1 (ja) 2003-11-25 2005-06-09 Oiles Corporation ブッシュ軸受
GB0216331D0 (en) * 2002-07-13 2002-08-21 Dana Corp Bearings
US7147926B2 (en) * 2003-09-25 2006-12-12 Reliance Electric Technologies, Llc Corrosion-resistant and stain-resistant component and method for manufacturing same
AT413034B (de) 2003-10-08 2005-10-15 Miba Gleitlager Gmbh Legierung, insbesondere für eine gleitschicht
US7281853B2 (en) * 2003-12-01 2007-10-16 United Technologies Corporation Bearing material
DE102004008631A1 (de) * 2004-02-21 2005-09-08 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerwerkstoff
DE102004029071B3 (de) * 2004-06-16 2006-02-16 Daimlerchrysler Ag Lagerschalen aus Hybridwerkstoffen und Verfahren zu deren Herstellung
DE102004045110B3 (de) * 2004-09-17 2006-01-19 Daimlerchrysler Ag Hochverschleißfeste und dauerfeste Lagerbeschichtung für Kurbelwellen- und Pleuellager
GB0421566D0 (en) * 2004-09-29 2004-10-27 Dana Corp Bearing materials and method for the production thereof
DE102004055228B4 (de) * 2004-11-17 2010-09-30 Daimler Ag Thermisch gespritzte Lagerschalen für Pleuel
DE102005063325B4 (de) * 2005-05-13 2008-01-10 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102005063324B4 (de) * 2005-05-13 2008-02-28 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
AT501722B1 (de) 2005-07-12 2006-11-15 Miba Gleitlager Gmbh Beschichtungsverfahren
DE102006008910B4 (de) * 2006-02-27 2008-09-11 Daimler Ag Kolbenbolzen mit Gleitschichten für Pleuelaugen in Verbrennungsmotoren
CN100494710C (zh) * 2006-05-25 2009-06-03 上海电器气压缩机泵业有限公司 压缩机轴瓦
US20120114971A1 (en) * 2007-01-05 2012-05-10 Gerd Andler Wear resistant lead free alloy sliding element method of making
US7846554B2 (en) 2007-04-11 2010-12-07 Alcoa Inc. Functionally graded metal matrix composite sheet
US8403027B2 (en) 2007-04-11 2013-03-26 Alcoa Inc. Strip casting of immiscible metals
CN100552247C (zh) * 2007-12-27 2009-10-21 重庆跃进机械厂有限公司 具有扩散层pvd轴瓦的生产方法
CN101215685B (zh) * 2007-12-27 2011-06-22 重庆跃进机械厂有限公司 制备减摩层内锡含量阶升pvd轴瓦的方法
US8956472B2 (en) 2008-11-07 2015-02-17 Alcoa Inc. Corrosion resistant aluminum alloys having high amounts of magnesium and methods of making the same
CN101782111B (zh) * 2010-03-11 2011-07-27 潍坊金富通机械设备有限公司 高硬度耐磨轴瓦
DE102010031606A1 (de) * 2010-07-21 2012-01-26 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Strukturierte Gleitfläche einer Lagerschale
RU2468265C2 (ru) * 2010-07-26 2012-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра РАН Способ получения биметаллических подшипников скольжения
RU2453742C1 (ru) * 2010-12-23 2012-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Способ получения алюминиево-свинцовых подшипников скольжения
CN102230493B (zh) * 2011-06-09 2012-12-19 杭州发达齿轮箱集团有限公司 一种铜基粉末冶金推力环及其制备方法
CN102562808B (zh) * 2011-12-15 2015-01-07 广州安达精密工业股份有限公司 一种轴瓦基底层
KR101989837B1 (ko) * 2012-03-07 2019-06-17 엔티엔 가부시키가이샤 소결 베어링
CN102748391A (zh) * 2012-06-15 2012-10-24 湖北东风佳华汽车部件有限公司 轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法
AT514961B1 (de) * 2013-12-23 2015-05-15 Miba Gleitlager Gmbh Mehrschichtgleitlager
AT514955B1 (de) * 2014-01-31 2015-05-15 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Zweistoff-Gleitlagers
CN103785999A (zh) * 2014-02-24 2014-05-14 洛阳双瑞金属复合材料有限公司 一种铜钢轴瓦的制造方法
CN104128588B (zh) * 2014-06-25 2016-02-24 西安交通大学 一种复合轴瓦的半固态连铸与电磁成形连接装置
AT516877B1 (de) * 2015-02-19 2016-12-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Gleitlagerelement
CN114016015A (zh) * 2015-08-06 2022-02-08 日产自动车株式会社 滑动构件及其制造方法
JP6731969B2 (ja) * 2018-04-11 2020-07-29 大豊工業株式会社 摺動部材
CN108857291B (zh) * 2018-08-29 2020-12-11 日照亿铭科技服务有限公司 一种发动机用轴瓦的生产工艺
TW202400816A (zh) 2022-05-26 2024-01-01 日商大同金屬工業股份有限公司 銅系滑動構件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006268A (en) * 1975-03-17 1977-02-01 Airco, Inc. Vapor collimation in vacuum deposition of coatings
JPS62222057A (ja) * 1986-02-28 1987-09-30 グリコ・アクチエンゲゼルシヤフト 少なくとも一つの金属材料を金属基板に蒸着処理することにより積層工作材料或いは積層工作材料片を造るための方法
JPH0735142A (ja) * 1993-07-16 1995-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アルミ軸受
JP2511080B2 (ja) * 1986-12-23 1996-06-26 コルベンシュミット アクチェンゲゼルシャフト カソ―ドスパッタリングにより形成される滑り層を有する複合材料及びその製造方法
KR100190904B1 (ko) * 1989-07-03 1999-06-15 에이 알 베그 저어널베어링
JP2935861B2 (ja) * 1988-12-24 1999-08-16 コルベンシュミット・アクチエンゲゼルシャフト 軸受の生産方法
KR100411625B1 (ko) * 1995-04-21 2004-03-24 페데랄-모굴 비스바덴 게엠베하 오목하게만곡된슬라이딩요소의제조방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4069369A (en) * 1970-12-15 1978-01-17 Gould Inc. Fine dispersion aluminum base bearing
DE3242543C2 (de) * 1982-11-18 1985-09-19 Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden Schichtwerkstoff mit einer auf einer metallischen Trägerschicht aufgebrachten Funktionsschicht aus metallischer Suspensionslegierung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3304740C2 (de) * 1983-02-11 1985-02-21 Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden Mehrschichten-Gleitlager
FR2555682B1 (fr) * 1983-11-29 1987-10-16 Metafram Alliages Frittes Coussinet fritte autolubrifiant et procede de fabrication
DE3601438C1 (de) * 1986-01-20 1987-04-09 Glyco Metall Werke Schichtverbundwerkstoff mit Diffusionssperrschicht,insbesondere fuer Gleit- und Reibelemente,sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US4996025A (en) * 1986-01-23 1991-02-26 Federal-Mogul Corporation Engine bearing alloy composition and method of making same
US5053286A (en) * 1986-01-23 1991-10-01 Federal-Mogul Corporation Aluminum-lead engine bearing alloy metallurgical structure and method of making same
CH671239A5 (ko) * 1986-07-15 1989-08-15 Balzers Hochvakuum
GB2197879B (en) * 1986-11-26 1990-05-23 Glyco Metall Werke Laminate material for plain bearing elements with an anti-friction layer of an aluminium-based bearing material
US4961831A (en) * 1986-12-23 1990-10-09 Balzers Aktiengesellschaft Composite material having a slide layer applied by cathode sputtering
EP0288677B1 (de) * 1987-04-30 1992-08-19 Balzers Aktiengesellschaft Bauteil, insbesondere Maschinenelement
JP2512477B2 (ja) * 1987-06-17 1996-07-03 大豊工業株式会社 銅系摺動材料
AT389356B (de) * 1987-07-24 1989-11-27 Miba Gleitlager Ag Hochbelastbares gleitlager
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
BR9104305A (pt) * 1990-02-03 1992-05-19 Glyco Metall Werke Camada deslizante altamente resistente a desgaste,com melhoradas propriedades deslizantes,e processo de fabricacao referente a isto
JP2679920B2 (ja) * 1992-09-28 1997-11-19 大同メタル工業株式会社 非焼付性に優れたオーバーレイを有するすべり軸受材料
DE19514836C2 (de) * 1995-04-21 2000-06-08 Fraunhofer Ges Forschung Lagerschale
DE19824308C1 (de) * 1998-06-02 1999-09-09 Fraunhofer Ges Forschung Gleitlagerschale und Verfahren zu ihrer Herstellung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006268A (en) * 1975-03-17 1977-02-01 Airco, Inc. Vapor collimation in vacuum deposition of coatings
JPS62222057A (ja) * 1986-02-28 1987-09-30 グリコ・アクチエンゲゼルシヤフト 少なくとも一つの金属材料を金属基板に蒸着処理することにより積層工作材料或いは積層工作材料片を造るための方法
JP2511080B2 (ja) * 1986-12-23 1996-06-26 コルベンシュミット アクチェンゲゼルシャフト カソ―ドスパッタリングにより形成される滑り層を有する複合材料及びその製造方法
JP2935861B2 (ja) * 1988-12-24 1999-08-16 コルベンシュミット・アクチエンゲゼルシャフト 軸受の生産方法
KR100190904B1 (ko) * 1989-07-03 1999-06-15 에이 알 베그 저어널베어링
JPH0735142A (ja) * 1993-07-16 1995-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アルミ軸受
KR100411625B1 (ko) * 1995-04-21 2004-03-24 페데랄-모굴 비스바덴 게엠베하 오목하게만곡된슬라이딩요소의제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000027866A (ja) 2000-01-25
BR9901764A (pt) 2001-01-16
ATE272802T1 (de) 2004-08-15
US6139191A (en) 2000-10-31
ATA94499A (de) 2002-08-15
CZ294203B6 (cs) 2004-10-13
CZ194299A3 (cs) 2000-09-13
US6316061B1 (en) 2001-11-13
EP0962673B1 (de) 2004-08-04
DE19824308C1 (de) 1999-09-09
RU2229040C2 (ru) 2004-05-20
EP0962673A2 (de) 1999-12-08
PL190976B1 (pl) 2006-02-28
PL333498A1 (en) 1999-12-06
TR199901222A3 (tr) 2000-08-21
KR20000005817A (ko) 2000-01-25
CN1240889A (zh) 2000-01-12
TR199901222A2 (xx) 2000-08-21
DE59910102D1 (de) 2004-09-09
EP0962673A3 (de) 2000-12-06
AT410358B (de) 2003-04-25
ES2224492T3 (es) 2005-03-01
CN1111656C (zh) 2003-06-18
SK72799A3 (en) 1999-12-10

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